Yksi tieteen suurimmista ratkaisemattomista mysteereistä on juuri miksi ihmiset ja muut eläimet nukkuvat. Hypoteeseja on paljon: uskotaan, että uni on tärkeä, jotta elimistömme voivat korjautua, ja se on avain muistojen kehittämisessä. Mutta on epäselvää, miksi niin kaivattu ylläpito tapahtuu vasta sen jälkeen, kun olemme joutuneet tajuttomaan tilaan, jolloin olemme alttiita saalistajille. Yksi tapa ratkaista unen arvoitus on tutkia sen alkuperää, ja uusi tutkimus Nature- lehdessä, joka sisältää seeprakalaa, paljasti, että ihmisissä ja monissa muissa eläimissä havaittu unelma kehittyi ainakin 450 miljoonaa vuotta sitten.
Tutkijat rakensivat erityisen loisteputken mikroskoopin, joka pystyi kuvaamaan pienet kalat yksittäisiksi soluiksi. He myös geneettisesti muokattuja kaloja, jotta niiden lihakset ja hermostovalot syttyisivät kalsiumin läsnäollessa, joka vapautuu näiden solujen ollessa aktiivisia. Sitten he immobilisoivat nukkuvien kahden viikon ikäisten seeprakalan, joka on läpinäkyvää, agariliuoksessa. He pystyivät kaappaamaan myös sykettä, silmien liikettä, lihaksen sävyä ja muuta tietoa kehittämälläsi fluoresenssipohjaisella unentutkimuslaitteella.
He havaitsivat, että kalat kävivät läpi ihmisten kaltaisten unisyklien, mukaan lukien ajanjaksot, joita joukkue nimitti ”hitaaksi puhjenneksi nukkuaksi” ja “levittäväksi aaltouniksi”. Vaikka niillä ei ollut satunnaista silmäliikettä (REM), mikä on kaikkialla maailmassa nisäkkäillä, heidän silmänsä kääntyivät takaisin pistorasioihinsa. Niiden aivot ja lihakset allekirjoittivat kuitenkin sekä nukkumista säätelevät hormonit olivat kaikki samanlaisia kuin nisäkkäissä. "He menettävät lihassävyn, sydämen syke laskee, eivät reagoi ärsykkeisiin - ainoa todellinen ero on nopeiden silmäliikkeiden puute REM-unen aikana", Stanfordin yliopiston vanhempi kirjailija Philippe Mourrain sanoo lehdistötiedotteessa.
Tutkimuksen mukaan unen perusteet ilmenivät ennen kuin nisäkkäät ja kalat erottuivat valtameressä asuvasta esi-isästä 450 miljoonaa vuotta, noin 150 miljoonaa vuotta aikaisemmin kuin aiemmin uskoi. "Näillä [unen] allekirjoituksilla on todella tärkeitä toimintoja - vaikka emme ehkä tiedä mitä ne ovat - jotka ovat selvinneet satojen miljoonien vuosien evoluutiosta", kertoo tutkimuksen ensimmäinen kirjailija, Louis Leung, Stanfordin unetutkija, Tina Hesman. Saey Science News -tapahtumassa.
"Emme todellakaan odottaneet löytävänsä niin paljon yhtäläisyyksiä ihmisen ja nisäkkäiden unen kanssa", Mourrain kertoo Kashmira Ganderille Newsweekissä . "Aivojen ja lihasten toiminnan monimutkainen koreografia herätys- ja nukkumistiirtymien ja unen aikana oli elävää selkärankaista ajattelevaa."
Löytö tarkoittaa, että tutkijat voivat pystyä käyttämään pieniä kaloja - jo niittejä tiedelaboratorioissa - tutkimaan unihäiriöitä ja testaamaan unilääkkeitä. Tällä hetkellä monet tutkimukset perustuvat nukkumiseen hiirillä, jotka ovat yöllisiä. Leung toteaa lehdistötiedotteessa, että kalat saattavat olla paremmin ihmisillä. "Koska kalahermojen allekirjoitukset ovat pohjimmiltaan samat kuin meidän, voimme käyttää niitä koskevia tietoja uusien johtojen tuottamiseen huumekokeisiin", hän sanoo. "Koska seeprakalat ovat päivittäisiä, kuten ihmiset, on ehkä biologisesti tarkempi verrata kalojen nukkumista ihmisiin" tietyistä näkökohdista. "
Vaikka nukkuvan kalan kuvaamiseen käytettyä uutta tekniikkaa kiitetään laajasti, Jenny Howard raportoi National Geographicissa, että kaikki eivät usko, että kalojen unisyklit ovat analogisia nisäkkäille. Ensinnäkin, unettutkija Jerry Siegel Kalifornian yliopistosta, Los Angeles, huomauttaa, että tutkijat tarkastelivat hyvin nuoria kaloja ja että nuorten ja aikuisten nukkumistavat ovat melkein yleisesti erilaisia eläinvaltiossa.
"Et voi vain sanoa, että uni on uni", hän sanoo, että nisäkkäiden nukkumistavat ovat uskomattoman vaihtelevia, sillä jotkut lajit saavat kolme tuntia suljettua silmää päivässä ja toiset ajautuvat 20 tunnin ajaksi. Joillakin eläimillä on REM-jakso, toisilla ei.
Mourrain on kuitenkin optimistisempi pienen uimurin käytöstä unetutkimuksessa, vaikka seeprakalan öiset rutiinit eivät ole täysin samoja kuin ihmisillä. "Ihmiset unohtavat, että selkärankaiset ovat kaikki hyvin samanlaisia kehon organisaatiossa ja elimissä", hän kertoo Newsweek 's Ganderille. "Meillä ei ole vain selkärankaa suojaava selkäranka, aivojen muu osa ja hermokemia, jonka avulla neuronit voivat kommunikoida, on erittäin konservoitunut."
Hän huomauttaa, että kaloja käytetään jo monissa lääketieteellisissä tutkimuksissa, mukaan lukien sydän- ja verisuoni- ja syöpätutkimuksissa, ja uskoo tämän tutkimuksen osoittavan, että niitä voidaan käyttää myös unen ja neurotieteiden tutkimuksissa.
