Najnowsze badania naukowców z ETH Zurich ujawniają zaskakującą prawdę o tym, co robią oczy w czasie snu. Okazuje się, że źrenice nie pozostają nieruchome, lecz nieustannie zmieniają swój rozmiar, co odzwierciedla aktywność mózgu. To przełomowe odkrycie może pomóc w diagnozowaniu zaburzeń snu i chorób neurologicznych. Może także zmienić nasze rozumienie tego, jak działa mózg podczas odpoczynku.
Źrenice w ruchu – nieznany dotąd fenomen
Choć podczas snu nasze oczy są zamknięte, pod powiekami zachodzą intensywne procesy. Zespół badaczy z Laboratorium Neuronalnej Kontroli Ruchu na ETH Zurich, kierowany przez Caroline Lustenberger, Sarę Meissner i Nicole Wenderoth, odkrył, że źrenice śpiących osób nie są statyczne – ich rozmiar dynamicznie się zmienia, zarówno w krótkich, kilkusekundowych interwałach, jak i w dłuższych okresach trwających kilka minut.
„Dynamika ta odzwierciedla poziom pobudzenia mózgu w obszarach odpowiedzialnych za regulację cyklu snu i czuwania” – wyjaśnia Caroline Lustenberger. „Nasze odkrycie obala dotychczasowe przekonanie, że w trakcie snu poziom aktywacji mózgu jest niski.”
Badania potwierdziły wcześniejsze obserwacje prowadzone na gryzoniach, które wykazały powolne fluktuacje poziomu aktywacji mózgu. Wyniki zespołu ETH Zurich pojawiły się w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications.
Oczy w czasie snu – przełomowa metoda badawcza
Dotychczasowe metody analizy aktywności mózgu podczas snu były skomplikowane technicznie. Wymagały zaawansowanych narzędzi neurologicznych. Zespół badaczy z ETH Zurich opracował innowacyjną metodę, która pozwoliła na bezpośrednią obserwację źrenic w trakcie snu.
Aby zrealizować to zadanie, naukowcy zastosowali specjalną technikę klejenia powiek oraz przezroczyste plastry, które umożliwiły utrzymanie oczu uczestników badań w pozycji otwartej przez kilka godzin.
„Początkowo obawialiśmy się, że badani nie będą w stanie zasnąć z otwartymi oczami. Jednak w ciemnym pomieszczeniu większość z nich po prostu zapominała, że ich oczy są otwarte, i normalnie zasypiała” – tłumaczy główny autor badania, Manuel Carro Domínguez.
Po przeanalizowaniu zebranych danych naukowcy doszli do wniosku, że zmiany rozmiaru źrenic wiążą się z różnymi fazami snu, ale także z konkretnymi wzorcami aktywności mózgowej. Odkryto ich związek z tzw. wrzecionami snu oraz falami głębokiego snu – strukturami kluczowymi dla konsolidacji pamięci oraz stabilności snu.
Co więcej, naukowcy zauważyli, że mózg reaguje na bodźce dźwiękowe z różnym natężeniem w zależności od poziomu aktywacji, a te zmiany można zaobserwować właśnie poprzez analizę źrenic.
Locus coeruleus – klucz do zrozumienia mechanizmów snu?
Jednym z głównych podejrzanych w mechanizmie zmian źrenic jest locus coeruleus. To niewielka, lecz niezwykle istotna struktura w pniu mózgu, która odgrywa kluczową rolę w regulacji poziomu pobudzenia. W badaniach na zwierzętach wykazano, że odpowiada za kontrolę faz snu i czuwania. Wpływa także na procesy związane z reakcjami stresowymi i przetwarzaniem informacji.
Naukowcy z ETH Zurich nie byli jeszcze w stanie jednoznacznie stwierdzić, czy locus coeruleus bezpośrednio odpowiada za zmiany źrenic podczas snu. Zaobserwowali jednak ścisłą korelację między aktywnością tego obszaru a fluktuacjami rozmiaru źrenic i aktywnością serca.
W kolejnym etapie badań zespół zamierza przeprowadzić eksperymenty z użyciem substancji farmakologicznych, które wpływają na aktywność locus coeruleus. Naukowcy chcą sprawdzić, jak manipulacja tym regionem mózgu wpłynie na dynamikę źrenic oraz jakie konsekwencje będzie miała dla jakości snu.
Oczy w czasie snu i źrenice jako nowe narzędzie diagnostyczne?
Odkrycie naukowców z ETH Zurich może mieć ogromne znaczenie dla diagnostyki i leczenia zaburzeń snu oraz innych chorób neurologicznych. Badacze planują sprawdzić, czy zmiany w dynamice źrenic mogą być wskaźnikiem dysfunkcji układu pobudzenia, które występują m.in. w bezsenności, zespole stresu pourazowego (PTSD) czy chorobie Alzheimera.
„To na razie tylko hipotezy, które zamierzamy potwierdzić w kolejnych badaniach” – zaznacza Caroline Lustenberger.
Jednym z celów zespołu jest także opracowanie technologii, która pozwoliłaby na monitorowanie dynamiki źrenic poza laboratoriami snu. Potencjalne zastosowania obejmują diagnostykę medyczną w szpitalach, gdzie analiza ruchów źrenic mogłaby pomóc w ocenie stanu pacjentów w śpiączce lub w bardziej precyzyjnym rozpoznawaniu zaburzeń snu.
Nowe odkrycie rzuca światło na nieznane dotąd aspekty funkcjonowania mózgu podczas snu. Otwiera także nowe możliwości dla medycyny snu oraz neuronauki. Możliwe, że w przyszłości analiza źrenic stanie się standardowym narzędziem w diagnozowaniu i leczeniu wielu schorzeń. Okazuje się, że oczy – nawet podczas snu – mogą stać się kluczem do zrozumienia tajemnic naszego umysłu.
Źródło: https://scitechdaily.com/the-startling-truth-about-what-happens-to-your-eyes-while-you-sleep
