Απλός μηχανισμός ελέγχει το ρολόι του σώματος. Χρειάστηκε περισσότερο από μια δεκαετία για να μπορέσουν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Northwestern, στο Evanston, να ανακαλύψουν τελικά το μηχανισμό που βρίσκεται πίσω από το πώς το βιολογικό ρολόι ενός ζώου μπορεί να το ξυπνάει και να το βάζει για ύπνο.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι, επειδή ο μηχανισμός αυτός εντοπίστηκε σε ποντίκια, είναι επίσης πιθανό να υπάρχει και στον άνθρωπο. Τα ευρήματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Cell, θα μπορούσαν τελικά να οδηγήσουν σε νέα στοχευμένα φάρμακα για τη θεραπεία διαταραχών που σχετίζονται με προβλήματα του βιολογικού ρολογιού του σώματος, όπως είναι το jet lag.
Ο επικεφαλής της μελέτης Matthieu Flourakis και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν ότι ο μηχανισμός για τον έλεγχο του κύκλου του ύπνου ήταν ο ίδιος και στις μύγες των φρούτων και στα ποντίκια. «Αυτό που είναι εκπληκτικό είναι ότι βρήκαμε τον ίδιο μηχανισμό για τον έλεγχο του κύκλου του ύπνου και σε έντομο και σε θηλαστικό» Τα ποντίκια είναι νυκτόβια ζώα και οι μύγες είναι ημερόβιες, αλλά οι κύκλοι του ύπνου τους ελέγχονται με τον ίδιο τρόπο.»
Τα κύτταρα του εγκεφάλου, που είναι γνωστά ως κιρκαδιανοί νευρώνες, είναι υπεύθυνα για τον κύκλο του ύπνου. Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ένας απλός μηχανισμός ταλάντωσης σε αυτούς τους νευρώνες οδηγεί στην εγρήγορση και τον ύπνο. Κατά την έναρξη της μελέτης, ο Flourakis αναρωτήθηκε εάν οι κιρκαδικοί νευρώνες των μεταλλαγμένων μυγών άλλαξαν καθ ‘όλη τη διάρκεια της ημέρας. Η ομάδα διαπίστωσε ότι οι νευρώνες ήταν πολύ ενεργοί το πρωί, αλλά έκαναν πολύ λίγα το βράδυ. Το επόμενο βήμα τους ήταν να ανακαλύψουν το γιατί.
Οι ερευνητές στη συνέχεια διαπίστωσαν ότι η υψηλή δραστηριότητα του διαύλου νατρίου νωρίς το πρωί οδηγούσε τους κιρκαδικούς νευρώνες να λειτουργούν περισσότερο, κρατώντας το ζώο ξύπνιο. Σε αντίθεση, η υψηλή δράση του διαύλου καλίου αργότερα μέσα στην ημέρα έκανε τους νευρώνες λιγότερο ενεργούς, κάνοντας το ζώο να κοιμηθεί. Δεδομένου ότι ο μηχανισμός αυτός έχει δύο ξεχωριστά «πετάλια», οι ερευνητές αναφέρονται σε αυτόν ως «μηχανισμός ποδήλατο». Αυτά τα δύο πετάλια ταλαντεύονται πάνω – κάτω σε μια περίοδο 24 ωρών, κανονίζοντας πότε το ρολόι στο σώμα του πλάσματος του λέει να ξυπνήσει ή να πάει για ύπνο.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν με έκπληξη ότι τα ρεύματα νατρίου και καλίου ήταν και τα δύο ενεργά στον εγκέφαλο του ποντικού με τον ίδιο τρόπο. Ο Δρ Allada περιγράφει τις συνέπειες της ανακάλυψης στα ποντίκια: «Αυτό δείχνει ότι ο υποκείμενος μηχανισμός που ελέγχει τον κύκλο ύπνου – εγρήγορσης μας είναι αρχαίος. Ο μηχανισμός ταλάντωσης φαίνεται να διατηρείται εδώ και αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης. Και αν λειτουργεί έτσι στα ποντίκια, είναι πολύ πιθανό να λειτουργεί έτσι και στους ανθρώπους.»
Η ομάδα πιστεύει ότι αν αναπτύξει μια πληρέστερη κατανόηση αυτού του «μηχανισμού ποδηλάτου» είναι πιθανό στο μέλλον οι άνθρωποι να είναι σε θέση να αλλάζουν τα ρολόγια στο σώμα τους για να τα ταιριάζουν στην εκάστοτε κατάστασή τους – μια εξέλιξη που θα ήταν ευπρόσδεκτη από τους χιλιάδες που εργάζονται σε βάρδιες εκτός των παραδοσιακών ωρών εργασίας.