De neurones les habitudes de sommeil ont émergé au moins 450 millions d’années

Des chercheurs de la Stanford University School of Medicine ont découvert que les neurones de signatures dans le sommeil de poisson zèbre sont analogues à ceux des humains, ce qui suggère que l’activité du cerveau évolué au moins 450 millions d’années, avant que les créatures rampé hors de l’océan.



Les scientifiques savent depuis plus de 100 ans que le poisson entrez un sleeplike de l’état, mais jusqu’à présent, ils ne savaient pas si leur sommeil ressemblait à celle des animaux terrestres.


Les chercheurs ont constaté que lorsque le poisson-zèbre de sommeil, ils peuvent afficher deux états qui sont semblables à ceux trouvés chez les mammifères, les reptiles et les oiseaux: le sommeil lent et paradoxal, ou des mouvements oculaires rapides, sommeil. La découverte marque la première fois que ces patterns du cerveau ont été enregistrées dans les poissons.


“Cela déplace l’évolution de neurones signatures de sommeil de retour quelques années,” a dit le chercheur postdoctoral Louis Leung, PhD.


Un article décrivant la recherche sera publiée le 10 juillet dans la Nature. Philippe Mourrain, PhD, professeur agrégé de psychiatrie et de sciences comportementales, est l’auteur principal. Leung est l’auteur principal.


Pour étudier le poisson-zèbre, aquarium commun habitants aussi connu comme danios, les chercheurs ont construit un laboratoire de la lumière fluorescente-feuille microscope capable de plein de poissons imagerie du corps avec une seule cellule de résolution. Ils ont enregistré l’activité cérébrale tandis que les poissons dormi dans une gélose qui immobilisé eux. Ils ont également observé la fréquence cardiaque, le mouvement des yeux et du tonus musculaire du sommeil des poissons à l’aide d’une base de fluorescence de la polysomnographie qu’ils ont développé.


Ils ont appelé les états de veille, ils ont observé “slow-l’éclatement de sommeil”, qui est analogue au sommeil à ondes lentes, et de “propagation de l’onde de sommeil”, analogue au sommeil PARADOXAL. Si les poissons ne bougent pas leurs yeux pendant le sommeil PARADOXAL, le cerveau et les muscles signatures sont semblables. (Les poissons ne ferment pas leurs yeux quand ils dorment, qu’ils n’ont pas de paupières.)


Dormir comme le poisson


Les chercheurs ont trouvé une autre similitude entre les poissons et le sommeil de l’homme. Par des organismes génétiquement perturbant la fonction de la mélanine de l’hormone de concentration, un peptide qui régit le cycle veille-sommeil, et l’observation des neurones expressions comme le poisson dormi, les chercheurs ont déterminé que l’hormone de signalisation régule le poisson de la propagation des ondes de dormir comme il régule le sommeil PARADOXAL chez les mammifères.


D’autres aspects de leur état de veille sont similaires à ceux des vertébrés terrestres, Mourrain dit: Les poissons restent encore, leurs muscles se détendre, leurs cardio-respiratoire rythmes ralentir et ils ne réagissent quand ils sont approchés.


“Ils perdent tonus musculaire, de leur rythme cardiaque gouttes, ils ne répondent pas aux stimuli-la seule vraie différence est l’absence de mouvement rapide des yeux durant le sommeil REM,” Mourrain dit, mais il a ajouté, “Le mouvement rapide des yeux n’est pas un bon critère de cet état, et nous préférons l’appeler le sommeil paradoxal, le cerveau semble éveillé pendant qu’on est endormi.”


Bien que les scientifiques ne peuvent pas dire avec certitude que tous les animaux de sommeil, il semble être un besoin universel chez les vertébrés et les invertébrés. Les animaux meurent s’ils sont privés de sommeil assez longtemps, et les gens qui ne reçoivent pas suffisamment de sommeil souffrent de problèmes de santé mentale tels que des troubles de mémoire et une altération du jugement, avec un risque plus élevé de troubles tels que l’obésité et l’hypertension artérielle.


L’intérêt de sommeil sont encore un mystère, cependant. “C’est une fonction essentielle,” Mourrain dit, “mais nous ne savons pas précisément ce qu’il fait.”


Il a ajouté que les troubles du sommeil sont liés à la plupart des troubles neurologiques comme les troubles du spectre autistique, le syndrome du X Fragile, et la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. “Les troubles du sommeil sont un facteur d’aggravation de ces troubles,” Mourrain dit. Il est essentiel d’élaborer ce modèle animal pour l’étude du sommeil fonctions au niveau cellulaire, y compris la connectivité neuronale et la réparation de l’ADN, et à son tour de comprendre les conséquences physiopathologiques de perturbations du sommeil, at-il ajouté.


La découverte signifie dormir la recherche peut être effectuée sur le poisson zèbre, qui sont faciles à étudier, en partie parce qu’ils sont transparents. Ils se reproduisent rapidement, sont peu coûteux à soigner et sont un peu plus de un pouce de long. Tests de dépistage de drogue ne nécessite que l’ajout de produits chimiques dans l’eau.


“Parce que le poisson de neurones signatures sont, en substance, la même que la nôtre, nous pouvons utiliser les informations relatives à générer de nouveaux leads pour les essais de médicaments,” Leung a dit. Il a ajouté que les souris, souvent un stand-in pour la recherche sur l’homme, sont des animaux nocturnes et un moins de modèle pertinent pour notre sommeil.


“Que le poisson-zèbre sont diurnes comme les humains, c’est peut-être biologiquement plus précis pour comparer les poissons de dormir avec les humains” pour certains aspects,” Leung a dit.


Des chercheurs de l’Institut National de la Génétique dans la Mishima, Japon, a également contribué à l’étude.


Le travail a été financé par les Instituts Nationaux de la Santé (subvention JP18H04988), l’Institut National des Troubles Neurologiques et des maladies, l’Institut National du Diabète et des Maladies Digestives et Rénales, l’Institut National de la Santé Mentale, l’Institut National sur l’Abus de Drogues, l’Institut National sur le Vieillissement, le Projet National de Bioressources, la Defense Advanced Research projects Agency, la National Science Foundation, le Wiegers Fonds de la Famille, l’AE de la Fondation, le Tarlton Fondation, la Fondation Gatsby, le Tashia et Jean Morgridge Fonds, la Stanford School of Medicine Doyen de la Fraternité, le Vif-l’Accent de la Fondation, la Fondation Simons et John Merck Fonds.


Stanford Département de Psychiatrie et de Sciences Comportementales également soutenu le travail.