נהנים לחלום? שני גנים מרכזיים עשויים להיות מודים. מחקר חדש בעכברים מגלה ש"גני החלומות "הללו חיוניים לאותו שלב של תרדמות שמביא לאנשים חזיונות עולמיים ביזארו של ביצוע מבחני מתמטיקה בתיכון עירומים, איבוד שיניים והתרוממות באוויר.
ללא הגנים, הנקראים Chrm 1 ו- Chrm 3, יונקים לא היו חווים שינה מהירה של העיניים (REM), במהלכם המוח פעיל באותה מידה בזמן ערות אך הגוף משותק. התגלית חשובה, כך אמרו החוקרים, מכיוון שקשורים בהפרעות שינה גרועות ופסיכיאטריות. לכן הבנת השליטה הבסיסית בשינה במוח עשויה לשכלל טיפולים תרופתיים הן לבעיות שינה והן לבעיות פסיכיאטריות, אמר מנהיג המחקר Hiroki Ueda ממשרד ריקן, מכון מחקר יפני.
"שינה קול חיונית לאיכות חיי האדם, בעוד שליקויים מסוימים בשינה עשויים להוביל לתוצאות שונות לא קלות," אמרה אודה בהודעת Live Live בהודעת הדוא"ל. אולם "המנגנון המולקולרי ברובו נותר לחשוף, מה שמפריע להתפתחות טיפולים במחלות הקשורות לשינה."
מחזור מוזר
בלילה נתון, בני אדם עוברים שינה ללא REM ו- REM, המוגדרים על ידי דפוסים שונים של פעילות מוחית. איש אינו יודע את הסיבה המדויקת לשלבי שינה שונים אלה, אך בעיות בשינה REM נקשרו לדמנציה, פרקינסון והפרעות נוירולוגיות אחרות. ושינה לקויה באופן כללי קשורה לסיכון מוגבר להתאבדות.
זו הסיבה שאודה ועמיתיו מעוניינים להבין את היסודות כיצד שינה עובדת. מדענים כבר גילו כי המעבר משינה שאינה REM לשינה REM כרוך במעביר עצבי הנקרא אצטילכולין. אך במוח ישנם 16 סוגים של קולטנים סלולריים שאצטילכולין יכול להיקשר אליהם, והיה רחוק מלהיות ברור מה היו חיוניים לשינה של REM ואילו לא היו מיותרים.
כדי לגלות, החוקרים השתמשו בטכנולוגיית CRISPR בכדי להפיל את הגנים לקולטני אצטילכולין אלה, אחד אחד, בעכברים. CRISPR משתמש ברצף גנטי בכדי להנחות אנזים לחלק הרצוי של ה- DNA, שם האנזים מחרך את הרצף, ומונע את ביטויו של הגן.
לאבד שינה
המחקר הראה מיד שמשפחה אחת של קולטני אצטילכולין, מהסוג הניקוטין, לא קשורה לשינה. עכברים שנמנעו מאותם קולטנים ישנו פחות או יותר כמו עכברים שהיו להם.
המשפחה האחרת, קולטני אצטילכולין מוסקריניים, התבררה כמעניינת הרבה יותר. באופן ספציפי, אובדן של שני קולטנים הנקראים Chrm1 ו- Chrm3 קיצר את השינה בכמעט 3 שעות ביום. איבוד אחד משני הקולטנים הפחית ושינה של REM מקוטעת באופן ספציפי, ובמקביל גם הפחתת שינה שאינה REM. ועכברים עם אף קולטן לא חוו שינה REM כלל.
באופן מוזר, העכברים נטולי ה- REM שרדו ללא מצב שינה חלומי זה, למרות ההשערות כי שינה REM הכרחית להישרדות. זהו שדרה מעניינת להמשך המחקר, אמרה אודה, אך זו יכולה להיות תופעת לוואי בלתי מכוונת של עבודה עם חיות מעבדה בסביבה מלאכותית.
"העכברים המוטנטים יכולים לשרוד במצב מעבדה עם הרבה אוכל וללא כל מזון", אמרה אודה ל- Live Science. "בסביבה פרועה, הגנים האלה יהיו חשובים להישרדותם של אורגניזמים."
הבנת הרצפטורים הספציפיים השולטים בשינה יכולה ליידע טיפולים חדשים להפרעות פסיכיאטריות כמו דיכאון והפרעת דחק פוסט-טראומטית, המאופיינת לעתים קרובות בסיוטים עזים, אמרה אודה. החוקרים מצאו הבדלים עדינים באופן שבו Chrm1 ו- Chrm 3 עובדים, הוסיף, ולכן הצוות מעוניין לבדוק מקרוב את מה שקורה כאשר קולטנים אלה מופעלים. ומכיוון שהמחקר נעשה בעכברים, נדרשת עבודה רבה יותר כדי ללמוד כיצד הגנים הללו עובדים אצל בני אדם.
"מחקר זה עשוי לסייע בהגדרה מולקולרית של שינה של REM ועשוי לחשוף את התפקידים הפיזיולוגיים של שינה REM בתפקודים הקוגניטיביים הגבוהים יותר הקשורים אליהם, כמו למידה וזיכרון," אמרה אודה.
