Odkrywanie tajemnic snu – jak maleńkie jądra mózgu wpływają na sen REM i starzenie się

Nowe badania z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego o wysokim natężeniu 7 Tesli pogłębiają wiedzę na temat mechanizmów regulacji snu.

Badanie przeprowadzone przez zespół badawczy w Instytucie Uniwersytetu w Liège (BE) przy użyciu rezonansu magnetycznego o wysokim natężeniu 7 Tesli zapewnia lepszy wgląd w mechanizmy regulacji snu.

O tym, że sen jest dobry dla mózgu, wiemy już od dawna. Wiemy również, że światło służy nie tylko do widzenia, ale odgrywa także ważną rolę w innych aspektach, takich jak nastrój. Nie wiemy, jak to wszystko dzieje się w naszych mózgach. Dwa oddzielne badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Liège przy użyciu rezonansu magnetycznego o energii 7 Tesli na platformie GIGA-Centre de Recherche du Cyclotron stanowią wprowadzenie do interpretacji.

Zespół naukowy z ULiège Cyclotron / Centrum Badań Obrazowania In Vivo (GIGA-CRC-IVI) udowodnił, że jakość snu REM (części snu, w której śnimy najwięcej) jest powiązana z aktywnością pozycyjną. niebieski. To maleńkie jądro mózgowe, wielkości około 2 cm kawałka spaghetti, znajduje się u podstawy mózgu (w pniu mózgu).

Locus coeruleus — po łacinie „niebieska plama” — swoją nazwę zawdzięcza kolorowi zaobserwowanemu podczas sekcji zwłok. Kieruje się do każdego obszaru mózgu (i do rdzenia kręgowego), aby wydzielić neuromodulator zwany noradrenaliną. Noradrenalina jest ważna nie tylko dla stymulacji neuronów i utrzymywania ich w stanie czuwania, ale także dla całej serii procesów poznawczych, takich jak pamięć, przetwarzanie emocjonalne, stres i lęk. Jego aktywność inicjująca sen musi się zmniejszyć i zakończyć, aby umożliwić sen REM.

„Dzięki temu sen REM może funkcjonować bez noradrenaliny, ustalając, które synapsy zachować, a które odrzucić podczas snu, i umożliwiając nowy dzień pełen nowych doświadczeń” – wyjaśnia Jill Vandewaal, współdyrektor GIGA CRC-IVI.

Badania na zwierzętach wykazały już, że funkcjonowanie tego małego jądra jest niezbędne do snu i czuwania.

„W przypadku ludzi niewiele zbadano, ponieważ mały rozmiar jądra i jego głębokie położenie utrudniają monitorowanie in vivo za pomocą konwencjonalnego rezonansu magnetycznego” – wyjaśnia Ekaterina Koshmanova, badaczka w laboratorium i pierwsza autorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie . Wgląd JCI. „Dzięki wysokiej rozdzielczości rezonansu magnetycznego o energii 7 Tesli byliśmy w stanie wyizolować jądro i wyodrębnić jego aktywność podczas prostego zadania poznawczego na jawie, pokazując w ten sposób, że im bardziej reaktywne jest miejsce sinawe w ciągu dnia, tym niższa postrzegana jakość nasz sen i tym mniejsza jest gęstość snu, w którym poruszamy się oczami.” Nasz post.

Wydaje się to szczególnie prawdziwe w przypadku wieku, ponieważ efekt ten wykryto jedynie u badanych osób w wieku od 50 do 70 lat, a nie u młodych osób w wieku od 18 do 30 lat. To odkrycie może wyjaśniać, dlaczego u niektórych osób bezsenność pojawia się stopniowo wraz z wiekiem. Te wstępne odkrycia kładą także podwaliny pod przyszłe badania nad aktywnością tego małego jądra podczas snu oraz rolą, jaką może ono odgrywać w bezsenności i powiązaniu snu ze snem. Choroba Alzheimera choroba.

