Les scientifiques utilisent la lumière pour induire le sommeil paradoxal

Bien que nous sachions que les mouvements oculaires rapides (ou REM) sont essentiels au sommeil réparateur, nous ne savons pas grand-chose de ce qui les contrôle. Maintenant, les chercheurs - utilisant une nouvelle technologie appelée optogénétique - ont découvert qu'ils pouvaient déclencher des épisodes de REM chez les souris en faisant directement passer une lumière sur des cellules cérébrales ou des neurones sélectionnés.
En utilisant la lumière pour déclencher des protéines sensibles à la lumière dans des cellules cérébrales spécifiques, les chercheurs ont déclenché des épisodes de sommeil paradoxal chez des souris.

L’équipe - y compris des membres du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de la Harvard Medical School, tous deux au Massachusetts, rapportent leur travail dans le Actes de l'Académie nationale des sciences.

Dans leur rapport d'étude, les chercheurs expliquent que nous savons déjà que le tronc cérébral contient des cellules cholinergiques ou des neurones impliqués dans le contrôle du REM. Mais - parce que cette région du cerveau contient également beaucoup d'autres types de cellules - il n'est pas facile de démêler le rôle unique des neurones cholinergiques.

L'auteur principal, la Dre Christa Van Dort, du Département des sciences du cerveau et des sciences cognitives du MIT, explique que des études antérieures ont suggéré que les neurones cholinergiques du tronc cérébral sont actifs lorsque de ces cellules spécifiques était responsable de la transition vers le sommeil paradoxal. "

Ainsi, dans leur étude, l'équipe a cherché à déterminer si les neurones cholinergiques pouvaient induire un sommeil paradoxal. Ils ont utilisé une nouvelle technologie radicale appelée optogénétique qui aide les scientifiques à comprendre le câblage du cerveau en contrôlant l'activité des cellules du cerveau avec la lumière.

L'activation des neurones cholinergiques augmente le nombre d'épisodes de sommeil paradoxal

En optogénétique, les neurones réagissent à la lumière par l'insertion d'une protéine présente dans les algues. Dans la nature, la protéine répond à certaines longueurs d'onde de la lumière, permettant aux algues de se déplacer.

En 2005, des chercheurs de l'Université de Stanford ont découvert que si vous insériez la protéine dans certains types de cellules cérébrales, vous pourrez alors les éclairer et les activer, en contrôlant essentiellement l'activité cérébrale au niveau des cellules individuelles.

Pour leur étude, le Dr Van Dort et ses collègues ont utilisé des souris où la protéine photosensible avait été insérée dans leurs neurones cholinergiques. Les neurones pourraient être activés via un dispositif à fibre optique monté sur les têtes des souris.

Ils ont constaté que s'ils activaient les neurones cholinergiques sensibilisés à la lumière pendant le sommeil non-REM, cela augmentait le nombre, mais pas la durée, des épisodes de sommeil paradoxal chez les souris. Une analyse plus poussée a montré que les épisodes REM induits étaient très proches des épisodes REM naturels.

L'équipe étudie actuellement comment le système cérébral cholinergique se lie aux systèmes cérébraux déjà connus pour leur rôle dans le sommeil paradoxal. Et ils développent et testent également des moyens de produire un meilleur sommeil non-REM.

L'objectif est d'améliorer les moyens de concevoir un sommeil naturel

L'étude est importante car elle fournit de nouveaux indices sur la façon dont le sommeil paradoxal est contrôlé - une étape vers la compréhension de la conception du sommeil naturel chez l'homme.

Obtenir le bon type de sommeil et suffisamment de sommeil est important pour aider le cerveau à récupérer et à se rétablir. Cela nous aide également à traiter les mémoires, à recharger le système immunitaire et à maintenir d'autres fonctions corporelles.

Selon Emery Brown, auteur principal de l’étude et professeur d’ingénierie médicale Edward Hood Taplin au MIT, les différentes étapes du sommeil sont bénéfiques pour différentes choses.

Des études chez l'animal montrent que l'apprentissage se produit pendant le sommeil paradoxal, tandis que le sommeil à ondes lentes - connu sous le nom d'étape non REM - est important pour nous sentir reposé et reposé.

Jusqu'à présent, les médicaments n'ont pas été en mesure de reproduire les avantages du sommeil naturel - où les états REM et non REM alternent toutes les 90 minutes, explique le professeur Brown: «Ils créent de la sédation. vos mécanismes de sommeil naturels à prendre en charge. "

Le but ultime de l'équipe est de trouver de meilleurs moyens de créer un sommeil naturel. Pour ce faire, ils ont l'intention de créer et d'étudier les différentes étapes du sommeil séparément puis ensemble.

Nouvelles médicales aujourd'hui ont récemment fait état d'une autre étude sur l'optogénétique où les chercheurs ont trouvé un moyen de lire et d'écrire des signaux cérébraux en utilisant des flashs de lumière.

Dans cette étude, des chercheurs de l'University College London au Royaume-Uni ont montré qu'ils pouvaient utiliser la lumière pour déclencher une activité dans des cellules cérébrales sélectionnées et amener les cellules individuelles à émettre une couleur unique lorsqu'elles étaient actives. Ainsi, efficacement, ils pourraient sélectionner les cellules cérébrales selon différents modèles et mesurer la réponse du circuit choisi.

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