Jedním z velkých, nevyřešených tajemství vědy je přesně to, proč lidé a jiná zvířata spí. Existuje spousta hypotéz: věří se, že spánek je důležitý pro to, aby se naše orgány samy opravily a je klíčem k rozvoji vzpomínek. Není však jasné, proč k tolik potřebné údržbě dojde až poté, co upadneme do bezvědomí, což nás činí náchylnými k predátorům. Jedním ze způsobů, jak vyřešit hádanku spánku, je prozkoumat její původ a nová studie v časopise Nature zahrnující zebrafish odhaluje, že způsob spánku nalezený u lidí a mnoha dalších zvířat se vyvinul nejméně před 450 miliony let.
Vědci postavili speciální fluorescenční mikroskop s tenkými listy, který dokázal celou malou rybu představit na jednotlivé buňky. Také geneticky upravili ryby, aby se jejich svaly a neurony rozsvítily v přítomnosti vápníku, který se uvolní, když jsou tyto buňky aktivní. Poté imobilizovali spící dvoutýdenní zebrafish, které jsou průhledné, v agarovém řešení. Byli také schopni zachytit srdeční frekvenci, pohyb očí, svalový tonus a další data pomocí přístroje na studium spánku založeného na fluorescenci.
Zjistili, že ryby procházely spánkovými cykly podobnými lidem, včetně období, kdy tým daboval „pomalý burstový spánek“ a „šířící se vlnový spánek“. Zatímco nevykazovali náhodný pohyb očí (REM), který je u savců všudypřítomný, jejich oči vrátili se zpět do svých zásuvek. Jejich podpisy mozku a svalů, jakož i hormony regulující spánek však byly podobné těm, které se vyskytují u savců. "Ztrácí svalový tonus, jejich tlukot srdce, nereagují na podněty - jediným skutečným rozdílem je nedostatek rychlého pohybu očí během spánku REM, " uvádí v tiskové zprávě starší autor Philippe Mourrain ze Stanfordské univerzity.
Studie naznačuje, že základy spánku se objevily dříve, než se savci a ryby odklonili od obyčejného předka obydlí oceánu o 450 milionů let, což je asi o 150 milionů let dříve, než se původně předpokládalo. "Tyto podpisy [spánku] skutečně mají důležité funkce - i když možná nevíme, jaké jsou - které přežily stovky milionů let evoluce, " říká Tina Hesman první autor studie Louis Leung, výzkumník spánku ve Stanfordu. Saey na Science News .
"Opravdu jsme neočekávali, že najdeme tolik podobností s lidským a savčím spánkem, " říká Mourrain pro Kašmír Gander v Newsweeku . "U živých obratlovců bylo vidět, že komplexní choreografie mozkové a svalové aktivity během přechodu ze spánku a spánku probouzí mysl."
Zjištění znamená, že vědci budou moci využít malé ryby - již ve vědeckých laboratořích - k zkoumání poruch spánku a testování spánkových drog. V současné době se mnoho studií spoléhá na myši, které jsou noční, aby prozkoumaly spánek. Leung v tiskové zprávě uvádí, že ryba může být pro lidi lepší zástavou. "Protože jsou neurální podpisy ryb v podstatě stejné jako naše, můžeme o nich použít informace, abychom vytvořili nové potenciály pro drogové pokusy, " říká. "Protože zebrafish jsou každodenní jako lidé, je snad biologicky přesnější porovnat spánek ryb s lidmi 'pro některé aspekty."
Zatímco nová technologie používaná k zobrazení spících ryb je široce oceňována, Jenny Howard v National Geographic uvádí, že ne každý si myslí, že spánkové cykly v rybách jsou analogické savcům. Jednu věc, vědec spánku Jerry Siegel z University of California v Los Angeles, poukazuje na to, že vědci se dívali na velmi mladé ryby a že spánkové vzorce u mladistvých a dospělých se téměř téměř liší v království zvířat.
"Nemůžete jen říci, že spánek je spánek, " říká a zdůrazňuje, že u savců jsou spánkové vzorce neuvěřitelně rozmanité, protože některé druhy dostávají tři hodiny zavřeného oka denně a jiné ubíhají 20 hodin. Některá zvířata mají cykly REM a jiná ne.
Mourrain je však optimističtější, pokud jde o použití malého plavce ve výzkumu spánku, i když noční rutiny zebrafish nejsou úplně stejné jako lidé. "Lidé zapomínají, že obratlovci jsou ve své tělesné organizaci a orgánech velmi podobní, " říká Gander z Newsweek . "Nesdílíme jen páteř chránící naši míchu, zbytek mozku a neurochemie umožňující neuronům komunikovat je extrémně konzervovaný."
Poukazuje na to, že ryby jsou již používány v mnoha lékařských výzkumech, včetně výzkumu kardiovaskulárních a rakovinných chorob, a věří, že tato studie ukazuje, že by mohly být použity také ve studiích spánku a neurověd.
