Ένα από τα μεγάλα, άλυτα μυστήρια της επιστήμης είναι ακριβώς γιατί ο άνθρωπος και άλλα ζώα κοιμούνται. Υπάρχουν πολλές υποθέσεις: πιστεύεται ότι ο ύπνος είναι σημαντικό να αφήσουμε τα όργανα μας να επισκευαστούν και να είναι καθοριστικής σημασίας για την ανάπτυξη μνήμης. Αλλά δεν είναι ξεκάθαρο γιατί αυτή η πολύ αναγκαία συντήρηση συμβαίνει μόνο αφού πέσουμε σε κατάσταση ασυνείδητου, καθιστώντας μας ευάλωτους στους θηρευτές. Ένας τρόπος για να λύσουμε το αίνιγμα του ύπνου είναι να διερευνήσουμε την προέλευσή του και μια νέα μελέτη στο περιοδικό Nature που περιλαμβάνει τη ζέβραρα αποκαλύπτει ότι το πρότυπο ύπνου που βρέθηκε στον άνθρωπο και σε πολλά άλλα ζώα εξελίχθηκε πριν από τουλάχιστον 450 εκατομμύρια χρόνια.
Οι ερευνητές δημιούργησαν ένα ειδικό φθορίζον μικροσκόπιο φωτοευαίσθητου φύλλου, το οποίο θα μπορούσε να απεικονίσει ολόκληρο το μικροσκοπικό ψάρι σε μεμονωμένα κύτταρα. Επίσης, έχουν δημιουργήσει γενετικά τροποποιημένα ψάρια έτσι ώστε οι μύες και οι νευρώνες τους θα ανάψουν με την παρουσία ασβεστίου, το οποίο απελευθερώνεται όταν αυτά τα κύτταρα είναι ενεργά. Στη συνέχεια ακινητοποίησαν ύπνο ηλικίας δύο εβδομάδων zebrafish, οι οποίοι είναι διαφανείς, σε διάλυμα άγαρ. Ήταν επίσης σε θέση να καταγράψουν τον καρδιακό ρυθμό, την κίνηση των ματιών, τον μυϊκό τόνο και άλλα δεδομένα χρησιμοποιώντας μια συσκευή μελέτης ύπνου με βάση τον φθορισμό που ανέπτυξαν.
Διαπιστώθηκε ότι το ψάρι περνούσε από κύκλους ύπνου παρόμοιους με τους ανθρώπους, περιλαμβανομένων των περιόδων που η ομάδα ονομάζονταν "αργός ύπνος έκρηξης" και "πολλαπλασιαστικός ύπνος κύματος". Ενώ δεν έδειξαν τυχαία κίνηση των ματιών (REM), που είναι πανταχού παρόν σε θηλαστικά, γύρισαν πίσω στις υποδοχές τους. Ωστόσο, ο εγκέφαλος και οι μυϊκές υπογραφές τους, καθώς και οι ορμόνες που ρυθμίζουν τον ύπνο, ήταν όμοιες με εκείνες των θηλαστικών. «Χάνουν τον μυϊκό τόνο, χτυπήσουν τον καρδιακό παλμό τους, δεν ανταποκρίνονται στα ερεθίσματα - η μόνη πραγματική διαφορά είναι η έλλειψη ταχείας κίνησης των ματιών κατά τη διάρκεια του ύπνου REM», λέει ο ανώτερος συγγραφέας Philippe Mourrain του Πανεπιστημίου Stanford σε ένα δελτίο τύπου.
Η μελέτη υποδηλώνει ότι τα βασικά στοιχεία του ύπνου προέκυψαν πριν από τα θηλαστικά και τα ψάρια αποκλίνονταν από έναν κοινό πρόγονο της θάλασσας 450 εκατομμύρια χρόνια, περίπου 150 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ότι πίστευαν προηγουμένως. «Αυτές οι υπογραφές [ύπνου] έχουν πραγματικά σημαντικές λειτουργίες - παρότι ίσως να μην γνωρίζουμε τι είναι - που έχουν επιβιώσει εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης», λέει ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Louis Leung, ερευνητής ύπνου στο Stanford, λέει η Tina Hesman Saey στο Science News .
