Главные Новости
Владимир Зеленский Техно Кино Автоновости
Нервные образцы сна появились по крайней мере 450 миллионов лет назад
Автор: Allnewsua.live

Исследователи из Медицинской школы Стэнфордского университета обнаружили, что нейронные сигнатуры у спящих рыбок данио аналогичны сигнатурам людей, что позволяет предположить, что активность мозга развивалась как минимум 450 миллионов лет назад, до того, как какие-либо существа выползли из океана.

Ученые уже более 100 лет знают, что рыбы переходят в состояние сна, но до сих пор они не знали, напоминает ли их сон сон наземных животных.

Исследователи обнаружили, что во время сна у рыбок данио могут наблюдаться два состояния, аналогичные тем, которые обнаруживаются у млекопитающих, рептилий и птиц: медленный сон и парадоксальный сон или быстрое движение глаз. Открытие знаменует собой первый раз, когда эти образцы мозга были зарегистрированы у рыб.

«Это отодвигает эволюцию нейронных сигнатур сна на несколько лет назад», - сказал доктор философии Луи Люн.

Статья с описанием исследования была опубликована в журнале Nature. Филипп Моррен, доктор философии, доцент кафедры психиатрии и поведенческих наук, является старшим автором. Люн является ведущим автором.



Для изучения рыбок данио, обычных обитателей аквариума, также известных как данио, исследователи создали настольный флуоресцентный световой микроскоп, способный получать изображения всего тела рыбы с разрешением в одну ячейку. Они регистрировали активность мозга, пока рыба спала в растворе агара, который обездвиживал их. Они также наблюдали частоту сердечных сокращений, движение глаз и мышечный тонус спящей рыбы, используя разработанную ими флуоресцентную полисомнографию.

Они назвали состояния сна, которые они наблюдали, «медленным разрывным сном», который аналогичен медленноволновому сну, и «распространяющимся волновым сном», аналогичным быстрому сну. Хотя рыба не двигает глазами во время быстрого сна, сигнатуры мозга и мышц схожи. (Рыбы также не закрывают глаза, когда спят, потому что у них нет век.)

Исследователи обнаружили еще одно сходство между сном рыбы и человека. Генетически нарушая функцию меланин-концентрирующего гормона, пептида, который управляет циклом сна-бодрствования, и наблюдая за нервными выражениями во время сна рыбы, исследователи определили, что передача сигналов гормона регулирует сон распространяющейся волны рыбы так же, как он регулирует быстрый сон в млекопитающие.

Другие аспекты их состояния сна аналогичны тем, которые наблюдаются у наземных позвоночных, сказал Моррен: рыба остается неподвижной, мышцы расслаблены, ритмы сердечно-дыхательной системы замедляются, и они не реагируют, когда к ним приближаются.

«Они теряют мышечный тонус, их сердцебиение падает, они не реагируют на раздражители - единственная реальная разница - это отсутствие быстрых движений глаз во время быстрого сна», - сказал Моррен, добавив: «Быстрое движение глаз - это не хороший критерий этого состояния, и мы предпочитаем называть это парадоксальным сном, так как мозг выглядит бодрым, пока кто-то спит ».

В то время как ученые не могут с уверенностью сказать, что все животные спят, это представляется универсальной потребностью среди позвоночных и беспозвоночных. Животные погибнут, если они будут лишены сна достаточно долго, а люди, которые не могут получить достаточный сон, страдают психическими проблемами, такими как потеря памяти и нарушение суждения, наряду с более высоким риском расстройств, таких как ожирение и высокое кровяное давление.



Однако точная польза от сна до сих пор остается загадкой. «Это важная функция, - сказал Моррен, - но мы не знаем точно, что она делает».

Он добавил, что расстройства сна связаны с большинством неврологических расстройств, таких как расстройства аутистического спектра, синдром Хрупкого Х и болезнь Альцгеймера и Паркинсона. «Нарушения сна являются усугубляющим фактором этих нарушений», - сказал Моррен. Крайне важно разработать эту модель на животных для изучения функций сна на клеточном уровне, включая нейрональное соединение и восстановление ДНК, и, в свою очередь, понять патофизиологические последствия нарушений сна, добавил он.

Это открытие означает, что исследование сна можно проводить на рыбках данио, которые легко изучаются, отчасти потому, что они прозрачны. Они быстро размножаются, недороги в уходе и имеют длину чуть больше дюйма. Тестирование на наркотики требует только добавления химических веществ в их воду.

«Поскольку нейронные сигнатуры рыб по своей сути такие же, как у нас, мы можем использовать информацию о них, чтобы получить новые ссылки для испытаний лекарств», - сказал Люнг. Он добавил, что мыши, которые часто заменяют исследования на людях, ведут ночной образ жизни и являются менее подходящей моделью для нашего сна.

«Поскольку зебрафины похожи на человека суточные, возможно, более биологически точнее сравнивать сон рыб с людьми по некоторым аспектам», - сказал Люн.

Перекладено з EN: Technology Org.


Читать также: