پژوهشگران به نقش مفید خواب برای بدن پی برده‌اند
چرا حیوانات می‌خوابند؟ چرا انسان‌ها یک‌سوم از زندگی را برای خوابیدن تلف می‌کنند؟ به‌طورکلی تکامل خواب برای همه‌ی موجودات زنده‌ای که سیستم عصبی دارند، ازجمله بی‌مهرگانی نظیر مگس‌ها، کرم‌ها و حتی عروس دریایی ضرورت دارد؛ اما علت اینکه حیوانات باوجود خطر مداوم شکارشدن می‌خوابند، همچنان یک معما باقی مانده است و یکی از سؤالات بی‌پاسخ دنیای علم به‌شمار می‌رود.
پژوهشگران در پژوهش جدیدی که در ژورنال Nature Communications منتشر شده است، عملکرد جدید و غیرمنتظره‌ای از خواب پیدا کرده‌اند که نشان می‌دهد چطور خواب و اختلال خواب بر عملکرد مغز، پیرشدن و اختلال‌های متعدد مغزی تأثیر دارد. آن‌ها با استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری سه‌بعدی تایم لپس در گورخرماهی توانستند خواب را در یک کوروموزم مجزا مشخص کنند و نشان دهند که تک نورون برای انجام ترمیم‌های هسته‌ای خود به خواب نیاز دارد.
پویایی کروموزوم (رنگ قرمز) و فعالیت عصبی (رنگ سبز) در گورخرماهی
آسیب DNA ممکن است در اثر عواملی نظیر استرس اکسیداتیو، پرتوافشانی و فعالیت عصبی اتفاق بیفتد. سیستم ترمیم DNA که درون هر سلول وجود دارد، موظف به برطرف‌کردن این آسیب است. پژوهش مذکور نشان می‌دهد در زمان بیداری که پویایی کروموزوم پایین است، احتمال دارد تجمع مستمر آسیب DNA به سطح خطرناکی برسد. خوابیدن منجر به افزایش پویایی کروموزم می‌شود و درنتیجه سطح آسیب DNA در هر نورون را به حالت عادی برمی‌گرداند. ظاهراً این فرایند ترمیم DNA در طول دوره‌ی بیداری به‌خوبی انجام نمی‌شود و به خواب کافی نیاز است زیرا در هنگام خواب، میزان ورودی مغز کاهش می‌یابد. پروفسور لیور آپلبائوم از نویسندگان این پژوهش می‌گوید:
این موضوع مثل خرابی‌های موجود در جاده‌ها است. استهلاک جاده‌ها به‌خصوص در طول روز و اوج ساعات رفت‌و‌آمد افزایش می‌یابد و بهترین و مناسب‌ترین زمان برای تعمیر آن در شب است که ترافیک جاده روان می‌شود.
آپلبائوم، تجمع آسیب‌های DNA را «هزینه‌ی بیداربودن» می‌داند. نظریه‌ی او و همکارانش این بود که خواب منجر به تقویت و هماهنگی ترمیم هسته‌ای در هر نورون می‌شود. آن‌ها به‌دنبال اثبات این نظریه بودند که به‌لطف ویژگی‌های مدل گورخرماهی در این راه موفق شدند. درواقع این ماهی‌ها به‌خاطر شفافیت مطلق و مغزی مشابه مغز انسان، ساختار کاملی دارند که برای پژوهش درباره‌ی سلول‌های واحد حیوانات زنده در شرایط فیزیولوژیکی مناسب هستند.
پژوهشگران با استفاده از میکروسکوپ‌هایی با دقت بالا، حرکت DNA و پروتئین‌های هسته‌ای هر تک سلول داخل بدن ماهی در زمان بیداری و خواب را مشاهده کردند و در کمال تعجب دیدند کروموزوم‌ها در شب که بدن استراحت می‌کند، فعال‌تر هستند و همین موضوع منجر به افزایش کارایی ترمیم آسیب‌های DNA می‌شود. نتایج حاکی از آن است که پویایی کروموزوم‌ها، شاخصی بالقوه برای تعیین تک سلول‌های خواب محسوب می‌شود و نشان می‌دهد که عملکرد ترمیمی خواب به‌صورت ترمیم هسته‌ای است. پروفسور آپلبائوم می‌گوید:
ما به وجود رابطه بین خواب، پویایی کروموزوم، فعالیت عصبی، آسیب DNA و ترمیم ازطریق رابطه‌ی مستقیم فیزیولوژیکی با کل موجودات زنده پی بردیم. خوابیدن باعث می‌شود تجمع آسیب DNA که در طول روز رخ می‌دهد، کاهش یابد. باوجودی که سطح هوشیاری حیوانات (از عروس دریایی گرفته تا گورخرماهی و انسان) هنگام خواب نسبت به محیط اطراف کم می‌شود، اما مجبور هستند بخوابند تا به‌این‌ترتیب نورون‌ها بتوانند به‌شکلی کارآمد به ترمیم DNA بپردازند و احتمالاً به همین دلیل است که خواب تکامل یافته و همچنان در قلمروی حیوانات حفظ شده است.
نظرات