सरीसृप में नींद पर नए काम से मोटर लय को नियंत्रित करने वाले नेटवर्क और नींद को नियंत्रित करने वाले नेटवर्क के बीच आश्चर्यजनक समानताएं सामने आती हैं
नींद हमारे जीव विज्ञान के सबसे रहस्यमय, फिर भी सर्वव्यापी घटकों में से एक है। इसका वर्णन जानवरों के सभी प्रमुख समूहों में किया गया है, जिनमें कीड़े, जेलिफ़िश, कीड़े या सेफलोपोड्स और मछली से लेकर मनुष्यों तक सभी कशेरुकियों में शामिल हैं। नींद की सामान्य विशेषताओं में कम गति, मांसपेशियों की टोन में कमी, और नींद की कमी के बाद नींद की बढ़ती आवश्यकता शामिल है, उदाहरण के लिए रात को बाहर रहने के बाद। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर ब्रेन रिसर्च का हालिया शोध इस बात पर महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है कि सरीसृप, ऑस्ट्रेलियाई ड्रैगन में नींद की लय को कैसे नियंत्रित किया जाता है। (पोगोना विटिसेप्स).
स्तनधारियों, पक्षियों और कुछ सरीसृपों में, नींद को दो प्राथमिक अवस्थाओं में विभाजित किया जा सकता है: धीमी-तरंग नींद (एसडब्ल्यूएस) और तीव्र नेत्र गति नींद (आरईएमएस)। एसडब्ल्यूएस की विशेषता धीमी मस्तिष्क तरंगें हैं और यह सबसे पहले तब होता है जब हम सो जाते हैं, जबकि आरईएमएस की विशेषता मस्तिष्क की गतिविधि है जो जागते समय दिखाई देती है, साथ ही आंखों की तेज गति और कभी-कभी मांसपेशियों का हिलना भी होता है। एसडब्ल्यूएस और आरईएमएस का प्रत्यावर्तन अल्ट्राडियन स्लीप रिदम के रूप में जाना जाता है, जिसकी अस्थायी विशेषताएं विभिन्न प्रजातियों में काफी भिन्न होती हैं। उदाहरण के लिए, मनुष्यों में, SWS और उसके बाद REMS का नींद चक्र लगभग 1 से 1.5 घंटे तक चलता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रति रात पांच से छह चक्र होते हैं।
आठ साल पहले, मैक्स प्लैंक के निदेशक गाइल्स लॉरेंट के नेतृत्व में अनुसंधान समूह ने एक सरीसृप, ऑस्ट्रेलियाई ड्रैगन (पोगोना विटिसेप्स) में आरईएम जैसी स्थिति की खोज की थी, आरईएम की खोज पहले स्तनधारियों में और बाद में पक्षियों में की गई थी। इस खोज से पता चला कि आरईएम नींद एक पैतृक गुण हो सकता है जो सरीसृपों, पक्षियों और स्तनधारियों (सामूहिक रूप से एमनियोट्स कहा जाता है) द्वारा साझा किया जाता है, और 320 मिलियन वर्ष पहले से ही उनके सामान्य पूर्वजों में मौजूद हो सकता है।
छिपकली की नींद की एक और दिलचस्प विशेषता थी: इसका आरईएमएस लगभग उसके एसडब्ल्यूएस जितना लंबा होता है, दोनों चरण प्रति चक्र लगभग एक मिनट तक चलते हैं। इस पैटर्न के परिणामस्वरूप प्रति रात 200 से 250 नींद चक्र होते हैं, जिससे पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता लोरेंज फेनक और लुइस रिक्वेल्मे सहित अनुसंधान टीम को नींद के दौरान मस्तिष्क की बदलती स्थितियों के पीछे के तंत्र का पता लगाने की अनुमति मिलती है। विभिन्न प्रजातियों में दशकों तक नींद पर शोध के बावजूद, यह समझना कि इन परिवर्तनों के पीछे क्या कारण है, एक चुनौतीपूर्ण कार्य बना हुआ है।
सेंट्रल पैटर्न जनरेटर नींद की स्थिति को नियंत्रित करता है
