Karl stundar svefnrannsóknir

Við eyðum 1/3 ævinnar sofandi en vitum ekki af hverju. Þetta sagði Karl Ægir Karlsson dósent við HR í viðtali í Kastljósi (miðvikudaginn 23. febrúar 2011). Hægt er að horfa á viðtalið í vef RUV: Hvers vegna sofum við?

Karl stundar mjög forvitnilegar rannsóknir á svefni. Í viðtalinu lýsir hann því hvernig hann ákvað að verða vísindamaður, og helstu spurningum svefnrannsókna, eins hvers vegna sofum við? Hann segir að það sé mikilvægt að átta sig á því að svefninn er ekki "einn hlutur", heldur samsettur úr mörgum þáttum. Það séu nokkrar skýringar á því hvers vegna svefn er nauðsynlegur. Karl minnist á að helstu tilgátur eru þær að svefn sé nauðsynlegur til að draga úr orku, forðast hættur á hættulegum tíma (næturna), og hjálpi einnig við minnisúrvinnslu. Mig grunar að það séu einnig frumulíffræðilegar eða lífeðlisfræðilegar orsakir, t.d. að frumur þurfi að hreinsa til og losa sig við uppsafnaðar aukaafurðir og gera við. Það er vitað að frumur* eru með innri klukku (stundum kölluð lifklukka: circadian clock). Nýverið birtust tvær greinar um lífklukkur í blóðfrumum, jafnvel rauðum blóðfrumum (sem er dálítið merkilegt því rauðar blóðfrumur eru ekki með erfðaefni - og því augljóst að lífklukkan tifar óháð umritun gena og líklega nýmyndum prótína).

En víkjum okkur aftur að svefni. Karl leggur áherslu á að grunnrannsóknir á svefni geti farið fram á fleiri dýrum en mönnum og músum**. Hann segir að það skipti ekki máli hvort svarið komi úr fíl, hval eða manni. Því er eðlilegt að nota zebrafiskinn sem líkan fyrir svefn. Búið er að raðgreina erfðamengi beggja tegunda og finna út hversu skyld genin eru, og hver erfðafræðilegi munurinn er. Þannig er hægt að nota zebrafiskinn sem líkan fyrir svefn hryggdýra.

Viðtalið lýsir einnig vel ástríðu vísindamannsins, persónulegri upplifun hans í sigrum og mótlæti, sérstaklega muninn á grunnrannsóknum á Íslandi og við bandarískan háskóla í fremstu röð.

*Það eru óvíst hvort allar frumur með klukku!

**Leiðrétting.Í fyrstu útgáfu pistils var sagt að Karl leggði áherslu á að hægt væri að rannsaka svefn í hvaða hryggdýri sem er. Hann sagði þetta ekki fullum fetum, heldur var þetta mín túlkun á orðum hans. Hann var að færa rök fyrir því að nota zebrafiska til rannsóknanna.

Athugasemdir

[Emil Hannes Valgeirsson, 25.2.2011 kl. 12:24]

Má kannski snúa þessu við og spyrja hvers vegna vökum við? Svefn gæti þannig verið hið eðlilega ástand en við þurfum að vakna til að sinna ýmsum nauðsynjamálum.

[Arnar Pálsson, 25.2.2011 kl. 14:34]

Emil

Fín spurning, alltaf mjög gott að hvolfa hlutunum við!

Flest fjölfruma dýr stunda einhverskonar svefn, en það eru engar vísbendingar um að fjarskyldari ættingjar sofi. Það hefur enginn birt grein um sofandi amöbu eða grenitré. Það síðan spurning hvort svampar sofi eða hafi lífklukku? Do sponges have circadian clocks?

[Vendetta, 25.2.2011 kl. 17:12]

Þarf ekki að hafa heila til að geta sofið? Og hvernig myndi "svefn" svamps, sem hreyfir sig mjög lítið, lýsa sér? Þetta er ekkert fjarstæðukennd spurning því að til að geta mælt eitthvað ástand verður maður að vita hvenær þetta ástand er virkt, því að kyrrstaða eða hvíld er ekki (endilega) það sama og svefn.

Hvernig mælist svefn zebrafiska? Ef stungið er elektróðum inn í kvarnirnar á svona fiski myndi það ekki trufla svefninn? Ég geri þá ekki ráð fyrir því að það sé nóg að horfa á augu fisksins og skrá flökt augnlokanna? Varla gæfi það nægar upplýsingar til að byggja líkan.  

[Arnar Pálsson, 25.2.2011 kl. 18:25]

Vendetta

Góður punktur, líklega þarf einhverskonar taugakerfi til að sofa. Sem getur bent til þess að svefn sé sérstaklega mikilvægur fyrir taugar.

Ég veit ekki alveg hvernig maður skoðar svefn í sebrafiskum. Einu sinni sá ég erindi um svefn í flugum, þá var bara horft á tímabil nætur þegar flugurnar stóðu kyrrar og gerðu ekki neitt. Kannski skoða þeir bara virkni fiskanna, e.t.v. eru þeir hreyfingarlitlir á næturnar? Af vefsíðu Karls:

Traditionally zebrafish (Danio rerio) were used in studying developmental biology because of their unique transparency and short period of hatching. This resulted in much of background knowledge on the zebrafish anatomy, neurobiology, and genetic make-up, which is highly conserved and can thus be used to model mammalian features. In contrast to other models disucussed here, they do express all neurotransmitters currently known to be important for the regulation of sleep, including Hrct (Faraco et al., 2006). Thus far, sleep has been characterized to a some degree in the zebrafish (Prober et al., 2006; Yokogawa et al., 2007; Zhdanova, 2006; Zhdanova et al., 2001) and there are projects underway to use this model system in sleep research.