Los científicos descubren el ciclo crucial de la sueño-estela del circuito del cerebro

Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han determinado un circuito del cerebro que es imprescindible al ciclo de la sueño-estela. Este mismo circuito es también un componente clave del sistema de la recompensa, un archipiélago de los atados interconectados del cerebro cruciales a ascender el comportamiento necesario para los animales, incluyendo seres humanos, para sobrevivir y para reproducirse.

Tiene sentido intuitivo que el sistema de la recompensa, que motiva comportamientos meta-dirigidos tales como huida de depredadores o buscar la comida, y nuestro ciclo de la sueño-estela coordinaría el uno con el otro en algún momento. Usted no puede buscar la comida en su sueño, a menos que usted sea un sonámbulo experto. Inversamente, el salir de la base es mucho más fácil cuando le excitan sobre el día delante de usted.

Pero hasta este estudio, la situación anatómica no exacta para esta integración de los sistemas de la recompensa y del despertar del cerebro se ha establecido claramente, dijo a Luis de Lecea, doctorado, profesor de la psiquiatría y de las ciencias del comportamiento.

Las conclusión de los investigadores serán publicadas de sept. en línea el 5 en neurología de la naturaleza. De Lecea es el autor mayor. El autor importante es Ada postdoctoral Eban-Rothschild, doctorado del escolar.

“Esto tiene importancia clínica enorme potencial,” de Lecea dijo. El “insomnio, un mercado de billones de dólares para las compañías farmacéuticas, se ha tratado tradicionalmente con las drogas tales como benzodiacepinas que no específico cerraron el cerebro entero. Ahora vemos la posibilidad de desarrollar las terapias que, estrecho apuntando este circuito nuevamente determinado, podrían inducir un sueño mucho más de alta calidad.”

Perturbaciones del sueño de un tipo o de otro afecta a un cierto 25 a 30 por ciento de adultos americanos, según los institutos de la salud nacionales. Además, la desorganización del ritmo de la sueño-estela caracteriza muchos diversos desordenes neuropsiquiátricos y se entiende para exacerbarlos.

Una de las primeras preguntas un psiquiatra pregunta a paciente, dijo a de Lecea, es, “cómo está su sueño?”

Semejanza a través de vertebrados

El conjunto de circuitos del sistema de la recompensa es similar en todos los vertebrados, de pescados, de ranas y de misiles aim 4 a los pescadores y a los modelos de moda. Una substancia química llamó juegos de la dopamina un papel crucial en encender hacia arriba este conjunto de circuitos.

Los neurólogos saben que una estructura determinada del cerebro, el área tegmental ventral, o VTA, es el origen de las fibras de nervio de dopamina-secreción numerosas que se ejecutan en trechos discretos a muchas diversas partes del cerebro. Una pluralidad de estas fibras va a los accumbens del núcleo, una estructura del forebrain implicada determinado en generar sensaciones del placer antes de, o de la reacción a, obteniendo un objetivo deseado.

“Puesto que muchas drogas recompensa-circuito-que activan tales como anfetaminas que trabajen por la secreción estimulante de la dopamina también mantienen a utilizadores despiertos, es natural preguntar si la dopamina desempeña un papel dominante en el ciclo de la sueño-estela así como en recompensa,” a Eban-Rothschild dijo. “Pero, en la parte debido a las limitaciones técnicas existentes, la literatura experimental anterior ha desenterrado las pequeñas pruebas de la conexión y, de hecho, ha sugerido que este circuito no era probablemente tan importante.”

Para el nuevo estudio, los ratones masculinos empleados los investigadores del laboratorio bioengineered en varios aspectos habilitar el uso de tecnologías avanzadas de excitar remotamente, suprimen y vigilan actividad en las células nerviosas de dopamina-secreción del VTA de los ratones. Los investigadores también midieron la actividad cerebral total y el tono muscular de los ratones para determinar los escenarios relativos de los ratones de dormido o del despertar. Utilizaron las cámaras de vídeo para ver el comportamiento de los ratones.

