Varför håller ljuset oss vaken och mörker gör oss sömniga?


Varför håller ljuset oss vaken och mörker gör oss sömniga?

En ny studie hittade ett protein i hjärnan som svarar mot ljus och mörker.

Många av oss har hört att de ska sova när det är mörkt ute är hälsosamt, eftersom ljus och mörker påverkar vår cirkadiska rytm. Men hur påverkar ljuset vår sömnväckningscykel? Ny forskning kan ha hittat en del av svaret.

Nu när sommaren är här, kommer de av oss som vill sova efter kl. 6 behöver ett bra par persienner; Ljus tenderar att väcka oss. Men varför händer detta?

Majoriteten av oss vet att ljuset spelar en roll för att reglera vår cirkadiska rytm, men hur ljuset direkt påverkar sömnen är dåligt förstådd. Forskare från California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena satte fram för att undersöka effekten av ljus i sömnen.

Den ledande utredaren av den nya forskningen - som publiceras i tidningen Nervcell - är David Prober, professor i biologi vid Caltech.

Prober Prober förklarar motivationen bakom hans forskning och säger: "Forskare har tidigare identifierat fotoreceptorerna i ögat som krävs för direkt effekt av ljus på vakenhet och sömn. Men vi ville veta hur hjärnan använder denna visuella information för att påverka sova."

För att få svaren valde Prof. Prober och team att undersöka sebrafisk, som är djur som har ett sömn / vakna mönster som liknar människan, och vars visuella system är transparent, vilket gör det möjligt för forskare att ta bilder av sina neuroner i en icke- -invasivt sätt.

Hur ett protein svarar mot ljuset

Första författaren Wendy Chen genomförde experimenten. Hon använde sebrafisk som var genetiskt modifierad för att uttrycka ett visst protein, kallat prokineticin 2 (Prok2), i överskott.

Forskarna fann att zebrafisken som hade överuttryckt Prok2 tenderade att gå och lägga sig under dagen och stanna upp under natten.

Intressant tycktes detta inte bero på fiskens regelbundna cirkadiska rytm. Istället påverkades effekten uteslutande av att lamporna slogs på eller av runt dem.

Resultaten av experimenten indikerar att Prok2 kan hämma den vaknande effekten som ljuset normalt har, liksom den sömnlösande effekten av mörkret.

Därefter framkallade forskarna genetiska mutationer i både zebrafiskens Prok2 och dess receptor för att se hur dessa skulle påverka det ljusstyrda sömnväckande mönstret.

De fann att zebrafisken utvecklade "ljusberoende sömnfel". Till exempel tenderade fisk med en muterad Prok2-receptor att vara mer aktiv när lamporna var på och mindre så när de var borta - vilket är motsatsen till vad som tidigare hade noterats i fisk med överdrivna Prok2 men funktionella Prok2-receptorer.

Slutligen satte forskarna ut för att undersöka om ljus, för att reglera sömn, behövde andra sömninducerande proteiner i hjärnan.

Forskarna fann att överdrivna nivåer av Prok2 också höjde nivåerna av galanin, vilket är en neuropeptid som finns i hjärnans främre hypothalamus (som spelar en nyckelroll för att reglera sömn).

Mer forskning behövs för att förstå det sömnlösande samspelet mellan gener och neuroner hos människor, samt att undersöka huruvida Prok2-neuropeptiden har samma effekt hos människor.

Om ytterligare forskning bestämmer att proteinerna uppträder på samma sätt i den mänskliga hjärnan, kan denna studie bana väg för ny sömn- eller vaksamhetstillverkande medicinering.

Prof. David Prober tillägger, "Även om dagliga djur som sebrafisk spenderar större delen av sin tid på natten och vakna under dagen, tar de också tupplur under dagen och vaknar upp på natten, som liknar många människor."

Våra studieresultat tyder på att Prok2-nivåer spelar en viktig roll för att skapa rätt balans mellan sömn och vakenhet under både dag och natt."

Prof. David Prober

Lär dig hur forskare upptäckte sju gener för sömnlöshet.

A True, True Friend (Swedish) (Video Medicinsk Och Professionell 2020).

Avsnitt Frågor På Medicin: Psykiatri