Tarptautiniai tyrimai parodė, kad šis modelis, susijęs su poilsio ciklais, gali turėti bendrą evoliucinę kilmę, siekiančią šimtus milijonų metų.
Tarptautinė mokslininkų komanda nustatė, kad smegenų ritmas infralento yra septynių rūšių driežų, taip pat paukščių, graužikų ir žmonių. Šis neseniai paskelbtas atradimas rodo, kad šis modelis gali turėti bendrą evoliucinę kilmę, siekiančią beveik 300 milijonų metų. Šis atradimas atveria naujas perspektyvas miego evoliucijos istorijai ir mechanizmams, kurie jį reguliuoja stuburiniuose.
Tyrimą atliko specialistai iš Liono neuromokslų tyrimų centro, PSL universiteto, McGill universiteto ir Jean-Monnet Saint-Etienne universiteto kartu su tarptautiniais bendradarbiais iš įvairių institucijų.
Neurologas Paul-Antoine Libourel, pagrindinis autorius ir Montpeljė funkcinės ir evoliucinės ekologijos centro narys, paaiškino, kad komandos tikslas buvo suprasti, kaip evoliucionavo miego būsenos, ir nustatyti, ar infralow smegenų ritmas atsirado ankstyvuosiuose stuburinių evoliucijos etapuose.
Norėdami atlikti tyrimą, mokslininkai implantuodavo elektrodus į kelių rūšių roplių ir kitų gyvūnų smegenis. Be to, bendradarbiaudami su Liono nanotechnologijų institutu, jie sukūrė miniatiūrinį biologinį įrašymo įrenginį, galintį fiksuoti mažų gyvūnų fiziologinę informaciją. Šis prietaisas, kurį remia startuolis „Manitty“, jau buvo naudojamas smegenų veiklai, akių judesiams, širdies ritmui, kvėpavimui ir raumenų tonusui stebėti tiek natūralioje, tiek laboratorinėje aplinkoje, įvairioms rūšims, nuo pingvinų iki žmonių.
Tokios technologijos kūrimas buvo labai svarbus siekiant gauti tikslius ir palyginamus duomenis apie labai skirtingas gyvūnų grupes.
Paul-Antoine Libourel, kalbėdamas: „Šis ritmas apima ne tik smegenų veiklą, bet ir fiziologinius procesus bei periferinę vaskuliarizaciją, o tai rodo, kad tai yra globalus ritmas, apimantis visą organizmą.“
Norėdama giliau suprasti šį reiškinį, komanda naudojo funkcines ultragarso technologijas, kad išmatuotų kraujagyslių veiklą ir sustiprintų hipotezę apie sisteminio mechanizmo, išlikusio visose rūšyse, egzistavimą. Įrodymai rodo, kad fiziologiniai procesai, susiję su infralow ritmu, nėra būdingi vienai rūšiai, bet yra būdingi įvairioms stuburinių rūšims.
Iki šiol buvo manoma, kad infralow smegenų ritmas yra būdingas tik žinduoliams ne greitojo akių judėjimo (NREM) miego metu. Tačiau jo nustatymas ropliuose ir paukščiuose rodo, kad šis modelis gali turėti dar senesnes evoliucines šaknis, nei buvo manoma anksčiau.
Ataskaitoje pabrėžiama, kad šis ritmas pasireiškia tiek šaltakraujams, tiek šiltakraujams gyvūnams, o tai rodo, kad egzistuoja fiziologiniai procesai, apimantys didelius atstumus evoliucijos medyje.
Kalbant apie hipotetines šio ritmo funkcijas, mokslininkų komanda mini galimą metabolinių atliekų pašalinimą per smegenų skysčio srautą, procesą, kuris yra užfiksuotas žinduolių atveju.
Be to, daroma prielaida, kad infralow ritmas gali palengvinti aplinkos stebėjimą miego metu, leidžiant gyvūnams kaitalioti gilaus poilsio fazes ir budrumo momentus, esant plėšrūnams. Ši gebėjimas kaitalioti poilsį ir budrumą galėjo būti esminis daugelio rūšių išlikimui per visą evoliuciją.
Tyrime taip pat buvo nagrinėjami REM (greitas akių judėjimas) miego ir NREM (negreitas akių judėjimas) miego skirtumai tarp analizuotų gyvūnų grupių. „Platesnė mūsų išvadų reikšmė yra ta, kad jei šis ritmas atspindi procesą, susijusį su NREM miego faze žinduoliams, ropliai gali neparodyti REM/NREM miego fazių, kaip tai pasireiškia žinduoliams“, – sakė Libourel.
Nors žmonėms REM miegas siejamas su sapnais, roplių miego būsenos organizavimas, atrodo, reaguoja į skirtingą fiziologinę dinamiką, nors abiem klasėms būdingas infralow smegenų ritmas.
Tyrimas ne tik paaiškina miego kilmę, bet ir kelia naujų klausimų apie jo evoliuciją ir įvairovę tarp stuburinių. Mokslininkų grupė planuoja toliau analizuoti šią evoliuciją ir jos pagrindinius mechanizmus.
Kituose eksperimentuose jie ketina registruoti varliagyvių ir žuvų smegenų veiklą, kad nustatytų, ar šis infralow ritmas yra dar labiau paplitęs gyvūnų karalystėje. Iššūkis bus nustatyti, kokiu mastu šie fiziologiniai procesai vyksta rūšyse, kurios evoliucijos skalėje yra toli viena nuo kitos.
Pasak Libourel, šio smegenų ritmo pobūdžio ir funkcijos supratimas bus labai svarbus norint nustatyti, ar procesai, stebimi žinduoliams, taip pat pasitaiko kitose stuburinių grupėse. Ši tyrimų kryptis yra pagrindinis komandos ateities projektų akcentas.
Bendrų miego neurobiologijos modelių paieška žada pateikti atsakymus apie pagrindinių funkcijų, būdingų tokiems skirtingiems gyvūnams kaip driežai, paukščiai ir žmonės, evoliuciją.
