تحديد مجموعات الخلايا العصبية التي تساعد الدماغ على النوم

النوم العميق حتى فترة ما بعد الظهر بعد ليلة سهر طويلة أو سهر طويل هو إحدى الطرق التي يسدد بها الجسم دين النوم.

تُنظم دورة النوم والاستيقاظ من خلال عملية توازن داخلي، حيث يُعدّل الجسم أنظمته الفسيولوجية باستمرار للحفاظ على حالة متوازنة من الراحة واليقظة.

تمكنت دراسة جديدة من تحديد مجموعة محددة من الخلايا العصبية تسمى RE Vglut2 تقع في وسط الدماغ، في المهاد، والتي قد تساعدنا في اكتشاف كيفية استعادة النوم المفقود لدى الحيوانات.

ووجد الباحثون أن هذه الدائرة، التي تتكون من الخلايا العصبية المثيرة، في الفئران يتم تنشيطها أثناء الحرمان من النوم وتؤدي إلى سلوك النعاس، يليه نوم عميق يمكن أن يستمر لساعات.

إن فهم كيفية تحكم الدوائر العصبية في توازن النوم يمكن أن يوفر رؤى قيمة لتطوير استراتيجيات لدعم العاملين بنظام المناوبات والأفراد الذين يعانون من اضطرابات النوم، وكذلك لمعالجة أمراض مثل الزهايمر المرتبطة بضعف النوم.

ونشرت النتائج في مجلة ساينس.

النوم هو تجربة مشتركة بين جميع أنحاء مملكة الحيوان - وهي فترة من النشاط البدني والعقلي المنخفض الذي يسمح للجسم بإعادة ضبطه وإصلاحه، وإعداده للقيام بجميع الوظائف الضرورية للبقاء على قيد الحياة.

كشف اكتشاف الخلايا العصبية المُحفِّزة للاستيقاظ في جذع الدماغ في أربعينيات القرن الماضي عن أن مسارات دماغية مُعيَّنة تُسيطر على اليقظة.

وقد أدى هذا إلى البحث العلمي عن الجانب الآخر من هذه العملة: ما هي الدوائر العصبية أو مجموعات الخلايا العصبية التي تُحفِّز السلوك المُحفِّز للنوم بعد ساعات من اليقظة؟

مرحلتان للنوم

يتألف النوم من مرحلتين رئيسيتين: نوم حركة العين السريعة (REM) ونوم حركة العين غير السريعة (NREM).

وقد حددت العديد من الدراسات الدائرة العصبية المرتبطة بتعزيز نوم حركة العين غير السريعة، وهو النوم الأكثر راحةً وعمقًا.

ومع ذلك، لم يُحقق تحديد المجموعة الدقيقة من الخلايا العصبية المسؤولة عن بناء احتياجات النوم سوى نجاح محدود.

حددت هذه الدراسة مجموعة محددة من الخلايا العصبية المثيرة في منطقة النواة المتحدّة (RE) في المهاد والتي تم تنشيطها أثناء الحرمان من النوم لدى الفئران، باستخدام التتبع الفيروسي الرجعي - وهي تقنية في علم الأعصاب تستخدم فيروسًا كمتتبع لرسم خريطة لاتصالات الدماغ من خلال تتبع حركته من نهايات الخلايا العصبية إلى أجسام خلاياها.

ترسل الخلايا العصبية REM التي تم تحديدها إشارات إلى العديد من مناطق الدماغ المعروفة بتعزيز نوم حركة العين غير السريعة، كما تؤثر عليه أيضًا عن طريق الإشارة إلى منطقة متخصصة تسمى المنطقة الالتصاقية (ZI).

أجرى الباحثون تجربةً على الفئران باستخدام علم البصريات الوراثية، حيث نشّطوا الخلايا العصبية الحركية (RE) لفترة وجيزة باستخدام الضوء. ولاحظوا أن الحيوانات لم تغفو عند التنشيط، بل أظهرت سلوكياتٍ قبل النوم، مثل بناء العش والاستحمام، تلتها فترة نومٍ طويلة وعميقة.

لاختبار ما إذا كانت الخلايا العصبية RE ضرورية لانتعاش النوم، قام الباحثون بتثبيطها كيميائيًا أثناء الحرمان من النوم ووجدوا أنه بدون الخلايا العصبية RE النشطة، انخفضت قدرة الدماغ على التعافي من ديون النوم بشكل كبير.

ووجد الباحثون أيضًا أن اتصال RE-ZI - وهو أمر بالغ الأهمية للتنظيم التوازني للنوم - كان ضعيفًا، مما أدى إلى انخفاض التعافي من النوم عندما تم حظر CaMKII، وهو بروتين رئيسي ينظم مرونة الدماغ والنوم.

ومن خلال الكشف عن دور الخلايا العصبية الحركية في سلوك تعزيز النوم بعد الحرمان منه، مهدت الدراسة الطريق لاكتشاف مسارات مماثلة لتنظيم النوم لدى البشر.