Gli scienziati scoprono il ciclo cruciale di sonno-risveglio del circuito del cervello

Gli scienziati della scuola di medicina di Stanford University hanno identificato un circuito del cervello che è indispensabile al ciclo di sonno-risveglio. Questo stesso circuito è egualmente una componente chiave del sistema della ricompensa, un arcipelago dei cluster collegati del cervello determinanti per la promozione del comportamento necessario per gli animali, compreso gli esseri umani, per sopravvivere a e riprodurrsi.

Ha significato intuitivo che il sistema della ricompensa, che motiva i comportamenti scopo-diretti come fuggire dai predatori o ricerca dell'alimento ed il nostro ciclo di sonno-risveglio coordinerebbe tra loro ad un certo punto. Non potete cercare l'alimento nel vostro sonno, a meno che siate un sonnambulo esperto. Per contro, uscire del letto è molto più facile quando siete eccitato circa il giorno davanti voi.

Ma fino a questo studio, la posizione anatomica non precisa per questa integrazione dei sistemi della ricompensa e del risveglio del cervello è stata segnata, detto Luis de Lecea, il PhD, professore della psichiatria e delle scienze comportamentistiche.

I risultati dei ricercatori saranno il 5 settembre online pubblicato in neuroscienza della natura. De Lecea è l'autore senior. L'autore principale è Ada postdottorale Eban-Rothschild, PhD dello studioso.

“Questo ha pertinenza clinica enorme potenziale,„ de Lecea ha detto. “L'insonnia, un servizio di miliardi di dollari per le ditte farmaceutiche, è stata trattata tradizionalmente con le droghe quali le benzodiazepine che non specifico hanno interrotto l'intero cervello. Ora vediamo la possibilità di sviluppare le terapie che, stretto mirando a questo circuito recentemente identificato, potrebbero indurre il sonno molto più di alta qualità.„

Circa 25 - 30 per cento degli adulti americani sono influenzati dai disturbi del sonno di un tipo o di un altro, secondo gli istituti della sanità nazionali. Inoltre, la rottura del ritmo di sonno-risveglio caratterizza molti disordini neuropsichiatrici differenti ed è capita per esacerbarle.

Una delle prime domande uno psichiatra chiede ad un paziente, ha detto de Lecea, è, “come è il vostro sonno?„

Similarità attraverso i vertebrati

I circuiti del sistema della ricompensa sono simili in tutti i vertebrati, dal pesce, dalle rane e dai falchi ai pescatori ed ai modelli di moda. Un prodotto chimico ha chiamato i giochi della dopamina un ruolo cruciale nell'infornamento su dei questi circuiti.

I neuroscenziati sanno che una struttura particolare del cervello, l'area tegmental ventrale, o VTA, è l'origine di numerose fibre nervose disecrezione che funzionano nei tratti discreti a molte parti differenti del cervello. Una pluralità di queste fibre va al nucleus accumbens, una struttura del forebrain implicata specialmente nella generazione delle sensibilità di piacere in attesa di, o della risposta a, ottenendo un obiettivo desiderato.

“Poiché molte droghe d'attivazione quali le anfetamine che funzionano stimolando la secrezione della dopamina anche tengono gli utenti svegli, è naturale chiedere se la dopamina svolge un ruolo chiave nel ciclo di sonno-risveglio come pure nella ricompensa,„ a Eban-Rothschild ha detto. “Ma, in parte dovuto le limitazioni tecniche esistenti, la letteratura sperimentale più in anticipo ha dissotterrato poca prova per la connessione e, infatti, ha suggerito che questo circuito probabilmente non fosse così importante.„

Per il nuovo studio, i mouse maschii del laboratorio impiegati ricercatori bioengineered in parecchi rispetti per permettere all'uso delle tecnologie avanzate eccitare a distanza, sopprimono e riflettono l'attività nelle cellule nervose disecrezione dal VTA dei mouse. I ricercatori egualmente hanno misurato l'attività di cervello dei mouse ed il tono di muscolo globali per determinare le fasi relative dei mouse di addormentato o del risveglio. Hanno usato le videocamere per osservare il comportamento dei mouse.

