Οι περισσότεροι από εμάς δεν κοιμόμαστε αρκετά. Αυτό γίνεται εμφανές από την ανάγκη μας να πιούμε καφέ, καθώς και από την προσωρινή έκπτωση της λειτουργίας του εγκεφάλου προς το τέλος της ημέρας. Η διάρκεια του ύπνου έχει συνδεθεί από αρκετές έρευνες με τη σκέψη. Όταν κοιμόμαστε αρκετά η σκέψη λειτουργεί καλύτερα, ενώ όταν κοιμόμαστε λιγότερο, η σκέψη εκπίπτει.

Οι παραπάνω επιδράσεις αποδίδονται στην εναλλαγή ημέρας/νύχτας η οποία ρυθμίζει το βιολογικό μας ρολόι, τα γονίδια που σχετίζονται με τον κιρκαδικό ρυθμό καθώς και την επικοινωνία των νευρώνων μέσω των συνάψεων. Ο μηχανισμός αλληλεπίδρασης των παραπάνω παραγόντων με τον ύπνο, ωστόσο, δεν έχει ακόμα αποσαφηνιστεί πλήρως.

Δύο έρευνες που δημοσιεύτηκαν στις 10 Οκτωβρίου στο επιστημονικό περιοδικό Science αναδεικνύουν τον κεντρικό ρόλο που παίζουν οι συνάψεις στην παραπάνω σύνδεση. Οι περιοχές αυτές της νευρωνικής επικοινωνίας, όπως έδειξαν οι επιστήμονες, αποτελούν το σημείο σύγκλισης των μηχανισμών που οδηγούν στο ύπνο με αυτούς που επηρεάζουν τη συμπεριφορά μας ανάλογα με το πόσο έχουμε κοιμηθεί. Κυτταρικές ρυθμιστικές πρωτεΐνες προετοιμάζουν ρυθμικά τις περιοχές γύρω από τις συνάψεις για την παραγωγή των συναπτικών πρωτεϊνών που συμβαίνει κατά τη διάρκεια του ύπνου. Οι παρατηρήσεις των δύο παραπάνω ερευνών δείχνουν, ωστόσο, ότι οι νευρώνες δεν παράγουν τις σημαντικές αυτές πρωτεΐνες επί απουσίας ύπνου.

Τα αποτελέσματα των ερευνών δείχνουν ότι ο εγκέφαλος «προετοιμάζεται για ένα γεγονός, χωρίς ωστόσο αυτό να σημαίνει ότι ο άνθρωπος θα επιτελέσει το γεγονός αυτό», είπε ο Ρόμπερτ Γκριν, ένας νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Τέξας που δεν είχε λάβει μέρος στην έρευνα.Ο Γκριν τόνισε ότι οι έρευνες ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες και επιβεβαιώνουν τη σύνδεση ανάμεσα στους εσωτερικούς ρυθμιστικούς μηχανισμούς και τις διάφορες συμπεριφορές που σχετίζονται με τον ύπνο.

Όταν νυστάζουμε, ουσιαστικά αυτό αποδίδεται σε δύο παράγοντες: ο ένας είναι η «πίεση για ύπνο», δηλαδή η συνεχώς αυξανόμενη επιθυμία για ύπνο που ενισχύεται όσο δεν κοιμόμαστε και το εσωτερικό μας ρολόι που μας ενημερώνει ότι έφτασε η ώρα που πέφτουμε για ύπνο. Σε μία από τις δύο έρευνες, η Σάρα Νόγια από το Ινστιτούτο Φαρμακολογίας και Τοξικολογίας από το Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης και οι συνεργάτες της έδειξαν ότι στα ποντίκια, το βιολογικό ρολόι ρυθμίζει τις οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών. Η έναρξη του ύπνου, όπως παρατήρησαν, δίνει το τελικό έναυσμα για την εκκίνηση της παραγωγής πρωτεϊνών.

Σε δύο στιγμές κατά τη διάρκεια του 24ώρου, ακριβώς πριν την αφύπνιση και πριν την έλευση του ύπνου, οι νευρώνες στις περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με τη γνωστικότητα λαμβάνουν οδηγίες από σηματοδοτικούς σταθμούς, όπως παρατήρησε η ομάδα της Νόγια. Οι οδηγίες που δίνονται πριν τον ύπνο αφορούν πρωτεΐνες που ρυθμίζουν την παραγωγή άλλων πρωτεϊνών, ενώ οι οδηγίες της αφύπνισης αφορούν πρωτεΐνες που συνδέονται με τη λειτουργία των συνάψεων. Τα μόρια αυτά ανοίγουν το δρόμο για την ταχεία αναπλήρωση των συνάψεων κατά τη διάρκεια του ύπνου. Όταν οι ερευνητές εξέτασαν πειραματόζωα που δεν είχαν σημαντικά γονίδια του κιρκαδικού ρυθμού, παρατήρησαν ότι τα ποντίκια αυτά δεν παρουσίαζαν τις παραπάνω διακυμάνσεις.

