Os cientistas descobrem o ciclo crucial da sono-vigília do circuito do cérebro

Os cientistas da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford identificaram um circuito do cérebro que fosse indispensável ao ciclo da sono-vigília. Este mesmo circuito é igualmente um componente-chave do sistema da recompensa, um arquipélago dos conjuntos interconectados do cérebro cruciais a promover o comportamento necessário para animais, incluindo seres humanos, para sobreviver e reproduzir.

Faz o sentido intuitivo que o sistema da recompensa, que motiva comportamentos objetivo-dirigidos tais como a fuga dos predadores ou a procura do alimento, e nosso ciclo da sono-vigília coordenaria um com o outro em algum momento. Você não pode procurar o alimento em seu sono, a menos que você for um sonâmbulo perito. Inversamente, sair da base é muito mais fácil quando você é entusiasmado sobre o dia antes de você.

Mas até este estudo, o lugar anatômico não preciso para esta integração dos sistemas da recompensa e do despertar do cérebro foi localizado, disse Luis de Lecea, PhD, professor de psiquiatria e de ciências comportáveis.

Os resultados dos pesquisadores serão publicados Sept. em linha 5 na neurociência da natureza. De Lecea é o autor superior. O autor principal é Ada pos-doctoral Eban-Rothschild do erudito, PhD.

“Isto tem a importância clínica enorme potencial,” de Lecea disse. A “insónia, um mercado de vários bilhões de dollares para companhias farmacéuticas, foi tratada tradicional com as drogas tais como as benzodiazepinas que fecharam não especìfica o cérebro inteiro. Agora nós vemos a possibilidade de desenvolver as terapias que, estreita visando este circuito recentemente identificado, poderiam induzir um sono muito mais de alta qualidade.”

Uns 25 a 30 por cento de adultos americanos são afectados por distúrbios do sono de um tipo ou de outro, de acordo com os institutos de saúde nacionais. Além, o rompimento do ritmo da sono-vigília typifies muitas desordens neuropsiquiátricas diferentes e é compreendido para agravá-las.

Uma das primeiras perguntas um psiquiatra pergunta a um paciente, disse de Lecea, é, “como é seu sono?”

Similaridade através dos animais vertebrados

Os circuitos do sistema da recompensa são similares em todos os animais vertebrados, dos peixes, das rãs e dos falcões aos pescadores e aos modelos de forma. Um produto químico chamou jogos da dopamina um papel crucial em despedir acima estes circuitos.

Os neurocientistas sabem que uma estrutura particular do cérebro, a área tegmental ventral, ou VTA, são a origem das fibras de nervo desegregação numerosas que são executado em intervalos discretos a muitas partes diferentes do cérebro. Uma pluralidade destas fibras vai aos accumbens do núcleo, uma estrutura do forebrain implicada particularmente em gerar sentimentos do prazer em antecipação a, ou da resposta a, obtendo um objetivo desejado.

“Desde que muitas drogas deactivação tais como as anfetaminas que trabalham estimulando a secreção da dopamina igualmente mantêm usuários acordados, é natural perguntar se a dopamina joga um papel chave no ciclo da sono-vigília assim como na recompensa,” a Eban-Rothschild disse. “Mas, na parte devido às limitações técnicas existentes, uma literatura experimental mais adiantada desenterrou pouca evidência para a conexão e, de facto, sugeriu que este circuito não fosse provavelmente tão importante.”

Para o estudo novo, os ratos masculinos empregados investigador do laboratório bioengineered em diversos respeitos para permitir o uso de tecnologias avançadas excitar remotamente, suprimem e monitoram a actividade nas pilhas de nervo desegregação do VTA dos ratos. Os pesquisadores igualmente mediram a actividade de cérebro dos ratos e o tom de músculo totais para determinar as fases relativas dos ratos de adormecido ou do despertar. Usaram câmaras de vídeo para ver o comportamento dos ratos.

