Vklop in izklop spanja in budnosti

Zakaj vsak večer, vsaj praviloma, hočeš nočeš zaspimo, in zakaj se vsako jutro, prav tako hočeš nočeš zbudimo? Do zdaj so znanstveniki domnevali, da je v uravnavanje cikla budnosti in spanja v človeku vključenih več centrov v možganih. Nevrologi v Univerzitetni bolnišnici v Bernu v Švici so zdaj sporočili, da so odkrili, da našo budnost in spanje nadzoruje le en sam nadzorni center v možganih.

Odkritje je pomembno, saj utegne prispevati k razvoju učinkovitejših terapij za motnje spanja, napovedujejo nevrologi.

Kaj poganja tokokrog spanja in budnosti

Običajni cikel budnosti in spanja obsega redno večurno nočno spanje in redno zbujanje zjutraj.
Kako možganski tokokrogi nadzorujejo ta ciklus spanca in bujenja, za zdaj še vedno ni znano. Vemo pa, da naš spanec sestavljata dve fazi: nehitro premikanje očesnih zrkel (NREM) in faza hitrega premikanja zrkel (REM), ki ga nevrologi imenujejo tudi paradoksalno spanje in med katerim se odvije večina sanj.



Ko zaspimo, elektroencefalogram (EEG) razkriva, da naši možgani ustvarjajo ritmično oscilacijo, imenovano počasno valovanje. To valovanje je pomembno za ohranjanje spanja in okrevanje po polnem dnevu duševne in telesne aktivnosti.
Po splošno sprejetih hipotezah velja, da te počasne valove proizvaja možganska skorja v zgornjem delu možganov, tik pod lobanjo. Budnost, nasprotno, naj bi sprožili posebni prebujevalni centri v spodnjem delu možganov in možganskem deblu, ki neposredno aktivira neokorteks, to je del možganov sesalcev, vključenih v možganske funkcije višjega reda, kot so zaznavanje, spoznavanje in generiranje motoričnih ukazov.

Bistven je talamus

V pomembni novi raziskavi so zdaj nevroznanstveniki na Oddelku za biomedicinske raziskave na Univerzi v Bernu in Oddelku za nevrologijo univerzitetne bolnišnice v Bernu ugotovili, da nevroni v talamusu, osrednjemu delu možganov, nadzirajo tako spanec kot tudi budnost. Talamus je siva možganovina jajčaste somerne oblike, ki leži v medmožganih blizu samega središča možganov. Povezan je s skoraj vsemi deli možganov in ima vlogo pri pomembnih možganskih funkcija, povezanih s pozornostjo, senzoričnimi zaznavami, spoznanjem in zavestjo.



Raziskovalci so pod vodstvom prof. dr. Antoina Adamantidisa odkrili, da manjše število talamičnih nevronov opravlja dvojni nadzor, to je nad spanjem in budnostjo, in sicer z ustvarjanjem spalnih počasnih valov. Ti sprožijo in ohranjajo spanje, ko pa se spremeni njihova električna aktivnost, se spanje konča in nastopi budnost.

Kako so to ugotovili? S tehniko optogenetike so v raziskavi na miših uporabili svetlobne impulze in z njimi natančno nadzirali delovanje talamičnih nevronov miši. Ko so aktivirali talamične nevrone z rednimi dolgotrajnimi dražljaji, so se živali zbudile, če pa so jih aktivirali počasi ritmično, je bil spanec miši mirnejši in globlji.

»Uspelo nam je dokazati, da je zaviranje talamične nevronske aktivnosti oslabilo okrevanje zaradi izgube spanja, kar kaže, da so ti nevroni nujni za prijeten spanec po daljšem obdobju budnosti,« pojasnjuje dr. Thomas Gent, vodilni avtor študije, objavljene v reviji Nature Neuroscience.

Prikrajšani za spanje

Ugotovitve te študije so še posebno pomembne dandanes, ko številnim kronično primanjkuje spanja. Podatki namreč kažejo, da aktivno prebivalstvo danes prespi petino manj časa, kot so ljudje povprečno spali pred 50 leti. Veliko več ljudi zato danes trpi zaradi kroničnih motenj spanja, slab spanec pa je povezan s številnimi psihiatričnimi boleznimi in slabljenjem imunskega sistema.

»Verjamemo, da bo odkrivanje krmilnih mehanizmov talamičnih nevronov med spanjem in zbujanjem ključno za iskanje novih spalnih terapij za ljudi v sodobni družbi, ki je vse bolj prikrajšana prav pri spanju,« poudarja prof. Antoine Adamantidis.