Κατά τη διατήρηση ενός φυσιολογικού προγράμματος ύπνου-αφύπνισης, οι πρωτεΐνες που παρασκευάζονται με τη χρήση των παραπάνω οδηγιών παρουσιάζουν επίσης αύξηση της παραγωγής τους το πρωί και το απόγευμα. Στα ποντίκια με μειωμένη διάρκεια ύπνου, ωστόσο, όπως διαπίστωσε η Νόγια και η ομάδα της, τα κύτταρα ναι μεν προσφέρουν τις οδηγίες αυτές στις πρωτείνες, ωστόσο η παραγωγή των πρωτεϊνών είναι μειωμένη. Αυτό μας δείχνει ότι ο ύπνος είναι αυτός που ρυθμίζει το τελευταίο στάδιο της παραγωγής πρωτεϊνών που διασφαλίζει την ισχυρή συναπτικότητα των νευρώνων.

Η ρυθμικότητα αυτή, ωστόσο, δεν παρατηρείται σε όλες τις πρωτεΐνες. Όπως εξήγησαν σε ένα άρθρο τους η Φρανζίσκα Μπρούνινγκ και ο Μαξ Πλανκ από τη Γερμανία, η προσκόλληση ή η αφαίρεση ενός μορίου φωσφόρου είναι ο διακόπτης που ενεργοποιεί ή απενεργοποιεί τις πρωτεΐνες. Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι πρωτεΐνες στις οποίες είχαν προσκολληθεί φωσφορικά παρουσίαζαν διακυμάνσεις, με τις υψηλότερες τιμές των πρωτεϊνών να παρατηρούνται πριν την αφύπνιση. Όπως συναίβενε και με τις πρωτεΐνες στην παραπάνω έρευνα, η στέρηση του ύπνου παρεμπόδιζε την παραπάνω διαδικασία.

Οι ερευνητές έκαναν μετρήσεις κάθε 4 ώρες, γεγονός που καθιστά την έρευνα πιο λεπτομερή σε σχέση με τις άλλες έρευνες που συνήθως κάνουν 1 μέτρηση το 24ωρο, είπε η Κιάρα Σιρέλλι, μία νευροεπιστήμονας από το Πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν, που έγραψε ένα άρθρο σχολιασμού για τις δύο παραπάνω έρευνες.

Η Σιρέλλι τόνισε πόσο σημαντικό ήταν ότι απομονώθηκαν οι συναπτικές περιοχές όπου τα μόρια αυτά συγκεντρώνονται και παράγονται. Οι ερευνητές βρήκαν ακριβώς τη θέση των οδηγιών καθώς και τους χρόνους που οι πρωτεΐνες με τις φωσφορικές ομάδες ενεργοποιούνται ή παράγονται, συμπλήρωσε η ίδια.

Η Μαρία Ρόμπλες, μία νευροεπιστήμονας από το Πανεπσιτήμιο του Μονάχου που είχε λάβει μέρος και στις δύο έρευνες, δήλωσε ότι τα αποτελέσματα μάς βοηθούν να διαχωρίσουμε τα διάφορα στάδια της παραγωγής πρωτεϊνών και αποκαλύπτουν ότι ο εγκέφαλος «έχει έναν όμορφο τρόπο να ελέγχει» τα μόρια αυτά.

Αν και οι δύο έρευνες έγιναν σε πειραματόζωα, οι εγκέφαλοι των ποντικών αυτών έχουν αρκετές ομοιότητες με αυτούς του ανθρώπου, είπε ο Ακιλές Ρέντι, ένας νευροεπιστήμονας στη Σχολή Ιατρικής Πέρελμαν του Πανεπιστημίου της Πεννσυλβάνια, ο οποίος δεν είχε λάβει μέρος στις έρευνες. «Οι έρευνες αυτές αποτελούν μόνο την αρχή», είπε η Ρόμπλες. Όπως υποστήριξε, τα αποτελέσματα των ερευνών θα στοιχειοθετήσουν τη βάση για την ανάπτυξη νέων παρεμβάσεων για τη βελτίωση της μνήμης και των γνωστικών λειτουργιών.

Βιβλιογραφία: Scientific American