Smegenų grandinė, susijusi su mieguistumu, „išskyrimas“
Nauji tyrimai suteikia naują miego sampratos perspektyvą. Tradicinė mintis teigė, kad smegenys yra visiškai budrios arba miega - pasiūlymas „viskas arba nieko“.
Dabar Masačusetso technologijos instituto (MIT) neuromokslininkai atrado smegenų grandinę, kuri gali paskatinti mažus smegenų regionus užmigti ar tapti mažiau budriomis, o likusios smegenys lieka nemiegotos.
Mokslininkai nustatė, kad ši grandinė kyla iš smegenų struktūros, žinomos kaip talaminio tinklinio branduolio (TRN). TRN perduoda signalus talamui, o paskui smegenų žievei, sukeldamas giliam miegui būdingų lėtų, svyruojančių smegenų bangų kišenes.
Lėti svyravimai taip pat atsiranda komos ir bendrosios anestezijos metu ir yra susiję su sumažėjusiu susijaudinimu. Esant pakankamam TRN aktyvumui, šios bangos gali užvaldyti visas smegenis.
Tyrėjai mano, kad TRN gali padėti smegenims įtvirtinti naujus prisiminimus, koordinuodamas lėtas bangas tarp skirtingų smegenų dalių, leisdamas joms lengviau dalytis informacija.
„Miego metu galbūt tam tikri smegenų regionai tuo pačiu metu turi lėtas bangas, nes jie turi keistis informacija tarpusavyje, o kiti - ne“, - sakė mokslinė bendradarbė dr. Laura Lewis ir viena iš pagrindinių tyrimų autorių. naujas tyrimas.
Tyrėjai teigia, kad TRN taip pat gali būti atsakingas už tai, kas vyksta smegenyse, kai miego stokojantys žmonės patiria trumpus „zonavimo“ pojūčius, stengdamiesi išlikti budrūs.
Tyrimo išvados pateikiamos žurnale „eLife“.
Kitas pirmasis šio straipsnio autorius yra Jakobas Voigtsas, vyresnieji - Emery Brownas ir Michaelas Halassa. Kiti autoriai yra MIT tyrimų filialas Francisco Floresas ir Matthewas Wilsonas.
Iki šiol dauguma miego tyrimų buvo orientuoti į visuotinę miego kontrolę, kuri vyksta, kai visos smegenys yra apsemtos lėtomis bangomis - smegenų veiklos svyravimai, atsirandantys, kai neuronų rinkiniai trumpam nutildomi.
Tačiau naujausi tyrimai parodė, kad miego stokojantys gyvūnai, būdami budrūs, gali sukelti lėtas bangas smegenų dalyse, o tai rodo, kad smegenys gali kontroliuoti budrumą ir vietos lygiu.
MIT komanda pradėjo tyrimą dėl vietinės budrumo ar mieguistumo kontrolės su TRN, nes dėl savo fizinės padėties jis puikiai pasirengęs atlikti vaidmenį miegant, sako Lewisas.
TRN supa talamą kaip apvalkalą ir gali veikti kaip vartininkas, kad jutimo informacija patektų į talamą, o tada siunčia informaciją į žievę tolesniam apdorojimui.
Naudodamiesi optogenetika - technika, leidžiančia mokslininkams stimuliuoti ar nutildyti neuronus šviesa, mokslininkai nustatė, kad jei jie silpnai stimuliuoja TRN budriose pelėse, mažoje žievės dalyje atsirado lėtos bangos. Geriau stimuliuojant, visa žievė rodė lėtas bangas.
„Mes taip pat nustatėme, kad kai jūs sukelsite šias lėtas bangas žievėje, gyvūnai pradeda elgtis taip, lyg būtų mieguisti. Jie nustos judėti, jų raumenų tonusas sumažės “, - sakė Lewisas.
Tyrėjai mano, kad TRN tiksliai sureguliuoja smegenų kontrolę per vietinius smegenų regionus, sustiprindamas arba sumažindamas lėtas bangas tam tikruose regionuose, kad šios zonos galėtų bendrauti tarpusavyje, arba paskatina kai kurias sritis tapti mažiau budriomis, kai smegenys yra labai mieguistos.
Tai gali paaiškinti, kas vyksta žmonėms, kai jie neturi miego ir trumpam išsiskiria iš tikrųjų neužmigdami.
"Aš linkęs manyti, kad taip atsitinka, nes smegenys pradeda pereiti į miegą, o kai kurie vietiniai smegenų regionai tampa mieguisti, net jei jūs priverčiate save budėti", - sakė Lewisas.
Supratimas, kaip smegenys kontroliuoja sužadinimą, gali padėti mokslininkams sukurti naujus miego ir anestetikų vaistus, kurie sukurtų būseną, panašesnę į natūralų miegą. TRN stimuliavimas gali sukelti gilias, ne į REM panašias miego būsenas, o ankstesni Browno ir jo kolegų tyrimai atskleidė grandinę, įjungiančią REM miegą.
Brownas pridūrė: „TRN yra daug sinapsių - jungčių smegenyse, kurios išskiria slopinamąjį neuromediatorių GABA. Todėl TRN beveik neabejotinai yra daugelio anestetikų veikimo vieta, atsižvelgiant į tai, kad didelė jų klasė veikia šiose sinapsėse ir sukelia lėtas bangas kaip vieną iš jiems būdingų bruožų “.
Ankstesnis Lewiso ir jo kolegų darbas parodė, kad skirtingai nei lėtos miego bangos, lėtos bangos pagal bendrą nejautrą nėra koordinuojamos, o tai rodo mechanizmą, kodėl šie vaistai kenkia informacijos mainams smegenyse ir sukelia sąmonės netekimą.
Šaltinis: Masačusetso technologijos institutas / „EurekAlert“
