«За прошлые десять лет у нейробиологов был доступ к новым инструментам, с которыми мы можем проверить роли очень определенных нейронов в мозгу», сказал ведущий автор Скэммелл, преподаватель в отделе невралгии в BIDMC. «Когда мы знаем определенных соответствующих игроков в мозгу, он позволяет нам развивать методы лечения, чтобы помочь людям заставить себя заснуть или помочь сонным людям быть большим количеством тревоги в течение дня».Определенно, две технологии, разработанные с 2000, позволяют невропатологам включать определенные нейроны или прочь.
В процессе, названном chemogenetics, исследователи используют наркотики, которые имеют эффект только в генетически определенной группе клеток, чтобы определить роль нейронов. Оптогенетика использует лазерный свет, чтобы включить или выключить предназначенные клетки головного мозга.
Эти методы показали, какие нейронные схемы способствуют бессоннице и сну всюду по мозгу, особенно в стволе мозга и гипоталамусе.«Мы можем теперь опросить нейроны более точным способом», сказал Скэммелл. «Методы очень похожи, но работы оптогенетики по кратковременному масштабу на заказе секунд. С chemogenetics мы можем наблюдать за несколько часов, что происходит, когда мы включаем или выключаем определенные нейроны».
Исследователи сна также сделали важные открытия о фундаментальной химии сонливости в последние годы. В главном прорыве в конце 1990-х, ученые обнаружили ранее неизвестный химикат, нейромедиатор, названный orexin, требуемым для поддержания длительных периодов бессонницы.
Потеря orexin производства вызывает общую нарколепсию нарушения сна, которая характеризуется хронической сонливостью и неправильным быстрым сном. Сегодня, фармацевтические компании делают наркотики, которые намеренно блокируют orexin систему, чтобы лечить бессонницу. Исследователи также пытаются разработать лекарства, которые подражают orexin, чтобы разбудить людей.
«Препарат, который действует как orexin, мог быть столь большим для пациентов с нарколепсией, как инсулин для людей с диабетом», сказал Скэммелл.Исследование нейробиологии также показало мозговое движение по кругу, управляющее циркадными ритмами, биологические часы, которые синхронизируют сонливость и бессонницу с ночью и днем. Расположенный глубоко в гипоталамусе, suprachiasmatic ядро (SCN) регулирует циркадные ритмы и способно к поддержанию их в течение некоторого времени даже в полной темноте. Однако SCN не идет ни в какое сравнение с социальными нормами привычки сна окружающих людей.
«Люди все больше и больше используют свои электронные устройства в постели, которая обманывает мозг в размышление, что это выставляется дневному свету», сказал Скэммелл. «Внутренние часы перезагружены, делая его намного тяжелее, чтобы проснуться утром».Телефоны и планшеты – только одна из причин, которые приблизительно одна треть всех американских взрослых – лишенный сон, получая намного меньше, чем рекомендуемые семь – восемь часов сна в ночь. Это поднимает больше вопросов о том, почему некоторым людям нужно более или менее, чем это, и почему некоторые люди могут терпеть дефицит сна настолько лучше, чем другие.
Связи среди отсутствия сна или бедного сна и нарушения обмена веществ, риска рака и расстройств настроения также требуют дальнейшего исследования.С каждой из сотен тысяч мозга нейронов, переданных друг другу, ученым будет нужно более глубокое знание внутренних работ мозга, чтобы понять, как схемы, которые регулируют сон, взаимодействуют. «Есть огромный диалог назад и вперед среди этих схем», сказал Скэммелл, который отмечает, что сегодняшняя технология позволяет ученым контролировать десятки нейронов за один раз в одной области мозга.
«Наша способность сделать запись деятельности в просто горстке нейронов одновременно все еще не является ничем похожим к пониманию целого мозга, но по крайней мере это – шаг в правильном направлении».