Σε μέσες άκρες, οι περισσότεροι γνωρίζουμε το γιατί ο ύπνος είναι ωφέλιμος για τον εγκέφαλο γενικότερα και για την διαμόρφωση της μνήμης ειδικότερα.
Μια νέα ανακάλυψη προσφέρει έναν ακόμη λόγο για τον οποίο πρέπει κανείς να κοιμάται επαρκώς. Η μελέτη εξέτασε έναν τύπο υποστήρικτικού κυττάρου στον εγκέφαλο, τα ολιγοδενδροκύτταρα. Αυτά τα κύτταρα τυλίγουν τις μεμβράνες τους γύρω από τα νευρικά κύτταρα για να σχηματίσουν αυτό που ονομάζεται μυελίνη, η οποία σχηματίζει μια ηλεκτρική μόνωση κατά τρόπο που επιταχύνει τον πολλαπλασιασμό των νευρικών ώσεων μέσω των νευρωνικών δικτύων. Για τα ολιγοδενδροκύτταρα γίνεται αναφορά συχνά στην σκλήρυνση κατά πλάκας, μια ασθένεια που μειώνει την επικοινωνία των νευρώνων, επειδή τα ολιγοδενδροκύτταρα πεθαίνουν και η μόνωση μυελίνης αποσυντίθεται.
Η ταχύτητα μετάδοσης είναι σημαντική γιατί επηρεάζει και το γενικό IQ. Όπως γνωρίζει κανείς από την αγορά ενός νέου υπολογιστή, ο γρήγορος σε ταχύτητα του επεξεργαστής δίνει δυνατότητες που ο παλιός δεν θα μπορούσε να δώσει. Το ίδιο κατά κάποιο τρόπο εφαρμόζεται και στον εγκέφαλο.
Η νέα μελέτη που έγινε από το Πανεπιστήμιο του Wisconsin, επικεντρώθηκε στα ολιγοδενδροκύτταρα, επειδή άλλη έρευνα είχε δείξει ότι ο ύπνος προωθεί την έκφραση αρκετών γονιδίων που εμπλέκονται στη σύνθεση των μεμβρανών των κυττάρων γενικά, και εκείνων των ολιγοδενδροκυττάρων ειδικότερα. Σε αντίθεση με τους νευρώνες, τα ολιγοδενδροκύτταρα πεθαίνουν και αντικατασταθίστανται στον εγκέφαλο.
Για το λόγο αυτό, οτιδήποτε επηρεάζει τη λειτουργεία τους είναι σημαντικό για τη λειτουργία του εγκεφάλου. Ο ύπνος έχει εμπλακεί σε αυτή τη λειτουργεία, διότι ένας κοινός νευροδιαβιβαστής στον εγκέφαλο, το γλουταμινικό, είναι γνωστό ότι αυξάνει σε κατάσταση εγρήγορσης και μειώνεται κατά τη διάρκεια του ύπνου. Το γλουταμινικό καταστέλλει την ωρίμανση των πρόδρομων ολιγοδενδροκυττάρων κυττάρων ως προς το σχηματισμό μυελινικής μόνωσης.
Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές εξέτασαν ένα ευρύ γονιδιακό προφίλ της έκφρασης του γονιδίου ολιγοδενδροκυττάρων σε ποντίκια μετά από περιόδους 6-7 ωρών ύπνου ή αυθόρμητης εγρήγορσης, ή τεσσάρων ωρών αναγκαστικής εγρήγορσης (στέρηση ύπνου). Βρέθηκε ότι 357 γονίδια εκφράζονται διαφορετικά, ανάλογα με την ώρα της ημέρας, ως απάντηση στους κανονικούς καθημερινούς ρυθμούς. Πολύ ενδιαφέρον ήταν η παρατήρηση ότι 714 γονίδια άλλαξαν έκφραση σε συνάρτηση με τον κύκλο ύπνου/εγρήγορσης, ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας. Από αυτά τα γονίδια, τα 310 ήταν "γονίδια ύπνου" που ενεργοποιήθηκαν επιλεκτικά κατά τη διάρκεια του ύπνου.
Πολλά από τα γονίδια του ύπνου συμβάλλουν στην ωρίμανση των ολιγοδενδροκυττάρων σε μυελίνη. Σε ακόλουθα πειράματα, ποντίκια εμβολιάστηκαν με μια ραδιενεργή ετικέτα που σηματοδοτεί τη γέννηση των νέων κυττάρων. Η ένεση έγινε οκτώ ώρες πριν τα ποντίκια περάσουν μια μακρά περίοδο, είτε εγρήγορσης είτε ύπνου. Ο αριθμός των νεοσύστατων ολιγοδενδροκυττάρων ήταν σχεδόν διπλάσιος στην ομάδα ύπνου σε σύγκριση με την ομάδα εγρήγορσης. Μια πιο λεπτομερής ανάλυση έδειξε ότι η αύξηση αυτή συσχετίστηκε με την ποσότητα του ύπνου στη φάση REM (ύπνος των ονείρων για τον άνθρωπο).
Αυτή η επίδραση της φάσης REM μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντική για τους ανθρώπους. Ο ύπνος στη φάση REM λαμβάνει χώρα τις πρώτες πρωινές ώρες και μόνο μετά από σημαντικό χρονικό διάστημα που έχει διατεθεί σε μη-REM στάδια του ύπνου. Έτσι, η διακοπή του νυχτερινού ύπνου λόγω αφύπνισης τις πρώτες πρωινές ώρες μπορεί να μειώσει το χρόνο της φάσης REM και κατεπέκταση τις ευεργετικές επιδράσεις του πολλαπλασιασμού των ολιγοδενδροκυττάρων.
Τα ευρήματα αυτά έχουν ιδιαίτερη σημασία για τα παιδιά, των οποίων οι εγκέφαλοι είναι ημιτελώς μυελινωμένοι. Οι μειωμένες ώρες ύπνου για τα παιδιά επιδρούν αρνητικά για τις λειτουργίες της μάθηση και τη βελτίωση της μνήμης. Αν οι ενήλικες χρειάζονται να λαμβάνουν επαρκής ώρες ύπνου, πόσο μάλλον τα παιδιά.
Πηγή: Bellesi, M., et al. (2013) Effects of sleep and wake on oligodendrocytes and their precursors. J. Neuroscience. 33 (36), 14288-14300.
