Sleeping

نقش مفید خواب شناسایی شد

چرا حیوانات می خوابند؟ چرا انسان ها یک سوم وقتشان را صرف خوابیدن می کنند؟ در طول تکامل موجودات خواب به شکل فراگیری باقی مانده و برای همه موجودات با سیستم عصبی، از جمله بی مهرگان مانند مگس، کرم ها و حتی ستاره دریایی ضروری می باشد. اما دلیل اینکه چرا حیوانات در مقابل تهدید مستمر شکارچیان می خوابند همچنان به صورت یک رمز و راز باقی مانده و در میان بزرگترین سوالات بدون پاسخ در علوم زندگی قرار دارد.

در مطالعه جدیدی که در نشریه Nature Communications چاپ شد، پژوهشگران دانشگاه Bar-Ilan، توانستند عملکرد غیر منتظره و جدید خواب را نشان دهند و آن ها توانستند توضیح دهند؛ چگونه اختلالات خواب و خواب بر عملکرد مغز، پیری و اختلالات مغزی مختلف تاثیر می گذارد. پژوهشگران با استفاده از تکنیک های تصویربرداری سه بعدی در زبرافیش (نوعی ماهی) زنده، پژوهشگران قادر به تعریف خواب در یک وضوح کروموزم منفرد بودند و برای اولین بار نشان دادند که نورون های منفرد به منظور انجام مراقبت های هسته ای نیاز به خواب دارند.

آسیب DNA می تواند ناشی از فرآیندهای بسیاری از جمله تشعشع، استرس اکسیداتیو و حتی فعالیت نورونی باشد. سیستم های تعمیر DNA در هر سلول این آسیب ها را تصحیح می کنند. این مطالعه جدید نشان می دهد که در زمان بیداری، زمانی که دینامیک و تحرک کروموزوم پایین است، آسیب DNA به طور مداوم تجمع می یابد و می تواند به سطوح نا امن برسد. نقش خواب باعث افزایش دینامیک و تحرک کروموزوم می شود و سطوح آسیب DNA را در هر یک از نورون های عادی به طور نرمال افزایش می دهد.

ظاهراََ این فرآیند نگهداری DNA در طول دوره بیداری فعال به اندازه کافی کارآمد نیست و نیاز به یک دوره خواب غیر فعال با کاهش ورودی به مغز دارد تا به طور کارآمد رخ دهد. پروفسور Lior Appelbaum، از دانشگاه Bar-Ilan، دانشکده علوم زندگی Everard Goodman و مرکز تحقیقات مغزی چند رشته ای Gonda، می گوید:

این پدیده مانند چاله چوله های جاده می باشد. این جاده ها انباشته شده از سایه و بریدگی می باشد، به ویژه در طول ساعات روز به این چاله ها هجوم برده و مناسب تر و کارآمد تر عمل می کنند تا این چاله ها را در شب، زمانی که ترافیک کمتری وجود دارد، تعمیر کنند.

Appelbaum، تلفیقی از آسیب های DNA، را “ارزش بیداری” می نامند. پروفسور Lior Appelbaum و دانشجوی دکترای خود، دیوید Zada، و همچنین با همکاری نویسندگان، دکتر Tali Lerer-Goldsteinin، دکتر Irina Bronshtein و پروفسور Yuval Garini، فرض کردند که خواب، تثبیت و هماهنگ سازی نگهداری هسته ای درون نورون های فردی را بر عهده دارد و خود را برای تایید این نظریه آماده کردند.

کشف آن ها با توجه به ویژگی های مدل زبرافیش به دست آمد. با شفافیت کامل این ماهی ها، مغز آن ها بسیار شبیه به انسان ها است، زبرافیش یک ارگانیسم کامل می باشد که از این موجودات برای مطالعه سلول های تک و منفرد در یک حیوان زنده در شرایط فیزیولوژیکی استفاده می کنند. با استفاده از میکروسکوپ با وضوح بالا، حرکت DNA و پروتئین های هسته ای در داخل سلول – در داخل بدن ماهی – مشاهده می شود در حالی که ماهی در حالت بیدار و خواب است.

پژوهشگران به طور خاصی شگفت زده شده اند و کروموزوم هایی در شب پیدا کردند (زمانی که بدن در حال استراحت هستند)، که فعالیت بیشتری دارند. اما این افزایش فعالیت باعث افزایش کارآیی ترمیم آسیب DNA می شود. این نتایج، دینامیک و تحرک کروموزوم را به عنوان یک نشانه بالقوه برای تعریف خواب سلول های منفرد قرار داد. نتایج نشان می دهد که عملکرد ترمیمی خواب، نگهداری هسته ای می باشد. پروفسور در رابطه با Appelbaum می گوید:

ما یک رابطه علت و معلولی بین خواب، دینامیک کروموزوم، فعالیت عصبی، و آسیب DNA و تعمیر با ارتباط مستقیم فیزیولوژیکی با کل ارگانیسم پیدا کرده ایم. خواب باعث می شود، آسیب DNA ای که در مغز انباشته شده در طول بیداری کاهش یابد.

علیرغم خطر کاهش آگاهی به محیط زیست، حیوانات از جمله ستاره دریایی تا زبرافیش تا انسان، باید به خواب اجازه دهند که نورون هایشان را برای تعمیر و نگهداری DNA، کارآمد نگه دارد و احتمالاََ به همین دلیل است که خواب تکامل یافته است و خواب در حفظ قلمرو پادشاهی حیوانات بسیار اهمیت دارد.

نمره شما به این پست