अपने अध्ययन में शोधकर्ताओं ने पाया कि छिपकली की अल्ट्राडियन नींद की लय की विशेषताएं एक केंद्रीय पैटर्न जनरेटर (सीपीजी) -विशेष तंत्रिका सर्किट के आउटपुट के अनुरूप हैं जो चलने या सांस लेने जैसे लयबद्ध मोटर आउटपुट उत्पन्न करती हैं। हालांकि सीपीजी आमतौर पर मोटर नियंत्रण में उनकी भूमिका के लिए जाने जाते हैं, शोधकर्ताओं ने तर्क दिया कि वे आरईएम/एसडब्ल्यू नींद की स्थिति के विकल्प को नियंत्रित करने के लिए भी उपयुक्त थे। लॉरेंट कहते हैं, “स्लीप सीपीजी का यह विचार पूरी तरह से विरोधाभासी था क्योंकि सीपीजी मोटर आउटपुट को नियंत्रित करते हैं, जबकि नींद की विशेषता मोटर गतिविधि की लगभग अनुपस्थिति है।”
पोगोना की नींद की अनूठी विशेषताओं का लाभ उठाते हुए, शोधकर्ताओं ने चरण-निर्भर रीसेट और एंट्रेनमेंट जैसे सीपीजी के हॉलमार्क की तलाश की। -चरण-निर्भर रीसेट का मतलब है कि यदि लय एक छोटी बाहरी गड़बड़ी से प्रभावित होती है (चलते समय पत्थर पर ठोकर खाने के समान, जो चलने के चक्र को बाधित करती है), तो लय तुरंत प्रभावित होती है जो समय (या चरण) पर निर्भर करती है ) जिस पर गड़बड़ी हुई-, रिकेल्मे बताते हैं। एंट्रेनमेंट कुछ हद तक संबंधित है, और एक लयबद्ध इनपुट द्वारा लय को उसकी प्राकृतिक आवृत्ति (थोड़ा तेज या थोड़ा धीमा) से दूर करने के प्रभावों का वर्णन करता है। -हमें दोनों के लिए सबूत मिले, मुख्य अवलोकन के आधार पर कि सोते हुए जानवरों की बंद आंखों तक पहुंचाई गई संक्षिप्त प्रकाश तरंगें आरईएम-एसडब्ल्यू चक्र को विश्वसनीय रूप से रीसेट करती हैं, – फेनक बताते हैं।
नींद और नींद की अवस्थाओं के बीच आंशिक रूप से स्वतंत्र विकल्प
वैज्ञानिकों ने यह भी पता लगाया कि यह लय तब भी प्रभावित हो सकती है जब जानवर जाग रहे हों, यह सुझाव देते हुए कि अंतर्निहित सर्किट को सही परिस्थितियों में सक्रिय किया जा सकता है। “यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह बताता है कि नींद और एसडब्ल्यूएस और आरईएमएस के बीच का विकल्प कम से कम आंशिक रूप से स्वतंत्र है,” फेनक कहते हैं। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि एसडब्ल्यूएस और आरईएमएस के बीच परिवर्तन मस्तिष्क के दोनों तरफ होता है, लय को केवल एक तरफ रीसेट और प्रभावित किया जा सकता है। इस तरह की एकतरफा गड़बड़ी के बाद, दोनों तरफ की नींद की लय तेजी से फिर से सिंक्रनाइज़ हो जाती है, जो दो सीपीजी के अस्तित्व का संकेत देती है – मस्तिष्क के प्रत्येक पक्ष के लिए एक – जिसे सिंक्रनाइज़ करने के लिए परस्पर जुड़ा होना चाहिए।
ये निष्कर्ष रोमांचक हैं क्योंकि वे पारंपरिक रूप से मोटर गतिविधि से जुड़े तंत्रिका सर्किट को नींद की स्थिति के नियमन से जोड़ते हैं जब शरीर आराम कर रहा होता है। वे कई सवाल भी उठाते हैं: इन सर्किटों के सटीक घटक क्या हैं, जिनके बारे में माना जाता है कि वे मस्तिष्क तंत्र में रहते हैं' क्या ये निष्कर्ष अन्य कशेरुकियों, जैसे स्तनधारियों और पक्षियों पर लागू होते हैं' यदि हां, तो ये सर्किट इतने लचीले कैसे हो सकते हैं कि इसका हिसाब लगाया जा सके विभिन्न प्रजातियों में देखे गए अलग-अलग नींद के पैटर्न के लिए' अंत में, वे नींद के विकास के बारे में महत्वपूर्ण प्रश्न उठाते हैं और संभावित रूप से नींद के बारे में सबसे महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक को संबोधित करने में मदद कर सकते हैं: यह कैसे आई, और क्यों'