Observado nos ratos

Total, a actividade nas pilhas de nervo desegregação que emanam do VTA aumentou no acordo e ficou elevado quando os ratos estavam acordados. Inversamente, esta pena ramped da actividade quando os ratos transitioned no sono, permanecendo baixa quando descansaram. Ativar esta população da nervo-pilha era bastante para estimular os animais de um sono sadio e para mantê-los acordados por longos período, mesmo durante um ponto no ciclo diurno dos ratos quando ordinariamente bunking para baixo. Os animais de controle, cuja a actividade de VTA não foi levantada similarmente acima, construíram ninhos pequenos das pelotas dos materiais colocados nas gaiolas de todos os ratos e então deixados cair prontamente fora.

Quando pelo contrário os cientistas suprimiram a actividade na mesma população da nervo-pilha durante o período tipicamente activo do ciclo de 24 horas dos ratos, os ratos conked para fora, dormitando com a presença de despertar surefire provocam: comida alto-gorda deliciosa, uma fêmea ou medo-indução da urina da raposa.

Os ratos em uma gaiola estranha exploram ordinariamente seus arredores novos energètica. E certamente, os ratos VTA-suprimidos ficados acordam para os primeiros 45 minutos da hora onde passaram em uma gaiola nova. Mas Eban-Rothschild observou algo: Gastaram aquele que acordam ninhos da construção do tempo.

“Eram realmente cuidadosos sobre ela,” ela notaram. Uma vez que foram satisfeitos com o que tinham construído, aplanaram fora.

Este não era apenas algum comportamento estereotipado garantido para emergir quando a actividade de VTA foi inibida, Eban-Rothschild adicionou. “Se nós pusemos o ninho que tinham construído já em sua gaiola usual na gaiola nova, escalaram dentro e foram certo dormir.”

Os ratos do controle na gaiola estranha foram executado ao redor, ignorando a pelota de interno colocado materiais do assentamento ou dispersando aqueles materiais por todo o lado na gaiola.

Ninho-fazendo actividades

Eban-Rothschild analisou imagens de vídeo do comportamento dos animais em seus ambientes novos, e os segundos segmentos 1 video correlacionados com actividade de cérebro gravada durante o prazo correspondente. Viu que as acções conectadas directamente aos ninhos de construção estiveram marcadas pela actividade reduzida de VTA, quando as acções que não eram foram associadas com os níveis mais altos de actividade de VTA.

“Nós soubemos que estimulando os circuitos dopamina-relacionados do cérebro aumentaria objetivo-dirigiu comportamentos tais como o alimento e sexo-procurando” disse Eban-Rothschild. “Mas o estudo novo mostram que pelo menos um comportamento complexo está induzido não estimulando, mas inibindo, este circuito mesmo. Interessante, este comportamento -- construção do ninho -- é essencial à preparação de um rato para o sono.”

Ninguém tinha observado aquele antes, disse de Lecea. “Este é primeiro encontrar de um local do acionador de partida da sono-preparação no cérebro. É provável que nós os seres humanos têm um, demasiado. Se nós estamos interrompendo esta preparação por exemplo lendo o email ou jogando os videogames, que não somente para desprender a luz mas a cobrar acima de nossas emoções e para obter a nosso VTA os circuitos dopaminergic que vão, são fáceis de ver porque nós somos prováveis ter a queda do problema adormecida.”

Notando que esta fase antecipadora está frequentemente na raiz de problemas do sono de muitos povos, de Lecea sugeriu que o circuito recentemente identificado poderia ser um alvo para que a intervenção farmacológica ajude a facilidade dos povos no sono.

“Nós temos a abundância das drogas que dopamina contrária,” disse. “Talvez dar a uma pessoa a dose direita, apenas no momento adequado, de uma droga com apenas as propriedades farmacocinéticos direitas assim que de seu efeito vestirá fora na hora certa trabalharia muito melhor do que bombardeando o cérebro com benzodiazepinas, tais como o Valium, que batem para fora o cérebro inteiro.”

Disse que igualmente vê a possibilidade que as drogas que visam as pilhas de nervo desegregação do VTA poderiam beneficiar aquelas que sofrem das condições neurológicas tais como a esquizofrenia ou a doença bipolar que são caracterizadas por distúrbios do ciclo da sono-vigília.

“Poder-se-ia ser que meramente resolvendo a peça da sono-vigília esclarecerá muitos sintomas,” de Lecea disse.

Source:

Stanford University Medical Center