Forskere ved University of Pennsylvania School of Medicine har oppdaget at en hjerne regionen tidligere kjent for sin rolle i læring og hukommelse også fungerer som plasseringen av søvn regulering i frukt fluer.
Gjennom videre undersøkelse av dette hjernens struktur, håper forskerne å belyse søvn regulering og dens rolle i minnet.
Til tross for sin betydning i hverdagen menneskelig funksjon, er svært lite kjent om regulering av søvn. På jakt etter den underliggende hjernen regionen ansvarlig for søvn regulering, senior forfatter Amita Sehgal, PhD, professor i nevrovitenskap og Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Investigator, og kolleger vendte sin oppmerksomhet til bananflue.
"Frukt fluer og mennesker deler lignende hviler mønstre," forklarer Sehgal. "Som mennesker, er den sovende statene fruktfluer preget av perioder med immobilitet over en tjuefire timers periode, hvor den fruktfluer demonstrere redusert respons til sensoriske stimuli."
Ved fiksing og triksing med genuttrykk av flere regioner av bananflue hjernen, var forskerteamet i stand til å fokusere på de voksnes sopp kroppen som sover midt på hjernen. De rapporterte sine funn i Nature .
For å finne hjernen regionen er involvert i søvn regulering, Sehgal manipulert aktiviteten av et enzym som kalles protein kinase A (PKA). Tidligere arbeid i Sehgal laboratorium viste at jo høyere nivået av PKA aktivitet, desto lavere perioden immobilitet, eller sove i bananflue. Ved å bygge på dette arbeidet, Sehgal og andre satt ut for å øke PKA aktivitet i ulike regioner av hjernen og undersøke den påfølgende søvnmønster i frukt fluer. "Sleeping fruktfluer" ble definert som de som forble i ro i minst fem minutter.
"Fra begynnelsen, tok vi den objektive tilnærming," forklarer Sehgal. "Vi målrettet PKA aktivitet til ulike områder av fly hjernen for å finne ut hvor PKA handlinger for å regulere søvn."
Sehgal var i stand til å selektivt slå på PKA aktivitet i en rekke av hjernen steder, som fremmet PKA uttrykk i utpekte områder. Av de ulike regionene målrettet, bare to regioner, både til stede i den voksne sopp organer, ført til endringer i søvnmønster av frukt fluer. Flua sopp Kroppen har blitt sammenlignet med den menneskelige hippocampus. Endringene i søvn forårsaket av økt PKA aktivitet i den voksne soppen organer fremhevet denne regionen som den søvn-regulere regionen i bananflue hjernen.
Da PKA aktivitet ble uttrykt i en av de to forskjellige regioner av sopp organer, økt søvn skjedde mens uttrykket i den andre regionen redusert sove i fluene. Dermed blir voksen soppen organer har både sleep-fremme og sove-hemmende områder.
"Selv om folk vanligvis tenker på sopp organer som besitter lignende funksjoner til den menneskelige hippocampus, stedet der langsiktige minner er gjort, har en tendens vår lab til å tenke på sopp organer fungerer mer som thalamus, stafetten stasjonen der de fleste sanseinntrykk til hjernen er målrettet, "forklarer Sehgal. "Tidligere forskning knytter thalamus til en rolle i human søvn." (Det finnes ingen menneskelig struktur som er anatomisk lik den voksne sopp likene av fruktfluer.)