Osservato in mouse

In generale, l'attività nelle cellule nervose disecrezione che emanano dal VTA è aumentato sul risveglio ed è restato elevata quando i mouse erano svegli. Per contro, questa attività ha dilagato giù quando i mouse transitioned in sonno, rimanendo bassa mentre hanno sonnecchiato. L'attivazione della questa popolazione delle cellule nervose era abbastanza per suscitare gli animali da un sonno sano e per tenerle svegli per i lungi periodi, persino durante un punto nel ciclo giornaliero dei mouse quando ordinariamente bunking giù. Gli animali di controllo, di cui l'attività di VTA non è stata sollevata similmente su, hanno costruito i piccoli nidi dalle palline dei materiali collocati nelle gabbie di tutti i mouse ed allora diminuiti subito.

Quando invece gli scienziati hanno soppresso l'attività nella stessa popolazione delle cellule nervose durante il periodo tipico attivo del ciclo di 24 ore dei mouse, i mouse si sono inceppati, sonnecchiando con la presenza di risveglio infallibile avvia: cibo ad alta percentuale di grassi delizioso, una femmina o timore-indurre l'urina della volpe.

I mouse in una gabbia poco familiare ordinariamente esplorano i loro nuovi dintorni energetico. Ed effettivamente, i mouse VTA-soppressi restati si svegliano per i primi 45 minuti dell'ora che hanno passare in una nuova gabbia. Ma Eban-Rothschild ha notato qualcosa: Hanno speso quello che svegliano i nidi dell'edilizia di tempo.

“Stavano realmente attente a questo proposito,„ lei hanno notato. Una volta che fossero soddisfatti con cui avevano costruito, si sono appisolati.

Ciò non era appena un certo comportamento stereotipato garantito per emergere quando l'attività di VTA è stata inibita, Eban-Rothschild ha aggiunto. “Se mettessimo il nido che già avevano costruito nella loro gabbia usuale nella gabbia novella, hanno scalato dentro e sono andato destra dormire.„

I mouse di controllo nella gabbia poco familiare sono andato in giro per, trascurando la pallina di interno collocato materiali per il nido o spargendo quei materiali da ogni parte della gabbia.

Nido-fabbricazione delle attività

Eban-Rothschild ha analizzato la videoripresa del comportamento degli animali nei loro ambienti novelli ed i secondi video segmenti correlati 1 con attività di cervello registrata durante il calendario corrispondente. Ha veduto che gli atti direttamente connessi ai nidi di costruzione sono stati tracciati da attività diminuita di VTA, mentre gli atti che non erano sono stati associati con i livelli elevati di attività di VTA.

“Abbiamo saputo che stimolando i circuiti in relazione con la dopamina del cervello sarebbe aumentato scopo-ha diretto i comportamenti quale alimento e alla ricerca di sesso„ ha detto Eban-Rothschild. “Ma il nuovo studio indica che almeno un comportamento complesso è indotto non stimolando, ma inibendo, questo circuito stesso. Interessante, questo comportamento -- edilizia del nido -- è essenziale al preparato di un mouse per sonno.„

Nessuno aveva notato quello prima, ha detto de Lecea. “Questa è la prima individuazione di un sito del dispositivo d'avviamento del sonno-preparato nel cervello. È probabile che noi gli esseri umani hanno uno, anche. Se stiamo interrompendo questo preparato per esempio leggendo il email o giocare i videogiochi, che non solo emanano l'indicatore luminoso ma fa pagare sulle nostre emozioni ed ottiene al nostro VTA i circuiti dopaminergici che vanno, sono facili da vedere perché siamo probabili avere caduta di difficoltà addormentata.„

Si noti che questa fase anticipata è spesso alla root dei problemi del sonno di molta gente, de Lecea ha suggerito che il circuito recentemente identificato potrebbe essere un obiettivo affinchè l'intervento farmacologico aiutasse la facilità della gente in sonno.

“Abbiamo abbondanza delle droghe che contro dopamina,„ ha detto. “Forse dando ad una persona la giusta dose, appena al momento giusto, di una droga con appena i giusti beni farmacocinetici in modo da del suo effetto si logorerà al momento giusto lavorerebbe molto migliore del bombardando il cervello con le benzodiazepine, quale valium, che tramortono l'intero cervello.„

Ha detto che inoltre vede la possibilità che le droghe che mirano alle cellule nervose disecrezione del VTA potrebbero avvantaggiare quelle che soffrono dai termini neurologici quali la schizofrenia o il disordine bipolare che sono caratterizzati dalle perturbazioni del ciclo di sonno-risveglio.

“Potrebbe essere che soltanto risolvendo la parte di sonno-risveglio riordinerà molti sintomi,„ de Lecea ha detto.

Source:

Stanford University Medical Center