Somnul, deşi pare un proces simplu, înseamnă mult mai mult decât a dormi. Este o activitate complexă, ce implică mai multe etape şi care este responsabilă pentru bunăstarea întregului organism. Somnul REM este una dintre cele mai importante şi interesante etape, iar acum, oamenii de ştiinţă au descoperit sediul neuronal al somnului REM - acea stare de visare a creierului în care ochii sunt singura parte a corpului care se mişcă activ.
Mişcarea rapidă a ochilor, sau somnul REM, este faza somnului în care se produc cele mai numeroase şi cele mai intense vise. Pe timpul acestei faze a somnului ochii se mişcă repede şi activitatea neuronilor creierului este asemănătoare cu cea a stării de veghe pentru care se mai numeşte şi somn paradoxal.
Somnul este împărţit în patru etape repetitive cu durate diferite. Prima etapă (somnul uşor) – durează între 5 şi 10 minute şi reprezintă începerea tranziţiei de la starea de veghe la cea de somn. A doua etapă reprezintă aproximativ 50% din somnul total, iar pe perioada acesteia mişcările ochilor se opresc şi undele creierului încetinesc din ce în ce mai mult. A treia etapă (somnul profund) – reprezintă aproximativ 20% din somnul total şi este etapa în care corpul este cel mai puţin receptiv la stimuli externi, producându-se procesul de relaxare totală. A patra etapă (somnul REM), reprezintă aproximativ 25% din somnul total şi reprezintă etapa în care au loc visele.
Majoritatea oamenilor adulţi au între 4-6 cicluri de somn pe noapte, iar durata fiecărei etape poate diferi în funcţie de vârstă, dietă şi probleme medicale.
Fiecare etapă a somnului are un rol în ciclul total de somn, deoarece este responsabilă de anumite părţi ale corpului şi organismului. Având în vedere că în etapa de somn REM apar majoritatea viselor, aceasta poartă un rol important în întărirea memoriei, a procesării emoţiilor şi dezvoltării sănătoase a creierului.
Somnul REM are o importanţă foarte mare în dezvoltarea sănătoasă a creierului, iar bebeluşii îşi petrec majoritatea ciclului de somn în această etapă. De aceea, copii mici au nevoie de cât mai multe ore de somn pentru a putea trece prin cât mai multe etape REM, pe când adulţilor le sunt necesare doar două ore de somn REM.
Oamenii de ştiinţă au descoperit acum sediul neuronal al somnului REM - acea stare de visare a creierului în care ochii sunt singura parte a corpului care se mişcă activ.
Atunci când acest circuit din partea superioară a trunchiului cerebral este declanşat la şoareci, cercetătorii pot face ca animalele să intre în somn REM (mişcarea rapidă a ochilor), chiar dacă sunt complet treze la început.
Dacă descoperirile se extind la oameni, vom fi cu un mare pas mai aproape de înţelegerea biologiei somnului şi a motivelor pentru care acesta poate fi perturbat.
Cunoştinţele ar putea ajuta la manipularea somnului REM cu efecte pozitive la oamenii care suferă de apnee în somn, narcolepsie, coşmaruri dese şi dureroase sau tulburări REM, care determină oamenii să trăisacă visele prin mişcări sau vocalize - cum ar fi vorbitul în somn.
Misterele din jurul somnului REM abundă, iar cercetarea este cu atât mai dificilă cu cât oamenii de ştiinţă încă nu ştiu unde se află centrul de control al somnului REM în creier sau chiar dacă există un centru de control.
De zeci de ani, unii cercetători suspectează că neuronii din trunchiul cerebral al mamiferelor joacă un rol esenţial în declanşarea somnului REM. În cazul în care trunchiul cerebral este eliminat la pisici, de exemplu, nu se poate genera un somn REM adecvat, iar animalele încep să îşi „trăiască" visele.
La oamenii cu degenerare cunoscută a trunchiului cerebral, precum cea observată în boala Parkinson, somnul REM poate fi perturbat în moduri similare.
Trunchiul cerebral uman şi părţile sale. (BruceBlaus/Wikimedia Commons)
De-a lungul anilor, alte experimente pe rozătoare au demonstrat că puntea lui Varolio, situată în partea superioară a trunchiului cerebral, este „centrul de control” pentru pierderea obişnuită a tensiunii musculare care limitează mişcarea în timpul somnului REM.
Dar, deoarece neuronii care promovează starea de veghe în această parte a creierului sunt amestecaţi cu cei care promovează somnul, identificarea exactă a căilor responsabile pentru această fază crucială a somnului s-a dovedit a fi o provocare.
Neurocercetătorul Mitsuaki Kashiwagi de la Universitatea Tsukuba şi Universitatea din Tokyo a condus acum o echipă din Japonia şi Franţa către un grup de neuroni legaţi de REM în partea dorsală a punţii.
La şoareci, aceşti neuroni exprimă o proteină de legare a hormonului de eliberare a corticotropinei, astfel încât sunt numiţi neuroni Crhbp+.
Aceste celule se proiectează din punte către neuronii din medulla oblongata (bulbul rahidian), regiunea din trunchiul cerebral aflată chiar dedesubt. Aceştia sunt numiţi neuroni Nos1+ deoarece exprimă oxidul nitric sintetază 1. Neuronii NOs1+ se conectează apoi înapoi la neuronii Crhbp+ şi la neuronii din creierul anterior.
Kashiwagi şi colegii săi susţin că această buclă de la punte la măduvă şi înapoi ar putea funcţiona ca un circuit central al somnului REM.
Atunci când echipa a eliminat neuronii punţii din bucla de feedback pozitiv, şoarecii au prezentat un somn redus şi o relaxare musculară afectată în timpul somnului REM.
Cu toate acestea, atunci când neuronii punţii care se extind până la măduvă au fost activaţi, şoarecii au intrat mai repede în somnul REM, iar numărul şi durata episoadelor REM din timpul somnului lor au crescut în detrimentul stării de veghe.
În măduvă, neuronii Nos1+ au promovat puternic REM, proiectându-se către mai multe zone implicate în activitatea REM.
De fapt, activarea acestor neuroni la şoareci a provocat tranziţii directe de la starea de veghe la somnul REM. Chiar şi atunci când somnul non-REM a fost primul, acesta a fost foarte scurtat, şoarecii trecând mai repede în somnul REM. Neuronii care se extind până la creierul anterior par să inhibe starea de veghe.
Se ştie că oamenii care suferă de narcolepsie trec de la starea de veghe direct la somnul REM, dar în rest acest salt este foarte neobişnuit.
„După ce am stabilit Crhbp ca un marker pentru neuronii de reglare a somnului, am examinat dacă aceşti neuroni sunt afectaţi la pacienţii cu Parkinson cu tulburare de comportament REM”, explică autorii .
Desigur, echipa a constatat că neuronii imunoreactivi Crhbp sunt în mare măsură reduşi în această cohortă, „oferind o perspectivă asupra mecanismelor care stau la baza deficitelor de somn caracteristice acestei boli”.
Într-un model de şoarece al bolii Parkinson, cercetătorii au arătat că activarea neuronilor Crhbp + în punte poate inversa anomaliile de somn observate.
Următorul pas, spun autorii acestui studiu, este de a înregistra activitatea acestor neuroni la o rezoluţie unicelulară pentru a afla ce fac ei cu adevărat şi de ce.
Studiul a fost publicat în revista Cell.
