Sains Tidur Masih di Peringkat Awal

Tinjauan penyelidikan baru mendapati bahawa tidur tetap menjadi misteri biologi yang berkekalan dengan relevan klinikal utama.

Thomas Scammell, MD, dari Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) dan rakan-rakannya mendapati bahawa dalam beberapa dekad kebelakangan ini, teknologi baru telah membolehkan pakar sains saraf untuk mengenal pasti pelbagai rangkaian otak yang mengatur kitaran tidur / bangun, serta faktor-faktor yang dapat mempengaruhinya, seperti kafein dan cahaya.

Tetapi para penyelidik juga mendapati kerumitan otak masih menjadi batu penghalang dalam memahami tidur.

"Dalam sepuluh tahun terakhir, para saintis saraf telah mengakses alat baru yang dengannya kita dapat menguji peranan neuron yang sangat spesifik di otak," kata penulis utama Scammell, seorang profesor di jabatan neurologi di BIDMC.

"Apabila kita mengetahui pemain tertentu yang relevan di otak, ini memungkinkan kita untuk mengembangkan terapi untuk membantu orang tidur atau membantu orang yang mengantuk lebih waspada pada siang hari."

Secara khusus, dua teknologi yang dikembangkan sejak tahun 2000 membolehkan pakar neurologi menghidupkan atau mematikan neuron tertentu. Dalam proses yang disebut chemogenetics, para penyelidik menggunakan ubat-ubatan yang hanya mempunyai kesan pada kumpulan sel yang ditentukan secara genetik untuk menentukan peranan neuron.

Optogenetik menggunakan sinar laser untuk menghidupkan atau mematikan sel otak yang disasarkan. Teknik-teknik ini telah menunjukkan rangkaian neuron mana yang mendorong terjaga dan tidur di seluruh otak, terutama di batang otak dan hipotalamus.

"Kami sekarang dapat menginterogasi neuron dengan cara yang lebih tepat," kata Scammell. "Tekniknya sangat serupa, tetapi optogenetik berfungsi dalam skala waktu yang pendek, mengikut urutan beberapa saat. Dengan chemogenetics, kita dapat melihat selama beberapa jam apa yang berlaku apabila kita menghidupkan atau mematikan neuron tertentu. "

Penyelidik tidur juga telah membuat penemuan penting mengenai asas kimia mengantuk dalam beberapa tahun terakhir. Dalam kejayaan besar pada akhir 1990-an, para saintis menemui bahan kimia yang sebelumnya tidak diketahui, neurotransmitter yang disebut orexin, yang diperlukan untuk mengekalkan jangka masa yang lama.

Kehilangan pengeluaran orexin menyebabkan narkolepsi gangguan tidur yang biasa, yang dicirikan oleh rasa mengantuk kronik dan tidur REM yang tidak teratur. Hari ini, syarikat farmaseutikal membuat ubat-ubatan yang sengaja menyekat sistem orexin untuk merawat insomnia. Para penyelidik juga berusaha mengembangkan ubat-ubatan yang meniru orexin untuk membangunkan orang.

"Ubat yang bertindak seperti orexin dapat menjadi sangat baik untuk pasien dengan narkolepsi seperti insulin untuk orang yang menderita diabetes," kata Scammell.

Penyelidikan Neurosains juga mendedahkan peredaran otak yang mengatur irama sirkadian, jam biologi yang menyegerakkan rasa mengantuk dan terjaga dengan malam dan siang.

Terletak jauh di dalam hipotalamus, inti suprachiasmatic (SCN) mengatur irama sirkadian dan mampu mengekalkannya selama beberapa waktu walaupun dalam kegelapan total. Walau bagaimanapun, SCN tidak sesuai dengan persekitaran digital dalam hal kebiasaan tidur orang.

"Orang semakin menggunakan alat elektronik mereka di tempat tidur, yang menipu otak untuk menganggapnya terkena cahaya siang," kata Scammell. "Jam dalaman diset semula, menjadikannya lebih sukar untuk bangun pada waktu pagi."

Telefon dan tablet adalah salah satu sebab sekitar sepertiga dari semua orang dewasa Amerika kurang tidur, kurang dari tidur yang disyorkan selama tujuh hingga lapan jam setiap malam.

Itu menimbulkan lebih banyak persoalan mengenai mengapa sebilangan orang memerlukan lebih atau lebih daripada itu, dan mengapa sebilangan orang dapat menahan kekurangan tidur jauh lebih baik daripada yang lain. Kaitan antara kurang tidur atau kurang tidur dan penyakit metabolik, risiko barah, dan gangguan mood juga memerlukan kajian lebih lanjut.

Dengan masing-masing beratus-ratus ribu neuron otak saling terhubung, saintis memerlukan pengetahuan yang lebih mendalam mengenai cara kerja otak untuk memahami bagaimana rangkaian yang mengatur tidur berinteraksi.

"Terdapat dialog yang luar biasa di antara rangkaian ini," kata Scammell, yang mengatakan teknologi hari ini membolehkan para saintis memantau puluhan neuron pada satu masa dalam satu kawasan otak.

"Keupayaan kami untuk merekam aktiviti hanya dalam segelintir neuron secara serentak masih belum dekat dengan memahami seluruh otak, tetapi setidaknya itu adalah langkah ke arah yang benar."

Hasil kajian muncul dalam jurnal Neuron.

Sumber: Pusat Perubatan Diakon Beth Israel