Onderbroken slaap Verstoort geheugen

Met behulp van nieuwe technologie om de continuïteit van de slaap in muizen te verstoren zonder andere variabelen te veranderen, hebben wetenschappers geconcludeerd dat onderbroken slaap het geheugen schaadt. Schrijven in de vroege uitgave van 25 juli 2011 Proceedings van de National Academy of Sciences, beschrijven onderzoekers van de Universtiy van Stanford in de VS hoe ze optogenetica gebruikten om zich op specifieke neuronen te richten en ontdekten dat een minimale hoeveelheid continue slaap cruciaal is voor geheugenconsolidatie.
Mensen met bepaalde neurologische en psychiatrische aandoeningen die de slaapcontinuïteit beïnvloeden zonder de totale slaap- of slaapkwaliteit te beïnvloeden, hebben vaak geheugenproblemen. Deze voorwaarden omvatten slaapapneu, waarbij de persoon stopt met ademen en honderden 'micro-arousals' per nacht kan ervaren, en alcoholisme.
Hoewel wetenschappers al een tijdje vermoedden dat slaapcontinuïteit belangrijk is voor het geheugen, was het niet eenvoudig om dit te onderzoeken, omdat de technologie die de continuïteit van de slaap manipuleert zonder andere variabelen zoals kwaliteit en totale duur te beïnvloeden, tot voor kort niet beschikbaar was.
Zelfs wanneer je een laboratorium knaagdier probeert te wekken met "zachte bediening", kan het stressniveaus verhogen, waardoor het onmogelijk is om te meten of de uitkomst te wijten is aan slaaponderbreking of verhoogde stress.
Mede-leider van het onderzoek, dr. Luis de Lecea, universitair hoofddocent psychiatrie en gedragswetenschappen, die momenteel onderzoek doet naar de neurale circuits die ten grondslag liggen aan wakker zijn, legde de pers uit:
"Knaagdieren zijn erg gevoelig voor fysieke opwekkingen. Als je een dier wakker maakt, zal het een tijdje duren en zal het stress ervaren."
De uitdaging was dus om een ??technologie te bedenken die gedurende korte perioden tijdens de slaap sleutelcircuits in de hersenen opwekt zonder de intensiteit en de duur te beïnvloeden en stress te veroorzaken.
Optogenetics gebruikt licht om cellen te controleren die genetisch zijn gemanipuleerd om te reageren op lichtpulsen. Het is een nieuw interdisciplinair veld dat optica en genetica combineert om afzonderlijke gebeurtenissen in specifieke cellen in levend weefsel te manipuleren met milliseconde timing om binnen vergelijkbare tijdschalen te werken als biologische doelwitprocessen.
De Lecea beschrijft de methode als "een zeer fijne, zeer subtiele manier van slaapfragmentatie".
Hij en zijn collega's schrijven in hun krant:
"We hebben optogenetisch getargete hypocretine / orexine neuronen, die een sleutelrol spelen in opwindingsprocessen.We gebruikten optogenetica om deze neuronen met verschillende tussenpozen te activeren in muizen die zich gedroegen en konden de slaap fragmenteren zonder de totale hoeveelheid of intensiteit ervan te beïnvloeden."
Hypocretine / orexine-neuronen zijn belangrijk voor het schakelen van hersencircuits tussen slaap- en waaktoestanden.
Na het ondergaan van slaapmanipulatie voltooiden de behandelde muizen een taak waarbij ze twee voorwerpen tegenkwamen. Eén object was nieuw voor hen en het andere was er een die ze eerder hadden ontmoet. Knaagdieren brengen meer tijd door met een nieuw object dan een object dat ze al zijn tegengekomen.
De behandelde muizen deden er net zo lang over om het 'vertrouwde' object als het nieuwe object te verkennen, waarbij bleek dat hun geheugen was aangetast. Controlemuizen die geen slaapmanipulatie ondergingen, besteedden echter meer tijd aan het verkennen van het nieuwe object.
Na het experimenteren met verschillende hoeveelheden slaaponderbreking concludeerden de onderzoekers dat "het geheugen niet werd beïnvloed als de gemiddelde duur van de slaapepisoden werd gehandhaafd op 62 - 73% van de normale waarde".
Dr. H. Craig Heller, co-leider van de studie en hoogleraar biologie aan Stanford, zei dat de bevindingen "wijzen op een specifiek kenmerk van slaap - continuïteit - als essentieel voor het geheugen".
Hoewel de auteurs niet hebben vastgesteld hoeveel mensen zonder onderbreking slapen, moeten ze geheugenstoornissen voorkomen, maar toch suggereren ze dat geheugenproblemen bij mensen die apneu en andere slaapstoornissen ervaren waarschijnlijk verband houden met verstoring van de continuïteit van de slaap die deze aandoeningen veroorzaken.
Dr. Asya Rolls, eerste auteur en postdoctoraal wetenschapper aan Stanford, zei dat deze studie "slechts de eerste stap is om naar één aspect van de slaap te kijken". Met haar collega's is ze nu van plan andere slaapmechanismen te bestuderen die van invloed zijn op het geheugen.
De onderzoekers verwachten dat meer studies binnenkort met optogenetics de slaap zullen onderzoeken. Op dit moment kan de methode niet bij mensen worden gebruikt omdat deze op genetische manipulatie is gebaseerd om de doelwitcellen te maken.
Fondsen van het National Institute of Mental Health, Klarman Family Foundation en Stanford's Department of Psychiatry and Behavioral Sciences droegen bij aan de financiering van het onderzoek.
"Optogenetische verstoring van de slaapcontinuïteit belemmert geheugenconsolidatie."
Asya Rolls, Damien Colas, Antoine Adamantidis, Matt Carter, Tope Lanre-Amos, H. Craig Heller en Luis de Lecea.
PNAS, Gepubliceerd online vóór print 25 juli 2011, doi: 10.1073 / pnas.1015633108
Link naar abstract.
Aanvullende bronnen: Stanford School of Medicine, Optogenetics Resource Center.
Geschreven door: Catharine Paddock, PhD

Gastric Bypass Surgery corrigeert zowel genen als krimpende taille

Roux-en-Y maag-bypass-operatie verlaagt niet alleen de taille, maar resulteert ook in veranderingen in de genexpressie, onderzoekers van het Karolinska Institute, Stockholm, Zweden en de Universiteit van Kopenhagen, Denemarken, gerapporteerd in het tijdschrift Cell Reports. Professor Juleen Zierath en team legden uit dat een maagomleiding, die vaak wordt uitgevoerd bij patiënten met obesitas, hun lichaamsgewicht in korte tijd aanzienlijk kan verminderen.

(Health)

De ouder wordende hersenen profiteren van persistente zintuiglijke ervaring

Wetenschappers geloven al tientallen jaren dat de meeste bedrading van de hersenen is vastgesteld op het moment dat een persoon de adolescentie heeft bereikt. Nu onthult een nieuwe studie gepubliceerd in Neuron dat zelfs in de volwassenheid veranderingen in sensorische ervaringen enorme herbedrading van de hersenen kunnen veroorzaken. Onderzoekers van het Max Planck Florida Institute (MPFI) en New York's Columbia University hebben ontdekt dat de herbedrading vezels omvat die een primaire input leveren aan de hersenschors, die betrokken is bij cognitie, sensorische waarneming en motorische controle.

(Health)