หัวง่วงนอน: เชื้อเพลิงที่ต่ำอาจทำให้สมองต้องการนอนหลับ

หัวง่วงนอน: เชื้อเพลิงที่ต่ำอาจทำให้สมองต้องการนอนหลับ

ทำไมสัตว์ต้องนอนหลับเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ แต่ผลการศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าหน้าที่สำคัญของการนอนหลับคือการเติมพลังให้กับสมองนักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดารายงานว่าการสะสมพลังงานในสมองของหนูจะลดลงเมื่อสัตว์ถูกบังคับให้ตื่นตัวและเซลล์สร้างใหม่ในขณะที่สัตว์นอนหลับ การค้นพบนี้สนับสนุนสมมติฐานที่ว่าการสะสมพลังงานที่ลดน้อยลงในสมองที่ตื่นทำให้นอนหลับ (SN: 5/24/97, p. 316: https://www.sciencenews.org/sn_arc97/5_24_97/fob2.htm)

Jonathan D. Geiger จาก University of Manitoba 

ใน Winnipeg ผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่า ความพยายามที่ผ่านมาส่วนใหญ่ในการทดสอบสมมติฐานล้มเหลวเพราะไม่มีวิธีที่ดีในการวัดการสะสมพลังงานของสมอง ไกลโคเจนซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่ให้การเก็บพลังงานระยะสั้นสำหรับสมองและกล้ามเนื้อ เนื้อเยื่อที่นำมาจากสัตว์จะเสื่อมลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงไม่สามารถวัดความเข้มข้นของไกลโคเจนได้อย่างถูกต้อง ไกเกอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาหลีกเลี่ยงปัญหานี้โดยการใช้ไมโครเวฟทรงพลังกับสมองของหนู ฆ่าสัตว์และหยุดการทำงานของเอนไซม์ที่สลายไกลโคเจนหลังจากตายทันที จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้เอาสมองของหนูออกและวัดความเข้มข้นของไกลโคเจน

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี

ลงชื่อ

นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบหนูบางตัวตามเวลานอนตามปกติ และทำให้ตัวอื่นๆ ตื่นเป็นเวลา 6, 12 หรือ 24 ชั่วโมงด้วยการเล่นกับพวกมันเบาๆ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงนำเข้าไมโครเวฟและนำสมองของสัตว์แต่ละตัวออกและวัดไกลโคเจนในสมอง พวกเขาพบว่าความเข้มข้นของไกลโคเจนลดลง 38 เปอร์เซ็นต์ในหนูที่อดนอนเป็นเวลา 12 หรือ 24 ชั่วโมงเมื่อเทียบกับอีก 2 กลุ่ม

เมื่อหนูตัวอื่นๆ อดนอนเป็นเวลา 12 หรือ 24 ชั่วโมงได้รับอนุญาตให้นอนหลับได้โดยไม่มีข้อจำกัด ไกลโคเจนในสมองของพวกมันจะดีดกลับไปสู่ระดับความเข้มข้นที่สูงกว่าปกติ

สมองอาจเตรียมพร้อมสำหรับการอดนอนในอนาคต ผู้เขียนคาดเดาในวารสารJournal of Neuroscience ฉบับวันที่ 1 กรกฎาคม Geiger ตั้งข้อสังเกตว่ากล้ามเนื้อโครงร่างมีไกลโคเจนมากเกินไปเมื่อพวกเขาฟื้นตัวจากการออกกำลังกายอย่างหนัก

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการรักษาเนื้อเยื่อสมองส่วนที่แช่แข็งจากหนูด้วยสารเคมีที่เปื้อนบริเวณที่มีความเข้มข้นของไกลโคเจนสูง พวกเขาพบว่าไกลโคเจนถูกกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในสมองของหนูทั้งที่อดนอนและไม่ได้อดนอน ในช่วงที่นอนไม่หลับ พื้นที่สมองจะแปรผันตามไกลโคเจนที่ลดลง

Rolf Gruetter จาก University of Minnesota at Minneapolis St. Paul กล่าวว่า “งานวิจัยนี้เปิดพื้นที่ใหม่ให้กับการวิจัยการนอนหลับ เช่นเดียวกับการวิจัยเพื่อทำความเข้าใจว่าไกลโคเจนในสมองมีบทบาทอย่างไรในการรักษาการทำงานของสมองให้เป็นปกติ” ทีมของเขาศึกษาไกลโคเจนในสมองในหนูที่เครียดจากระดับน้ำตาลในเลือดต่ำ ผลลัพธ์ของกลุ่มชี้ให้เห็นว่าปริมาณไกลโคเจนในสมองมีความสำคัญต่อการอยู่รอด เช่นเดียวกับทีมของไกเกอร์ กลุ่มของกรูตเตอร์พบว่าสมองมีแนวโน้มที่จะเก็บไกลโคเจนมากเกินไปหลังจากเกิดความเครียด

“ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่สมมติฐานไกลโคเจนยังคงได้รับความสนใจอย่างต่อเนื่อง” เอช. เคร็ก เฮลเลอร์ จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ผู้ร่วมเขียนสมมติฐานที่ว่าการเก็บพลังงานของสมองควบคุมการนอนหลับกล่าว “ฉันยินดีที่ความคิดเดิมของเราเกิดขึ้น”

อย่างไรก็ตาม เรื่องราวมีความซับซ้อน เฮลเลอร์เตือน ในการทดลองที่คล้ายกับของไกเกอร์ ทีมของเฮลเลอร์ล้มเหลวในการดูการเปลี่ยนแปลงของไกลโคเจนในสมองจากการอดนอนในเปลือกสมองของหนู ซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่ทีมของไกเกอร์รายงานว่ามีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ การค้นพบนี้ปรากฏในวารสารAmerican Journal of Physiology–Regulatory, Integrative and Comparative Physiology ฉบับเดือน กรกฎาคม

ผลลัพธ์ไม่จำเป็นต้องขัดแย้งกัน เฮลเลอร์กล่าว เพราะกลุ่มของเขาใช้ไมโครเวฟที่อ่อนกว่าและสัตว์ที่อายุน้อยกว่าที่ทีมของไกเกอร์ทำ นอกจากนี้ ภาวะพร่องไกลโคเจนอาจแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่สมองตามสถานการณ์ของสัตว์ เฮลเลอร์กล่าว ตัวอย่างเช่น ส่วนที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของหนูอาจหมดลงหากสัตว์ยังคงตื่นอยู่โดยการออกกำลังกาย ในขณะที่ศูนย์ประสาทรับความรู้สึกอาจหมดลงหากสัตว์ยังคงตื่นอยู่เสมอเมื่อได้ยินเสียงดังหรือแสงไฟกระพริบ

เฮลเลอร์สรุปว่า “เป็นเรื่องราวต่อเนื่อง และนี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้น”

Credit : รับจํานํารถ