دلیل خوابیدن کشف شد

به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، انسان یک سوم عمرش را می خوابد اما محرک بیولوژیکی ورای خواب همچنان ناشناخته بوده است. محققان با وجود چند دهه تحقیق برای شناسایی دلیل فیزیکی و دقیق آنکه چرا مغز نیاز به استراحت دارد، با چالش روبرو بوده اند.
اکنون پژوهش جدید دانشگاه آکسفورد احتمالا این دلیل را یافته است. محققان متوجه شده اند فشار برای خوابیدن احتمالا به اعماق سلول های مغز مربوط است و از واحدهای نیروی کوچکی به نام میتوکندریا سرچشمه می گیرد. این ساختارها که مسئول تبدیل اکسیژن به انرژی هستند، زمانی که بیش از حد فعال می‌شوند، به نظر می‌رسد یک زنگ خطر داخلی را به صدا درمی‌آورند.
گروهی از پژوهشگران به رهبری پروفسور گیرُ میزن‌بک و دکتر رافائله سارناتارو کشف کردند تجمیع فشار الکتریکی داخل میتوکندری ها در برخی سلول های مغزی به عنوان یک سیگنال برای آغاز خواب عمل می کند. پژوهش مذکور روی مگس های میوه خوار انجام شد و نشان داد هنگامیکه میتوکندری ها بیش از حد شارژ می شوند، الکترون از آنها نشت می کند. زمانیکه این روند اتفاق می افتد، آنها مولکول های واکنش پذیری می سازند که به سلول ها آسیب می رساند.
این نشتی الکترون چیزی به عنوان گونه‌های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species) تولید می کند که محصولات جانبی‌ای هستند که مقدار زیاد آنها ممکن است ساختارهای سلولی را تخریب کند.
به نظر می رسد مغز با آغاز کردن خواب نسبت به این بی توازنی واکنش نشان می دهد و به سلول ها فرصتی می دهد تا قبل از آنکه آسیب گسترده شود، خود را مجدد تنظیم کنند.
محققان متوجه شدند نورون های خاصی مانند قطع کننده مدار عمل می‌کنند. این سلول‌ها میزان نشت الکترون را اندازه‌گیری و وقتی فشار از حد معینی فراتر می‌رود، واکنش خواب را فعال می‌کنند. پژوهشگران با دستکاری جریان انرژی در این نورون‌ها، چه با افزایش و چه کاهش انتقال الکترون، توانستند به طور مستقیم مدت زمان خواب مگس‌ها را کنترل کنند.
آنها حتی توانستند ورودی‌های معمول سیستم را دور بزنند و با استفاده از پروتئین‌های میکروبی، الکترون‌ها را با انرژی نور جایگزین کردند. نتیجه این فرایند همچنان یکسان بود: انرژی بیشتر، نشت بیشتر، خواب بیشتر.
پروفسور میزن‌بک در این باره می گوید: هدف ما فهمیدن این بود که خواب برای چیست و چرا اصلاً احساس نیاز به خواب می‌کنیم.
همچنین یافته های مذکور احتمالا نشان می دهد چرا متابولیسم و خواب رابطه نزدیکی دارند. حیوانات کوچکی که اکسیژن بیشتری به ازای هر گرم از وزن بدنشان مصرف می کنند، بیشتر می خوابند و عمر کوتاه تری دارند.
در این میان افرادی که دچار اختلالات میتوکندریایی هستند، اغلب بدون انجام فعالیت جسمانی نیز خستگی شدید را تجربه می‌کنند. این مکانیزم جدید می‌تواند توضیح احتمالی برای این موضوع ارائه دهد.