Warum macht das licht uns wach und die dunkelheit macht uns schläfrig?


Warum macht das licht uns wach und die dunkelheit macht uns schläfrig?

Eine neue Studie fand ein Protein im Gehirn, das auf Licht und Dunkelheit reagiert.

Viele von uns haben gehört, dass das Schlafen, wenn es dunkel draußen ist, gesund ist, da Licht und Dunkelheit unseren zirkadianen Rhythmus beeinflussen. Aber wie genau beeinflusst das Licht unseren Schlafwachtzyklus? Neue Forschung kann einen Teil der Antwort gefunden haben.

Jetzt, wo der Sommer hier ist, werden die von uns, die nach 6 Uhr schlafen wollen, ein gutes Paar Jalousien brauchen; Licht neigt dazu, uns aufzuwecken. Aber warum passiert das?

Die Mehrheit von uns weiß, dass das Licht eine Rolle bei der Regulierung unseres zirkadianen Rhythmus spielt, aber wie das Licht direkt auf den Schlaf wirkt, ist schlecht verstanden. Forscher des California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena begannen, die Wirkung von Licht auf den Schlaf zu untersuchen.

Der führende Ermittler der neuen Forschung - die in der Zeitschrift veröffentlicht wird Neuron - ist David Prober, Professor für Biologie bei Caltech.

Prof. Prober erklärt die Motivation seiner Forschung und sagt: "Die Forscher hatten zuvor die Photorezeptoren im Auge identifiziert, die für die direkte Wirkung von Licht auf Wachsamkeit und Schlaf erforderlich sind. Aber wir wollten wissen, wie das Gehirn diese visuelle Information beeinflusst Schlaf."

Um ihre Antworten zu erhalten, haben sich Prof. Prober und Team entschieden, Zebrafisch zu untersuchen, bei denen es sich um Tiere handelt, die ein Schlaf- / Wachsmuster ähnlich dem des Menschen haben und dessen visuelles System transparent ist und so Forschern die Möglichkeit bietet, Bilder von ihren Neuronen in einem Nichts zu machen -invasive Weise.

Wie ein Protein auf Licht reagiert

Der erste Autor Wendy Chen führte die Experimente durch. Sie benutzte Zebrafisch, die genetisch verändert wurden, um ein bestimmtes Protein, genannt Prokineticin 2 (Prok2), im Übermaß auszudrücken.

Die Forscher fanden heraus, dass der Zebrafisch, der Prok2 übertrieben hatte, dazu neigte, während des Tages schlafen zu gehen und während der Nacht aufzustehen.

Interessanterweise schien dies nicht auf den regelmäßigen zirkadianen Rhythmus des Fisches zu verzichten. Stattdessen wurde die Wirkung ausschließlich beeinflusst, ob die Lichter um sie herum eingeschaltet wurden.

Die Ergebnisse der Experimente zeigen, dass Prok2 den aufwachenden Effekt, den das Licht normalerweise hat, sowie die schlafinduzierende Wirkung der Dunkelheit hemmen kann.

Als nächstes induzierten die Wissenschaftler genetische Mutationen sowohl im Zebrafisch-Prok2 als auch in seinem Rezeptor, um zu sehen, wie diese das lichtgesteuerte Schlaf-Wach-Muster beeinflussen würden.

Sie fanden, dass der Zebrafisch "lichtabhängige Schlafdefekte" entwickelte. Zum Beispiel tendierten Fische mit einem mutierten Prok2-Rezeptor dazu, aktiver zu sein, wenn die Lichter an und weniger so waren, als sie ausgeschaltet waren - was ist das Gegenteil von dem, was zuvor in Fischen mit übermäßigen Prok2 aber funktionellen Prok2-Rezeptoren bemerkt worden war.

Schließlich begannen die Wissenschaftler zu untersuchen, ob Licht, um den Schlaf zu regulieren, andere schlafinduzierende Proteine ​​im Gehirn benötigte.

Die Forscher fanden heraus, dass übermäßige Ebenen von Prok2 auch die Ebenen von Galanin, die ein Neuropeptid im Gehirn der anterior Hypothalamus (was spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Schlafes).

Es ist mehr Forschung erforderlich, um das schlaffördernde Zusammenspiel von Genen und Neuronen beim Menschen zu verstehen sowie zu untersuchen, ob das Prok2-Neuropeptid beim Menschen die gleiche Wirkung hat oder nicht.

Wenn weitere Untersuchungen feststellen, dass sich die Proteine ​​im menschlichen Gehirn ähnlich verhalten, könnte diese Studie den Weg für neue Schlaf- oder Wachsamkeit-induzierende Medikamente ebnen.

Prof. David Prober fügt hinzu: "Obwohl tägliche Tiere wie Zebrafisch die meiste Zeit nachts schlafen und während des Tages aufwachen, nehmen sie auch tagsüber nackt und gelegentlich nachts aufwachen, ähnlich wie viele Menschen."

Die Ergebnisse unserer Studie deuten darauf hin, dass das Niveau von Prok2 eine entscheidende Rolle bei der Einstellung der richtigen Balance zwischen Schlaf und Wachsamkeit während des Tages und der Nacht spielen."

Prof. David Prober

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