Nghiên cứu mới ở chuột xác định một loạt các tế bào thần kinh có thể tham gia vào việc thúc đẩy giấc ngủ. Những phát hiện này có thể sớm thay đổi thực hành điều trị để điều trị rối loạn giấc ngủ.
Mất ngủ ảnh hưởng đến khoảng 60 triệu người ở Hoa Kỳ mỗi năm. Nó liên quan đến một loạt các mối quan tâm về sức khỏe, đặc biệt là ở người cao tuổi, bao gồm suy giảm nhận thức và hội chứng chuyển hóa.
Như bất kỳ người nào đã có một đêm không ngủ sẽ biết, cố gắng “tự” ngủ trong một cơn mất ngủ không chỉ là vô ích, nhưng nó cũng có thể làm cho vấn đề còn tệ hơn nữa. Nhưng nếu có một “công tắc” trong não chúng ta có thể kích hoạt khi chúng ta muốn ngủ thì sao?
Một nghiên cứu mới có thể đã tìm thấy như một “chuyển đổi” trong một loại tế bào thần kinh. Sau khi khảo sát nghiên cứu hiện tại, các nhà khoa học thuộc Đại học Y khoa Johns Hopkins ở Baltimore, MD, nhận ra rằng trong khi một lượng đáng kể công việc đã được thực hiện trên các tế bào thần kinh thúc đẩy sự tỉnh táo, ít nghiên cứu tập trung vào các tế bào thần kinh thúc đẩy giấc ngủ.
Vì vậy, các nhà khoa học – đứng đầu là Seth Blackshaw, tiến sĩ khoa học thần kinh tại Trường Y khoa Đại học Johns Hopkins – đã đề ra để kiểm tra vai trò của các tế bào não thể hiện một gen gọi là “Lhx6”.
Lý do tại sao các nhà nghiên cứu quyết định kiểm tra gen đặc biệt này là nó đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành các tế bào thần kinh ức chế hoạt động của các tế bào thần kinh khác. Nghiên cứu trước đây do Giáo sư Blackshaw dẫn đầu đã quan sát vai trò của gen này ở chuột.
Ông giải thích động lực cho sự tập trung của nghiên cứu, nói rằng, “Chúng ta biết các tế bào ở các vùng khác của não sử dụng Lhx6 và rằng gen là rất quan trọng cho những khu vực này để phát triển đúng cách. Ví dụ, phá vỡ biểu hiện Lhx6 có thể gây ra nhiều bệnh, bệnh động kinh. “
Vì vậy, các nhà nghiên cứu tự hỏi, nếu các tế bào thần kinh thể hiện gen Lhx6 thúc đẩy giấc ngủ bằng cách “tắt” các tế bào thần kinh khác khiến chúng ta tỉnh táo?
Tác giả đầu tiên của nghiên cứu này là Kai Liu, một sinh viên tốt nghiệp thuộc Khoa Thần kinh học Solomon H. Snyder tại Trường Y khoa Đại học Johns Hopkins, và những phát hiện đã được đăng trên tạp chí
Các tế bào thần kinh biểu hiện Lhx6 gây ngủ
Liu và nhóm đã tạo ra một mô hình chuột trong đó họ sử dụng “các thụ thể thiết kế được kích hoạt bởi các loại thuốc thiết kế” để phân tích liệu việc kích hoạt các tế bào thần kinh biểu hiện Lhx6 sẽ thúc đẩy hoặc ức chế giấc ngủ.
Họ sử dụng thuốc clozapine N-oxide để kích hoạt các tế bào thần kinh biểu hiện Lhx6, cũng như protein Fos và các kỹ thuật dò tìm virus để nghiên cứu hành vi của các tế bào thần kinh này.
Liu và nhóm phát hiện ra rằng những con chuột ngủ nhiều hơn và dành nhiều thời gian hơn cho cả chuyển động mắt ngẫu nhiên (REM) và giấc ngủ không có REM trong 12 giờ sau khi họ nhận được thuốc kích thích thần kinh. Những hiệu ứng này ở mức cao nhất từ 2 đến 8 giờ sau khi nhận thuốc.
Nói chung, giấc ngủ non-REM bao gồm một giai đoạn ngủ sâu, yên tĩnh, trong khi giấc ngủ REM được coi là nhẹ hơn và giai đoạn giấc ngủ trong đó hầu hết giấc mơ của chúng ta xảy ra.
“Thực tế là những [neuron biểu hiện Lhx6] này thúc đẩy cả giấc ngủ không REM và REM phân biệt chúng với các tế bào điều hòa ngủ khác. Chúng biểu hiện một mục tiêu mới để điều trị một loạt các rối loạn giấc ngủ.”
Giáo sư Seth Blackshaw
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu quan sát thấy hoạt động này trong một khu vực não trong đó các tế bào thần kinh biểu hiện Lhx6 chưa được xác định trước đây: một vùng trong vùng dưới đồi gọi là zona incerta.
Giáo sư Blackshaw giải thích: “Vì vùng dưới đồi là một hệ thống cổ đại được bảo tồn khá tốt trong quá trình tiến hóa từ cá sang người, việc hiểu được di truyền và hóa học của nó ở chuột nên nâng cao kiến thức về những gì xảy ra trong não người.
Nghiên cứu trước đây đã xác định các tế bào thần kinh thúc đẩy sự tỉnh táo bằng cách tiết ra hypocretin, là một neuropeptide. Vì vậy, trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu cũng muốn xem liệu các nơron biểu hiện Lhx6 có ức chế các tế bào thần kinh tiết ra hypocretin hay không.
Bằng cách ngăn chặn hoạt động của hypocretin sử dụng thuốc thiết kế và kích hoạt các tế bào thần kinh biểu hiện Lhx6, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng những con chuột tiếp tục tăng giấc ngủ REM, nhưng không phải là giấc ngủ không phải REM.
“Điều này cho thấy Lhx6 ức chế không chỉ các tế bào sản xuất hypocretin, mà còn các loại tế bào thúc đẩy thức tỉnh khác”, Liu giải thích.