Observado en ratones

Total, la actividad en las células nerviosas de dopamina-secreción que emanaban del VTA subió en despertar y tirante elevada cuando los ratones estaban despiertos. Inversamente, este plumón en rampa de la actividad cuando los ratones transitioned en sueño, siguiendo siendo inferior mientras que dormitaron. Activar esta población de la nervio-célula era suficiente para provocar los animales de un sueño sano y para mantenerlos despiertos por largos periodos, incluso durante un punto el ciclo diurnal de los ratones cuando bunking ordinariamente hacia abajo. Los animales de mando, cuya actividad de VTA no fue aumentada semejantemente, construyeron pequeñas jerarquías de bolitas de los materiales puestos en las jaulas de todos los ratones y después caídos puntualmente lejos.

Cuando en lugar de otro los científicos suprimieron actividad en la misma población de la nervio-célula durante el período típicamente activo del ciclo de 24 horas de los ratones, los ratones golpearon fuera, dormitando con la presencia de despertar de éxito seguro accionan: perro chino de alto grado en grasas delicioso, una hembra o miedo-inducir la orina del zorro.

Los ratones en una jaula desconocida exploran ordinariamente sus nuevos alrededores enérgico. Y de hecho, los ratones VTA-suprimidos tirante se despiertan para los primeros 45 minutos de la hora que pasaron en una nueva jaula. Pero Eban-Rothschild notó algo: Pasaron eso que despertaban jerarquías del edificio del tiempo.

“Tenían realmente cuidado sobre él,” ella observaron. Una vez que los satisficieron con lo que habían construido, aplanaron con una topadora lejos.

Éste no era apenas un cierto comportamiento estereotipado garantizado para emerger cuando la actividad de VTA fue inhibida, Eban-Rothschild agregó. “Si pusimos la jerarquía que se habían incorporado ya en su jaula usual a la jaula nueva, toma de altura hacia adentro y fueron a la derecha a dormir.”

Los ratones del mando en la jaula desconocida se ejecutaron alrededor, ignorando la bolita de interior colocada los materiales de la jerarquización o dispersando esos materiales por todo la jaula.

Jerarquía-fabricación de actividades

Eban-Rothschild analizaba las imágenes de vídeo del comportamiento de los animales en sus ambientes nuevos, y los segundos segmentos video correlacionados 1 con actividad cerebral registrada durante el marco de tiempo correspondiente. Ella vio que las acciones conectadas directamente con las jerarquías constructivas fueron marcadas por actividad reducida de VTA, mientras que las acciones que no eran fueron asociadas a niveles más altos de actividad de VTA.

“Sabíamos que estimulando el conjunto de circuitos dopamina-relacionado del cerebro aumentaría meta-dirigió comportamientos tales como comida y sexo-buscando” dijera a Eban-Rothschild. “Solamente el nuevo estudio muestra que por lo menos un comportamiento complejo es inducido no estimulando, pero inhibiendo, este mismo circuito. Interesante, este comportamiento -- edificio de la jerarquía -- es esencial para la preparación de un ratón para el sueño.”

Nadie había notado eso antes, dijo a de Lecea. “Éste es el primer encontrar de un sitio del motor de arranque de la sueño-preparación en el cerebro. Es probable que nosotros los seres humanos tienen uno, también. Si estamos rompiendo esta preparación, por ejemplo, leyendo el correo electrónico o jugar los videojuegos, que no sólo emiten la luz pero cargan encima de nuestras emociones y consiguen a nuestro VTA el conjunto de circuitos dopaminérgico que va, es fácil ver porqué somos probables tener caer del problema dormido.”

Observando que esta fase de anticipación está a menudo en la raíz de los problemas el dormir de mucha gente, de Lecea sugirió que el circuito nuevamente determinado podría ser un objetivo para que la intervención farmacológica ayude a facilidad de la gente en sueño.

“Tenemos un montón de drogas que dopamina contraria,” él dijo. “Quizás el donante una persona de la dosis correcta, en apenas el momento adecuado, de una droga con apenas las propiedades farmacocinéticas correctas así que de su efecto desaparecerá en el momento adecuado trabajaría mucho mejor que bombardeando el cerebro con las benzodiacepinas, tales como valium, que eliminan el cerebro entero.”

Él dijo que él también ve la posibilidad que las drogas que apuntaban las células nerviosas de dopamina-secreción del VTA podrían beneficiar a ésos que sufrían de las condiciones neurológicas tales como esquizofrenia o desorden bipolar que son caracterizadas por perturbaciones del ciclo de la sueño-estela.

“Podría ser que simplemente resolviendo la pieza de la sueño-estela aclarará muchos síntomas,” de Lecea dijo.

Source:

Stanford University Medical Center