Και οι μύγες πρέπει να κοιμούνται. Ωστόσο, για να μπορούν να αντιδρούν σε κινδύνους, δεν πρέπει να αποκλείουν εντελώς το περιβάλλον κατά τη διάρκεια του ύπνου. Ερευνητές της Charité – Universitätsmedizin Berlin έχουν τώρα αποκρυπτογραφήσει τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος των ζώων δημιουργεί αυτή την κατάσταση.

Όπως περιγράφουν στο επιστημονικό περιοδικό "Nature", ο εγκέφαλος της μύγας φιλτράρει ρυθμικά τις οπτικές πληροφορίες κατά τη διάρκεια του ύπνου, έτσι ώστε οι έντονοι οπτικοί ερεθίσματα να μπορούν να την ξυπνήσουν.

Οι φάσεις ηρεμίας και ύπνου είναι ζωτικής σημασίας – πιθανώς για όλα τα ζώα.

"Ο ύπνος χρησιμεύει στη σωματική αναγέννηση, ενώ στους ανθρώπους και σε πολλά ζώα είναι επίσης θεμελιώδης για τη δημιουργία μνήμης", εξηγεί ο καθηγητής David Owald, επιστήμονας στο Ινστιτούτο Νευροφυσιολογίας του Charité και επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύθηκε πρόσφατα.

Μέχρι τώρα δεν ήταν σαφές πώς ένας οργανισμός μειώνει επαρκώς την αντίδρασή του στα ερεθίσματα, ώστε να μπορεί να αναγεννηθεί, αλλά παραμένει αρκετά προσεκτικός για να αντιδράσει σε εξωτερικούς κινδύνους.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον David Owald διερεύνησε αυτό το ζήτημα με το παράδειγμα των μύγας του ξυδιού. Γνωστές και ως φρουτόμυγες, τα έντομα αυτά, μεγέθους 2,5 χιλιοστών, είναι ιδανικά για τη μελέτη νευρολογικών διεργασιών λόγω του μικρού τους εγκεφάλου.

"Ανακαλύψαμε ότι ο εγκέφαλος των μύγας συντονίζει με ακρίβεια τα ενεργοποιητικά και ανασταλτικά δίκτυα κατά τη διάρκεια του ύπνου", λέει ο David Owald. "Αυτό δημιουργεί ένα φίλτρο που καταστέλλει αποτελεσματικά τα οπτικά ερεθίσματα, αλλά μπορεί να αφήσει να περάσουν ιδιαίτερα ισχυρά ερεθίσματα. Η κατάσταση είναι συγκρίσιμη με ένα παράθυρο που είναι μισάνοιχτο: η ροή του αέρα, δηλαδή η μετάδοση των ερεθισμάτων, διακόπτεται, αλλά μια ισχυρή ριπή ανέμου μπορεί να ανοίξει το παράθυρο, δηλαδή ένα ισχυρό ερέθισμα μπορεί να ξυπνήσει το ζώο".

Ένα ανασταλτικό νευρωνικό δίκτυο επικαλύπτει το ενεργοποιητικό

Σύμφωνα με τη μελέτη, το βράδυ, μετά από μια μακρά περίοδο εγρήγορσης και ακολουθώντας τον ρυθμό του εσωτερικού ρολογιού, οι μύγες νυστάζουν: δημιουργούνται αργές, συγχρονισμένες ηλεκτρικές κυμάτων – οι λεγόμενες Slow Waves – σε δύο διαφορετικά εγκεφαλικά δίκτυα, τα οποία συνδέουν τα οπτικά ερεθίσματα με τις κινήσεις προσανατολισμού.

Το ένα ενεργοποιεί, το άλλο αναστέλλει την αντίδραση στα οπτικά ερεθίσματα. "Όταν και τα δύο δίκτυα είναι ενεργά ταυτόχρονα, το ανασταλτικό δίκτυο υπερισχύει και η επεξεργασία των ερεθισμάτων μπλοκάρεται", εξηγεί ο Δρ Davide Raccuglia, πρώτος συγγραφέας της μελέτης από το Ινστιτούτο Νευροφυσιολογίας του Charité. "Η μύγα αποκλείει έτσι απαλά το περιβάλλον της και μπορεί να κοιμηθεί".

Ωστόσο, για να ξυπνήσει, αυτός το φίλτρο ύπνου πρέπει να σπάσει. "Πιστεύουμε ότι αυτό γίνεται εφικτό χάρη στις ρυθμικές διακυμάνσεις των ηλεκτρικών κυμάτων", λέει ο Davide Raccuglia.

Οι αργές κυμάτων οφείλονται στο γεγονός ότι η ηλεκτρική τάση των νευρικών κυττάρων αυξομειώνεται μία φορά ανά δευτερόλεπτο. "Είναι πιθανό ότι, όταν η τάση είναι υψηλή, δημιουργείται ένα σύντομο χρονικό διάστημα κατά το οποίο οι πληροφορίες μπορούν να περάσουν από το φίλτρο ύπνου", προσθέτει η Δρ Raquel Suaréz-Grimalt, επίσης συν-συγγραφέας της μελέτης.

Έχει πραγματοποιήσει την εργασία της στο Ινστιτούτο Νευροφυσιολογίας του Charité και τώρα εργάζεται στο Ελεύθερο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου. "Σε αυτό το διάστημα, ισχυρά οπτικά ερεθίσματα θα μπορούσαν να υπερνικήσουν την λεπτή κυριαρχία του ανασταλτικού εγκεφαλικού δικτύου, δηλαδή να ανοίξουν το παράθυρο, ώστε η μύγα να αντιδράσει".

Όπως η μύγα, έτσι και ο άνθρωπος;

Σύμφωνα με την κατανόηση των ερευνητών, τα Slow Waves δημιουργούν παράθυρα μέσω των οποίων έντονα ερεθίσματα μπορούν να ξυπνήσουν μια μύγα που κοιμάται. Και στον άνθρωπο ο ύπνος χαρακτηρίζεται από Slow Waves. Μήπως ο εγκέφαλός μας εξισορροπεί τις φάσεις ηρεμίας και προσοχής με βάση το ίδιο το αξίωμα "Στον άνθρωπο γνωρίζουμε μια δομή στον εγκέφαλο που φιλτράρει τις ερεθιστικές πληροφορίες και λειτουργεί ως ρυθμιστής του ρυθμού – αυτή είναι η θάλαμος", λέει ο David Owald.

"Εδώ θα μπορούσαν να υπάρχουν παραλληλισμοί με τις διαδικασίες στον εγκέφαλο της μύγας, οπότε ίσως αυτές αντανακλούν πράγματι μια καθολική αρχή του ύπνου. Ωστόσο, αυτό πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω".

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Ι. Βαρδακαστάνης: Το αναπηρικό κίνημα συνεχίζει να αγωνίζεται και να διεκδικεί
Ενδυνάμωση των ασθενών: Καμπάνια ευαισθητοποίησης για την ενίσχυση υιοθέτησης της περιτοναϊκής κάθαρσης στην Ελλάδα
Ποιες τροφές αυξάνουν την καλή χοληστερόλη