Sieć, która rozprzestrzenia światło w naszym mózgu

Tymczasem ten sam zespół badawczy próbował lepiej zrozumieć, w jaki sposób światło stymuluje naszą percepcję. Światło działa jak filiżanka kawy i pomaga nam nie zasnąć. Dlatego zalecamy, aby wieczorem nie oświetlać smartfonów i tabletów zbyt dużą ilością światła. Może to zakłócić nasz sen. Z drugiej strony to samo światło może nam pomóc w ciągu dnia.

Wiele badań wykazało, że dobre oświetlenie może pomóc uczniom w szkołach, personelowi szpitali, pacjentom i pracownikom firm. Niebieska część światła jest w tym celu najskuteczniejsza, ponieważ w naszych oczach znajdują się detektory światła niebieskiego, które informują nasz mózg o jakości i ilości otaczającego nas światła.

Ponownie obszary mózgu odpowiedzialne za ten stymulujący efekt światła (znany również jako „niewizualny” efekt światła) nie są dobrze znane.

Regiony ciemieniowe (A) i wzgórzowe (B) zaangażowane w bardziej złożone zadania poznawcze słuchowe, podczas gdy uczestnicy byli oświetlani w badaniu MRI 7T. Po prawej, rekonstrukcja przebiegu aktywności w czasie w ciągu 25 minut nagrania. (C) Lokalizacja różnych jąder wzgórza i obszar wzgórza użyte do analizy. Ten ostatni obszar odbiera informację optyczną i modyfikuje aktywność okolicy ciemieniowej. Źródło: Uniwersytet w Liège/GIGA CRC IVI

„Są niewielkie i zlokalizowane w podkorowej części mózgu” – wyjaśnia Elenia Paparella, doktorantka w laboratorium FNRS i pierwsza autorka artykułu opublikowanego w czasopiśmie Biologia komunikacji. Zespołowi badaczy GIGA-CRC-IVI po raz kolejny udało się wykorzystać wysoką rozdzielczość 7-Teslowego rezonansu magnetycznego, aby wykazać, że wzgórze, obszar podkorowy położony poniżej ciała modzelowatego (łączącego obie półkule), odgrywa rolę w przekazywaniu informacji optycznych, niewidoczny dla kory ciemieniowej w obszarze znanym z kontrolowania poziomu uwagi.

„Wiedzieliśmy, że odgrywa ważną rolę w widzeniu, ale jej rola w aspektach pozawizualnych nie była jeszcze pewna. Dzięki temu badaniu wykazaliśmy, że wzgórze stymuluje obszary ciemieniowe, a nie odwrotnie, jak myśleliśmy. „

Ten nowy postęp w naszej wiedzy na temat roli wzgórza ostatecznie umożliwi nam zaproponowanie rozwiązań oświetleniowych, które pomogą nam uświadomić sobie, kiedy powinniśmy być w pełni przebudzeni i skupieni, lub które przyczynią się do lepszego snu dzięki kojącemu światłu.

Literatura: „Aktywność miejsca sinawego podczas czuwania jest powiązana z jakością snu REM u osób starszych” autorstwa Ekaterina Koschmanova, Alexander Berger, Elise Beckers, Islay Campbell, Nasrin Mortazavi, Roya Sharifpour, Elenia Babarella, Fermin Balda, Christian Birtomer, Christian Degelder, Eric Salmon, Laurent Lamalle, Christine Bastin, Maxime Van Egeroo, Christophe Philips, Pierre Maquet, Fabien Collet, Vincenzo Mutu, Daphne Chylinski, Heidi Elle Jacobs, Puneet Talwar, Siya Sharif i Jill Vandewalle, 12 września 2023 r., Wgląd JCI.
doi: 10.1172/jci.insight.172008

„Światło reguluje zależną od zadania łączność wzgórzowo-korową podczas zadania uwagi słuchowej” Elenia Paparella, Eli Campbell, Roya Sharifpour, Elise Beckers, Alexandre Berger, José Fermin Balda Aizpurua, Ekaterina Koshmanova, Nasreen Mortazavi, Puneet Talwar, Christian Degelder i Laurent Lamalle, Sia Sharif, Christophe Philips, Pierre Maquet i Gilles Vandewalle, 16 września 2023 r., Biologia komunikacji.
doi: 10.1038/s42003-023-05337-5