Κατά τη διάρκεια του ύπνου, ο εγκέφαλός μας περνά από 4 στάδια. Τα πρώτα τρία είναι τα στάδια non-REM, ενώ το τέταρτο είναι το στάδιο του REM ύπνου.
Το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει την έλευση του ύπνου. Ο οργανισμός επιβραδύνει τους περισσότερους ρυθμούς της καθημερινότητας και μεταβαίνει σε κατάσταση ύπνου.
Το δεύτερο στάδιο, το οποίο ανήκει επίσης στον non-REM ύπνο, χαρακτηρίζεται από ελαφρύ ύπνο. Το τρίτο στάδιο είναι αυτό που προσφέρει τον αναζωογονητικό ύπνο που χρειαζόμαστε για να νιώθουμε ξεκούραστοι το πρωί.
Τέλος, το στάδιο στο οποίο εμφανίζονται τα όνειρα είναι αυτό του REM ύπνου. Γιατί όμως ξεχνάμε τα περισσότερα όνειρά μας και σε ποιο στάδιο συμβαίνει η διαγραφή της μνήμης τους;
Μία νέα έρευνα σε πειραματόζωα έδειξε ότι ο ύπνος REM περιλαμβάνει επίσης μία περίοδο κατά την οποία ο εγκέφαλος «ξεχνά ενεργά». Αυτό προφανώς συμβαίνει για να αποφευχθεί η υπερφόρτωσή του με πληροφορίες, όπως δισπίτωσε η έρευνα. Οι νευρώνες που ευθύνονται για τον μηχανισμό αυτό είναι οι ίδιοι νευρώνες που ελέγχουν την όρεξη.
Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Science. Επικεφαλείς της έρευνας ήταν ο Τόμας Κίλνταφ, διευθυντής του Κέντρου Νευροεπιστημών στο Διεθνές ερευνητικό ινστιτούτο SRI της Καλιφόρνια και ο Ακιχίρο Γιαμανάκα από το Πανεπιστήμιο του Ναγκόγια στην Ιαπωνία.
Σημαντικοί Νευρώνες για τον Ύπνο και την Όρεξη
Προηγούμενες έρευνες από τις ομάδες των Κίλνταφ και Γιαμανάκα είχαν εστιάσει σε μία συγκεκριμένη ορμόνη η οποία εμπλέκεται στη ρύθμιση του ύπνου στους ασθενείς με ναρκοληψία, μία πάθηση κατά την οποία ο ασθενής κοιμάται ακουσίως κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Η ορμόνη αυτή λέγεται ορεξίνη/υποκρετίνη και η απώλεια των νευρώνων που την παράγουν στον ιππόκαμπο μπορεί να είναι το αίτιο της ναρκοληψίας, όπως έδειξαν οι ερευνητές.
Για τη νέα τους έρευνα, οι επιστήμονες αποφάσισαν να εξετάσουν μία ομάδα γειτονικών νευρώνων στον ιππόκαμπο. Οι νευρώνες αυτοί παράγουν την ορμόνη MCH (melanin-concentrating hormone), ένα μόριο που εμπλέκεται στη ρύθμιση του ύπνου και της όρεξης.
Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη από προηγούμενες μελέτες ότι οι νευρώνες που παράγουν MCH είναι ενεργοί κατά τη διάρκεια του ύπνου REM. Ωστόσο, οι ηλεκτρικές καταγραφές της δραστηριότητας του ύπνου στα ποντίκια, καθώς και πειράματα με παρακολούθηση της δραστηριότητας των νευρώνων αποκάλυψαν ότι οι παραπάνω νευρώνες στέλνουν επίσης ανασταλτικά μηνύματα στον ιππόκαμπο.
Γνωρίζοντας ότι ο ιππόκαμπος παίζει σημαντικό ρόλο στη μάθηση και τη μνήμη, οι επιστήμονες αναρωτήθηκαν αν οι νευρώνες αυτοί παίζουν ρόλο στη αποθήκευση μίας νέας μνήμης.
«Από προηγούμενες έρευνες σε άλλα εργαστήρια, γνωρίζαμε ήδη ότι οι νευρώνες που παράγουν MCH είναι ενεργοί κατά τη διάρκεια του ύπνου REM», εξήγησε ο Κίλνταφ. «Μετά την ανακάλυψη του νέου αυτού κυκλώματος, πιστεύουμε ότι τα κύτταρα αυτά βοηθούν τον εγκέφαλο να αποθηκεύσει τις διάφορες μνήμες».
Νευρώνες που Βοηθούν τον Εγκέφαλο να «Ξεχάσει Ενεργά»
Θέλοντας να επιβεβαιώσουν την υπόθεσή τους, οι επιστήμονες έκαναν γενετικές τροποποιήσεις στα ποντίκια και διαπίστωσαν ότι η «απενεργοποίηση» των νευρώνων αυτών βελτιώνει σημαντικά τη μνήμη των πειραματοζώων.
Ειδικότερα, οι επιστήμονες έκαναν εξετάσεις με τις οποίες εκτίμησαν την ικανότητα των τρωκτικών να διατηρούν νέες πληροφορίες. Εξέτασαν δηλαδή τους μηχανισμούς που λαμβάνουν χώρα μετά τη μάθηση μίας νέας πληροφορίας, αλλά πριν η πληροφορία αυτή αποθηκευτεί στη μακροπρόθεσμη μνήμη.
Κατά τη διάρκεια της φάσης αυτής, τα ποντίκια με απενεργοποιημένους νευρώνες που παρήγαγαν MCH είχαν καλύτερες επιδόσεις στις εξετάσεις της μνήμης.
Περαιτέρω εξετάσεις έδειξαν ότι οι νευρώνες που παράγουν MCH επηρεάζουν τη μνήμη με αυτό τον τρόπο μόνο όταν η λειτουργία τους έχει διαταραχθεί κατά τη διάρκεια του ύπνου REM. Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι τα ποντίκια είχαν καλύτερες επιδόσεις στις εξετάσεις μνήμης όταν οι ερευνητές είχαν απενεργοποιήσει τους νευρώνες που παράγουν MCH κατά τη διάρκεια του ύπνου REM. Η απενεργοποίηση των γονιδίων αυτών σε οποιοδήποτε από τα άλλα στάδια του ύπνου ή κατά τη διάρκεια της ημέρας δεν φάνηκε να επηρεάζει τη μνήμη των ποντικών.
«Η έρευνά μας ουσιαστικά δείχνει ότι η ενεργοποίηση μίας συγκεκριμένης ομάδας νευρώνων κατά τη διάρκεια του ύπνου REM είναι αυτή που ελέγχει αν ο εγκέφαλος θα θυμάται νέες πληροφορίες μετά τον ύπνο», είπε ο Κίλνταφ.
«Από τα αποτελέσματά μας φαίνεται ότι οι νευρώνες που παράγουν MCH βοηθούν τον εγκέφαλο να ξεχάσει νέες και πιθανώς άχρηστες πληροφορίες», πρόσθεσε.
«Καθώς τα όνειρα συμβαίνουν αποκλειστικά στη διάρκεια του ύπνου REM, δηλαδή το στάδιο που τα κύτταρα MCH ενεργοποιούνται, η δράση των κυττάρων αυτών αποτρέπει την αποθήκευση της μνήμης από ένα όνειρο στον εγκέφαλο με αποτέλεσμα να το ξεχνάμε γρήγορα», κατέληξε ο ίδιος.