دلیل خواب برای اولین بار فاش گردید

به نقل از خبرگزاری مهر و بر اساس گزارش‌های اینترستینگ انجینرینگ، انسان‌ها در طول زندگی خود یک‌سوم زمان را به خواب می‌گذرانند، اما هنوز محرک‌های بیولوژیکی مرتبط با خواب به‌طور کامل شناسایی نشده‌اند. پژوهشگران در پی سال‌ها تحقیق به منظور کشف دلیل فیزیکی و مشخص اینکه چرا مغز نیاز به استراحت دارد، با چالش‌هایی جدی مواجه بوده‌اند.

اکنون یافته‌های جدید از دانشگاه آکسفورد ممکن است پاسخ این معما را ارائه دهد. محققان دریافته‌اند که این نیاز به خواب در عمق سلول‌های مغز و از واحدهای نیروی ریز به نام میتوکندریا نشأت می‌گیرد. این ساختارها که مسئول تبدیل اکسیژن به انرژی هستند، هنگامی‌که به شدت فعال می‌شوند، به‌نظر می‌رسد زنگ خطری داخلی را به صدا درآورند.

تیمی از پژوهشگران به رهبری پروفسور گیرُ میزن‌بک و دکتر رافائله سارناتارو کشف کردند که تجمع فشار الکتریکی درون میتوکندری‌ها در برخی از سلول‌های مغزی به‌عنوان نشانه‌ای برای آغاز خواب عمل می‌کند. تحقیق انجام‌شده بر روی مگس‌های میوه‌خوار نشان داده که با شارژ بیش از حد میتوکندری‌ها، الکترون‌ها از آن‌ها نشت می‌کنند. این فرایند منجر به تولید مولکول‌های واکنشی می‌شود که به سلول‌ها آسیب می‌زنند.

نشت الکترون‌ها، نوعی آسیب به سلول‌ها به نام گونه‌های فعال اکسیژن (Reactive Oxygen Species) ایجاد می‌کند که تراکم بالای آن‌ها می‌تواند به ساختارهای سلولی آسیب برساند.

به‌نظر می‌رسد که مغز در پاسخ به این عدم تعادل، خواب را آغاز کرده و به سلول‌ها فرصتی می‌دهد تا قبل از بروز آسیب‌های عمده، خود را تنظیم کنند.

محققان همچنین متوجه شدند که نورون‌های خاص مانند یک قطع‌کننده مدار عمل می‌کنند. این سلول‌ها میزان نشت الکترون را اندازه‌گیری کرده و زمانی که این فشار از حد مجاز فراتر می‌رود، واکنش خواب را فعال می‌کنند. پژوهشگران با دستکاری در جریان انرژی این نورون‌ها، تا با تغییر انتقال الکترون‌ها، به‌صورت مستقیم مدت زمان خواب مگس‌ها را تحت کنترل درآورند.

آن‌ها توانستند ورودی‌های معمول سیستم را دور بزنند و با کمک پروتئین‌های میکروبی، الکترون‌ها را با انرژی نور جایگزین کنند. در نهایت، نتیجه این فرایند نیز همانند قبل بود: انرژی بیشتر منجر به نشت بیشتر و خواب بیشتر می‌شود.

پروفسور میزن‌بک اظهار داشت: هدف ما درک این موضوع است که خواب چه کارکردی دارد و چرا اساساً به خواب نیاز داریم.

افزون بر این، یافته‌های اخیر احتمالاً نشان می‌دهد که چرا متابولیسم و خواب به شدت به هم مرتبط هستند. موجودات کوچکی که به ازای هر گرم وزن بدن، اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند، معمولاً بیشتر می‌خوابند و عمر کوتاه‌تری دارند.

در این زمینه، افرادی که از اختلالات میتوکندریایی رنج می‌برند، اغلب حتی بدون انجام فعالیت بدنی، خستگی شدیدی را تجربه می‌کنند. این مکانیزم جدید می‌تواند توضیحی برای این وضعیت ارائه دهد.