چرا سیستم مغز نیاز به خواب دارد؟

خواب برای عملکرد مغز و سلامت کلی ضروری است اما چگونه خواب اثرات مفیدش تا حد زیادی ناشناخته مانده است. در یک مقاله در تاریخ 9 اوت در مجله دسترسی آزاد PLOS زیست شناسی، شاناز دیسلر و ماکسیم جان در دانشگاه لوزان و موسسه بیوانفورماتیک سوئیس SIB (سوئیس)، محققان مطالعه ای را با روش های جدید و بی طرفانه ای درباره خواب انجام دادند که می توانند به یک سطح سیستم خواب برسند. در یک رویکرد، که به عنوان «ژنتیک سیستم» نامیده می شود، در مورد پدیده های بیولوژیکی می توان نتیجه گیری های مختلفی از اطلاعات از DNA به فنوتیپ را از طریق بیان ژن، پروتئین ها و متابولیسم در سطح جمعیت ایجاد کرد. ژنتیک سیستم ها یک دید کلی و پیوسته درباره پدیده های بیولوژیکی را ارائه می دهد و بنابراین در مقایسه با پیش بینی حساسیت به بیماری بسیار مهم است.

این مطالعه، تجزیه و تحلیل ژنتیک سیستم در موش ها را با هدف شناسایی مسیرهای سیگنالینگ مولکولی انجام داد که قابلیت انعطاف پذیری یا حساسیت از دست دادن خواب را پیش بینی می کرد. هفت سال کار در پایگاه دسترسی آزاد و پایگاه اطلاعاتی تعاملی به دست می آید که تاثیرات محرومیت از خواب را در سطح مغز و کپور ترانسکتوموم کبد، متابولوم خون و در نهایت پدیده خواب پس از اشاره به یک تجزیه و تحلیل بی نظیر دقیق از فعالیت مغز و رفتار خواب و بیداری را نشان می دهد.

اکتشاف اولیه، چندین بینش قابل توجه جدید را به دست آورد. جلوگیری از خواب در نیمه اول فاز استراحت عادی (دوره نور در موش)، فراوانی بر تمام سیستم ها تاثیر می گذارد و 78٪ از تمام ژن های بیان شده مغز در تغییر بیان آنها تاثیر می گذارد. نویسندگان تعدادی از گونه های ژنتیکی را شناسایی کرده اند که اعمالشان تنها پس از چالش محرومیت از خواب است و نه زمانی که دست نخورده باقی مانده است. علاوه بر این، این گونه ها نه تنها اندازه گیری پاسخ مولکولی به از دست دادن خواب را تعیین می کنند، بلکه همچنین در بعضی موارد، جهت تغییر را توضیح می دهد که تغییرات بین فردی مناسبی در مقابله با خواب کم می باشد.

شاید قابل توجه ترین مشاهدات این تحلیل ها این است که مولکول ها و مسیرهای متابولیکی که فقط در بافت محیطی فعال می شوند (کبد) به طور مستقیم تأثیر فنوتیپ هایی را که در نظر گرفته می شوند به شدت مرکزی در نظر می گیرند مانند فرکانس نوسانات ناشی از ناحیه مغز خاص مانند هیپوکامپ . شواهد جمع آوری شده در تمام چهار سطح سازمان، متابولیسم اسید های چرب را به عنوان زیرمجموعه ای از پیامدهای منفی از دست دادن خواب وارد می کند. یافته های چنین نه تنها می تواند استراتژی های جدید درمان را هدایت کند، بلکه چشم انداز عمدتا مغز محور خواب را نیز تحت تأثیر قرار می دهد که فرضیه های طولانی در مورد عملکرد و تنظیم آن را دارد.

دو گروه به رهبری پل فرانکن و ایوانیس Xenarios همکاری خود را ادامه می دهند و این منابع منحصر به فرد را با افزودن یک لایه مولکولی نظارتی و توسعه ابزارهای بیوانفورماتیک مورد نیاز برای روشن شدن بسیاری از تعاملات و در مسیرهای داده ها پنهان می کنند. نویسندگان امیدوارند که از طریق این روش بی طرفانه، ما یاد بگیریم که چرا سیستم نیاز به خواب دارد.

منبع داستان:

موارد ارائه شده توسط PLOS.