Chociaż wiemy, które regiony mózgu są aktywowane podczas snu REM, wciąż niewiele wiadomo na temat celu tej aktywności. Naukowcy z Uniwersytetu w Bernie i Szpitala Insel odkryli, że aktywacja neuronów w podwzgórzu podczas snu REM reguluje zachowania żywieniowe: gdy aktywność ta jest tłumiona u myszy, zmniejsza się apetyt.
Jak sen REM wpływa na spożycie pokarmu
Podczas snu przechodzimy między różnymi fazami snu, z których każda w inny sposób przyczynia się do tego, że czujemy się wypoczęci. Podczas snu REM (szybkie ruchy gałek ocznych), specjalnego etapu snu znanego również jako sen paradoksalny, w którym występuje większość snów, niektóre obwody mózgowe wykazują bardzo wysoką aktywność elektryczną, chociaż funkcja tej aktywności związanej ze snem jest nadal niejasna. Sen REM to wyjątkowa faza snu u ssaków, która jest ściśle związana ze snami i charakteryzuje się przypadkowymi ruchami gałek ocznych i prawie całkowitym paraliżem ciała.
Obszary mózgu, które wykazują silną aktywację podczas snu REM, obejmują na przykład obszary regulujące funkcje pamięci lub emocje. Boczne podwzgórze, niewielka, ewolucyjnie dobrze zachowana struktura mózgu u wszystkich ssaków, również wykazuje wysoką aktywność podczas snu REM. U budzących się zwierząt neurony z tego regionu mózgu koordynują apetyt i spożycie pokarmu oraz są zaangażowane w regulację zachowań motywowanych i uzależnień.
W badaniu naukowcy pod kierownictwem prof. dr Antoine’a Adamantidisa z Uniwersytetu w Bernie postanowili zbadać funkcję neuronów podwzgórza u myszy podczas snu REM. Chcieli lepiej zrozumieć, w jaki sposób aktywacja neuronów podczas snu REM wpływa na nasze codzienne zachowanie. Odkryli, że tłumienie aktywności tych neuronów zmniejsza ilość spożywanego przez myszy pokarmu. Według naukowców sugeruje to, że sen REM jest niezbędny do ustabilizowania spożycia pokarmu. Wyniki tego badania zostały opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Długotrwały wpływ na aktywność neuronów i zachowania żywieniowe
Naukowcy odkryli, że pewne wzorce aktywności w bocznych neuronach podwzgórza, które normalnie sygnalizują karmienie u przebudzonej myszy, są również obecne, gdy zwierzęta są w fazie snu REM. Aby zbadać znaczenie tych wzorców aktywności podczas snu REM, grupa badawcza zastosowała technikę zwaną optogenetyką, w której wykorzystano impulsy świetlne do precyzyjnego wyłączenia aktywności neuronów podwzgórza podczas snu REM. W rezultacie naukowcy odkryli, że wzorce aktywności związane z przyjmowaniem pokarmu uległy zmianie, a zwierzęta jadły mniej.
Byli zaskoczeni siłą i trwałością naszej interwencji na aktywność neuronalną w bocznym podwzgórzu i zachowanie myszy. Zmiana wzorców aktywności była nadal mierzalna po czterech dniach regularnego snu. Wyniki te sugerują, że aktywność elektryczna w obwodach podwzgórza podczas snu REM jest wysoce plastyczna i niezbędna do utrzymania stabilnych zachowań żywieniowych u ssaków.
Wyniki te jasno pokazują, że nie tylko ilość snu jest niezbędna dla naszego dobrego samopoczucia, ale także jakość snu odgrywa ważną rolę, szczególnie w utrzymaniu odpowiednich zachowań żywieniowych. Jest to szczególnie ważne w naszym społeczeństwie, w którym nie tylko ilość snu spada, ale także jakość snu jest dramatycznie obniżana przez pracę zmianową, korzystanie z ekranów w nocy lub społeczny jet lag u nastolatków. Odkryty związek między aktywnością neuronów podczas snu REM a zachowaniami żywieniowymi może pomóc w opracowaniu nowych podejść terapeutycznych do leczenia zaburzeń odżywiania. Może mieć również znaczenie dla motywacji i uzależnień.
Jak utrata snu REM promuje apetyt na słodycze
Nie jest do końca jasne, w jaki sposób brak snu wpływa na obszary mózgu, które kontrolują apetyt na niezdrową żywność. Artykuł opublikowany w czasopiśmie eLifewykazał, że utrata snu REM prowadzi do zwiększonego spożycia niezdrowej żywności, w szczególności sacharozy i tłuszczu. Naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Integracyjnej Medycyny Snu (IIIS) na Uniwersytecie Tsukuba wykorzystali metodę indukowania utraty snu REM u myszy, a także technikę chemiczno-genetyczną do blokowania neuronów kory przedczołowej i zachowań, w których pośredniczą. W rezultacie naukowcy z IIIS odkryli, że zahamowanie tych neuronów odwróciło wpływ utraty snu REM na spożycie sacharozy, nie mając jednocześnie wpływu na spożycie tłuszczu.
Kora przedczołowa odgrywa rolę w ocenie smakowitości żywności na podstawie smaku, zapachu i tekstury. Co więcej, osoby otyłe mają tendencję do zwiększonej aktywności kory przedczołowej podczas spożywania wysokokalorycznych pokarmów. Wyniki sugerują, że przyśrodkowa kora przedczołowa może odgrywać bezpośrednią rolę w kontrolowaniu naszego apetytu na żywność o wysokiej zawartości sacharozy, gdy nie mieliśmy wystarczającej ilości snu.