"Αληθινά δεν αναμέναμε να βρούμε τόσα ομοιότητες με τον ύπνο του ανθρώπου και των θηλαστικών", λέει ο Mourrain στο Kashmira Gander στο Newsweek . "Για να δούμε, σε ένα ζωντανό σπονδυλωτό, η σύνθετη χορογραφία του εγκεφάλου και της μυϊκής δραστηριότητας κατά τη διάρκεια των μεταβάσεων αφύπνισης-ύπνου και του ύπνου ήταν πνευματικό."
Το εύρημα σημαίνει ότι οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα μικρά ψάρια - ήδη ένα βασικό στα επιστημονικά εργαστήρια - για να εξετάσουν τις διαταραχές του ύπνου και να δοκιμάσουν τα ναρκωτικά του ύπνου. Επί του παρόντος, πολλές μελέτες βασίζονται σε ποντίκια, τα οποία είναι νυκτερινά, για να ερευνήσουν τον ύπνο. Ο Λέουνγκ λέει στο δελτίο τύπου ότι τα ψάρια θα μπορούσαν να είναι καλύτερα για τους ανθρώπους. "Επειδή οι ψευδείς νευρικές υπογραφές είναι ουσιαστικά ίδιες με τις δικές μας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πληροφορίες για αυτά για να δημιουργήσουμε νέους οδηγούς για δοκιμές φαρμάκων", λέει. "Δεδομένου ότι το zebrafish είναι καθημερινό όπως οι άνθρωποι, είναι ίσως πιο βιολογικά ακριβές να συγκρίνουμε τον ύπνο των ψαριών με τους ανθρώπους" για ορισμένες πτυχές ".
Ενώ η νέα τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την απεικόνιση των ψαριών ύπνου είναι ευρέως επαίνεσε, Jenny Howard στο National Geographic αναφέρει ότι δεν πιστεύουν όλοι ότι οι κύκλοι ύπνου στα ψάρια είναι ανάλογοι με τα θηλαστικά. Ο ερευνητής του ύπνου, Jerry Siegel στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας του Λος Άντζελες, επισημαίνει ότι οι ερευνητές εξέτασαν πολύ νεαρά ψάρια και ότι οι τρόποι ύπνου σε νεαρούς και ενήλικες είναι σχεδόν καθολικά διαφορετικοί στο ζωικό βασίλειο.
«Δεν μπορείτε απλώς να πείτε ότι ο ύπνος είναι ύπνος», λέει, επισημαίνοντας ότι μεταξύ των θηλαστικών τα μοτίβα ύπνου είναι απίστευτα ποικίλα, με ορισμένα είδη να παίρνουν τρεις ώρες κλειστού ματιού την ημέρα και άλλοι να παρασύρονται για 20 ώρες. Ορισμένα ζώα έχουν κύκλους REM και ορισμένοι δεν το κάνουν.
Ο Mourrain, ωστόσο, είναι πιο αισιόδοξος για τη χρήση του μικρού κολυμβητή στην έρευνα του ύπνου, ακόμη και αν οι νυχτερινές ρουτίνες του zebrafish δεν είναι ακριβώς ίδιες με αυτές του ανθρώπου. «Οι άνθρωποι ξεχνούν ότι τα σπονδυλωτά είναι όμοια στην οργάνωση του σώματος και τα όργανα», λέει ο Gander του Newsweek . "Δεν μοιραζόμαστε μόνο μια σπονδυλική στήλη που προστατεύει το νωτιαίο μυελό μας, ο υπόλοιπος εγκέφαλος και η νευροχημεία επιτρέποντας στους νευρώνες να επικοινωνούν είναι εξαιρετικά συντηρημένοι".
Επισημαίνει ότι τα ψάρια χρησιμοποιούνται ήδη σε πολλές ιατρικές έρευνες, συμπεριλαμβανομένης της καρδιοαγγειακής έρευνας και της έρευνας για τον καρκίνο, και πιστεύει ότι αυτή η μελέτη δείχνει ότι θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν και στις μελέτες ύπνου και νευροεπιστημών.
