Belöningsrelaterad hjärnkrets är avgörande för sömn, upptäcker forskare


Belöningsrelaterad hjärnkrets är avgörande för sömn, upptäcker forskare

Problem med att sova? Du är inte ensam; Varje år upplever cirka 40 miljoner amerikaner sömnlöshet, med vissa fall som motiverar drogbehandling. Men ny forskning kan bana väg till ett effektivare behandlingsalternativ. I en musstudie fann forskare att en hjärnkrets involverad i belöningssvar är också avgörande för sömn.

Forskare säger att inriktning på belöningsrelaterad VTA-aktivitet i hjärnan kan vara lovande behandling för sömnproblem.

Seniorförfattare Luis de Lecea, Ph.D., professor i psykiatri och beteendevetenskap vid Stanford University School of Medicine i Kalifornien, och kollegor publicerar sina resultat i tidningen Natur Neurovetenskap .

Hjärnans belöningssystem består av flera strukturer - inklusive prefrontal cortex, nucleus accumbens och ventral tegmental area (VTA) - och det spelar en roll i lust, nöje och motivation.

Belöningssystemet aktiveras primärt av en neurotransmittor som kallas dopamin, som produceras som svar på givande stimuli - som mat eller kön.

Som forskargruppen noterar är det kanske inte överraskande att belöningssystemet är kopplat till sömnväckningscykeln. Till exempel när vi är glada över dagen framåt - en känsla som drivs av belöningssystemet - det kan vara svårt att sova.

De Lecea säger dock att inga studier hade identifierat den exakta hjärnregionen där denna överlappning uppstår - hittills.

Lead författare Ada Eban-Rothschild, Ph.D., vid avdelningen för psykiatri och beteendevetenskaper i Stanford, noterar att amfetamin och andra droger som aktiverar belöningssystemet genom dopamin utsöndring är kända för att störa sömnen.

Med detta i åtanke är det ett uppenbart forskningsområde att bedöma huruvida dopamin är involverad i sömnväckningscykeln.

"Men delvis på grund av befintliga tekniska begränsningar har tidigare experimentell litteratur uppfattat lite bevis för anslutningen och har faktiskt föreslagit att denna krets förmodligen inte var så viktig", tillägger Eban-Rothschild.

Aktivering av dopaminceller i VTA höll musen vaken

För att ytterligare undersöka länken mellan belöningssystemet och sömnväckningscykeln biologerades forskarna på manliga möss så att de aktiverade, avaktiverade och övervakade de dopaminutsläppande nervcellerna i gnagarnas VTA.

Dessutom bedömde laget den övergripande hjärnaktiviteten och muskeltonen hos mössen, så att de kunde spåra sina sömnväckningstillstånd. Gnagarnas beteende övervakades också genom videoinspelning.

Forskarna fann att när musen vaknade från sömn ökade dopaminutlösande nervcellsaktivitet i VTA och denna aktivitet förblev hög när gnagarna var vakna.

Sömn hade emellertid motsatt effekt; Dopamin-nervcellsaktiviteten i VTA reducerades när mössen sovnade och denna aktivitet stannade låg under sömnen.

Genom att aktivera dessa nervceller kunde laget väcka mössen från slummer och hålla dem vakna under långa perioder. Detta var fallet även under en punkt i mössens 24-timmars sömnväckningscykel när de normalt skulle sova.

Kontrollmössen - som inte hade sina dopamin-nervceller aktiverade - byggde bon i sina burar och fortsatte att sova som vanligt.

Om deaktivera dessa nervceller under en period i den 24-timmars sömnväckningscykel där mössen normalt skulle vara aktiva, sov musen och sov som regel genom många upphetsningsverkare, som införandet av fetthalt.

VTA-aktivitet involverad i sömnberedning

Som förväntat brukade möss som placerades i en obekantad bur spendera sin nya miljö.

Bland mus som hade sin dopamin-nervcellsaktivitet undertryckta i VTA uppmärksammade laget dock att gnagarna spenderade de första 45 minuterna i sin nya miljö som gjorde boskap, innan de snabbt sovnade i dem.

Intressant, när dessa möss placerades i burar med färdiga bon, klättrade de in och somnade omedelbart. Kontrollmöss placerade i burar med häckningsmaterial gjorde dock inte bon och föredrog att springa runt.

Därefter jämförde laget 1 sekunders videosegment av mössens beteende i okända burar med motsvarande inspelade hjärnaktivitet.

Forskarna fann att mössens byggnadsaktivitet var kopplad till minskad aktivitet i VTA, medan ökad VTA-aktivitet var förknippad med andra beteenden.

VTA-riktade läkemedel kan hjälpa till att behandla sömnproblem

Sammantaget säger forskarna att deras resultat tyder på att VTA-aktivitet är viktig vid sömnberedning, vilket kan få viktiga konsekvenser för människor.

"Vi visste att stimulera hjärnans dopaminrelaterade kretsar skulle öka målinriktade beteenden som mat- och sexsökande", säger Eban-Rothschild. "Men den nya studien visar att åtminstone ett komplext beteende induceras inte genom att stimulera, men Genom att hämma, den här kretsen. Intressant är detta beteende - byggnad av boet - viktigt för musens förberedelse för sömn."

Detta är den första upptäckten av en förberedelse för sömnberedning i hjärnan. Det är troligt att vi också har en.

Om vi ​​stör denna förberedelse genom att säga att läsa e-post eller spela videospel, som inte bara släcker ljuset utan laddar upp våra känslor och tar våra VTA-dopaminergiska kretsar, är det lätt att se varför vi troligen kommer att ha problem att somna."

Luis de Lecea, Ph.D.

Forskarna säger att deras resultat tyder på att läkemedel som riktar sig mot VTA-aktivitet i hjärnan kan vara lovande för behandling av sömnlöshet och andra sömnstörningar.

"Vi har massor av droger som motverkar dopamin", säger de Lecea. "Kanske ger en person rätt dos, vid rätt tidpunkt, av ett läkemedel med bara rätt farmakokinetiska egenskaper så att effekten slits av vid rätt tidpunkt skulle Arbeta mycket bättre än att bombardera hjärnan med bensodiazepiner, som Valium, som slår ut hela hjärnan."

Dessutom säger han att läkemedel som riktar sig mot dopamin utsöndrande celler i VTA kan leda till nya behandlingar för psykiska sjukdomar som involverar sömnvaktproblem, såsom schizofreni och bipolär sjukdom.

"Det kan vara att bara lösa sömnvaktdelen kommer att rensa upp många symptom", tillägger Lecea.

Läs om en ny datormodell som kan erbjuda insikt i sovande hjärnan.

Crossroads: Labor Pains of a New Worldview | FULL MOVIE (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Psykiatri