Et af de store, uopløste mysterier i videnskaben er nøjagtigt hvorfor mennesker og andre dyr sover. Der er masser af hypoteser: det antages, at søvn er vigtig for at lade vores organer reparere sig selv og er nøglen til at udvikle minder. Men det er uklart, hvorfor den meget tiltrængte vedligeholdelse først sker, når vi er i en bevidstløs tilstand, hvilket gør os sårbare over for rovdyr. En måde at løse søvnforløbet på er at undersøge dens oprindelse, og en ny undersøgelse i tidsskriftet Nature, der involverer zebrafisk, afslører, at søvnmønstret fundet hos mennesker og mange andre dyr udviklede sig for mindst 450 millioner år siden.
Forskere byggede et specielt lysstofrør-mikroskop, der kunne forestille hele den lille fisk ned til enkeltceller. De har også genetisk manipulerede fisk, så deres muskler og neuroner vil lyse op i nærværelse af calcium, der frigives, når disse celler er aktive. De immobiliserede derefter sovende to uger gammel zebrafisk, som er gennemsigtig, i en agaropløsning. De var også i stand til at fange hjerterytmen, øjenbevægelsen, muskeltonen og andre data ved hjælp af et fluorescensbaseret søvnundersøgelsesapparat, de udviklede.
De fandt ud af, at fiskene gennemgik søvncyklusser, der ligner mennesker, inklusive perioder, holdet kaldte "langsom burst søvn" og "forplantende bølgesøvn." Mens de ikke udviste tilfældig øjenbevægelse (REM), som er allestedsnærværende hos pattedyr, var deres øjne rullede tilbage i deres sockets. Deres hjerne- og muskelsignaturer, samt hormoner, der regulerer søvn, var dog alle de, der findes hos pattedyr. ”De mister muskeltonus, deres hjerteslag falder, de reagerer ikke på stimuli - den eneste virkelige forskel er en mangel på hurtig øjenbevægelse under REM-søvn, ” siger seniorforfatter Philippe Mourrain fra Stanford University i en pressemeddelelse.
Undersøgelsen antyder, at det grundlæggende om søvn opstod før pattedyr og fisk divergerede fra en fælles fælles forfader, der bor i havet, 450 millioner år, ca. 150 millioner år tidligere end tidligere antaget. "Disse underskrifter [af søvn] har virkelig vigtige funktioner - selvom vi måske ikke ved, hvad de er - der har overlevet hundreder af millioner af år med evolution, " fortæller undersøgelsens første forfatter Louis Leung, en søvnforsker ved Stanford, Tina Hesman Saey på Science News .
”Vi forventede virkelig ikke at finde så mange ligheder med menneskelig og pattedyrsøvn, ” fortæller Mourrain til Kashmira Gander på Newsweek . ”At se, i et levende hvirveldyr, den komplekse koreografi af hjerne- og muskelaktivitet under vågne-søvn overgange og søvn var sjovt.”
Opdagelsen betyder, at forskere muligvis kan bruge den lille fisk - allerede en basis i videnskabslaboratoriet - til at undersøge søvnforstyrrelser og til at teste søvnlægemidler. I øjeblikket er mange studier afhængige af mus, som er natlige, for at undersøge søvn. Leung siger i pressemeddelelsen, at fisken måske er en bedre stand-in for mennesker. ”Fordi de neurale signaturer i fisken i det væsentlige er de samme som vores, kan vi bruge oplysninger om dem til at generere nye kundeemner til narkotikaforsøg, ” siger han. "Da zebrafisk er dagligt som mennesker, er det måske mere biologisk nøjagtigt at sammenligne fiskesøvn med mennesker for nogle aspekter."
Mens den nye teknologi, der bruges til at forestille sig den sovende fisk, bliver meget rost, rapporterer Jenny Howard på National Geographic, at ikke alle synes, at søvncyklusserne i fisken er analoge med pattedyr. For det første påpeger søvnforsker Jerry Siegel ved University of California, Los Angeles, at forskerne kiggede på meget unge fisk, og at søvnmønstre hos unge og voksne næsten er universelt forskellige i dyreriget.
”Man kan ikke bare sige, at søvn er søvn, ” siger han og påpeger, at blandt pattedyr er søvnmønstre utroligt varierede, idet nogle arter får tre timers lukning om dagen, og andre kører i 20 timer. Nogle dyr har REM-cyklusser, og andre gør det ikke.
Mourrain er imidlertid mere optimistisk med hensyn til den lille svømmeres anvendelse i søvnforskning, selvom zebrafiskens natlige rutiner ikke er nøjagtigt det samme som mennesker. ”Folk glemmer, at hvirveldyr er alle meget ens i deres kropsorganisation og organer, ” fortæller han Newswicks Gander. ”Vi deler ikke kun en rygrad, der beskytter vores rygmarv, resten af hjernen og neurokemi, så neuroner kan kommunikere er yderst bevaret.”
Han påpeger, at fiskene allerede bruges i masser af medicinsk forskning, herunder hjerte-kar-og kræftforskning, og mener, at denne undersøgelse viser, at de også kunne bruges i søvn- og neurovidenskabelige undersøgelser.
