Cambiamenti specifici nel cervello associata con la privazione del sonno descritti nel nuovo studio

Maggio 13, 2016 Admin Salute 0 5
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I ricercatori dell'Istituto Allen for Brain Science e SRI International hanno pubblicato lo studio più sistematico ad oggi gli effetti della deprivazione di sonno sulla espressione genica nel cervello. I risultati hanno implicazioni per migliorare la comprensione e la gestione degli effetti negativi della deprivazione di sonno sulle funzioni cerebrali.

Lo studio, disponibile in Frontiers in Neuroscienze, ha creato una vasta e dettagliata mappa di attività del gene, noto come l'espressione genica, nel cervello di topo in cinque condizioni comportamentali tra cui sonno, veglia e privazione del sonno. Attività di circa 220 geni che rispondono a queste condizioni è stata esaminata in dettaglio, fino al livello cellulare, in tutto il cervello. Inoltre, sette aree del cervello sono state esaminate attraverso l'analisi del DNA microarray, che riporta i livelli di espressione di decine di migliaia di geni e permette una analisi dell'intero genoma delle conseguenze della privazione del sonno.

"Anche se la maggior parte delle persone l'esperienza occasionale privazione del sonno e riconoscere il suo impatto sul loro stato d'animo e il comportamento, c'è poca comprensione scientifica di come la perdita di sonno colpisce in realtà la funzione del cervello", ha detto Thomas Kilduff, Ph.D., direttore senior del Center for Neuroscience a SRI International. "Questo pionieristico studio documenta come si estendono veglia influisce espressione genica in specifiche regioni del cervello e descrive una 'firma molecolare anatomica' di privazione del sonno. I nostri risultati possono contribuire a trattamenti che contribuiranno a migliorare la qualità del sonno e ridurre i problemi derivanti dalla privazione del sonno."




Confrontando quali geni sono stati accesi e dove nel cervello attraverso le diverse condizioni, i ricercatori hanno scoperto che la maggior parte dei neuroni nel cervello anteriore sono stati colpiti in diversi modi di privazione del sonno, dipingendo un quadro dinamico delle conseguenze molecolari della privazione del sonno su funzioni cognitive superiori. Regioni prosencefalo interessati sono la neocorteccia, amigdala e l'ippocampo, che mediano le funzioni cognitive, emotive e di memoria che sono sensibili a privazione del sonno.

L'analisi dettagliata di 209 aree cerebrali ha rivelato una nuova serie di geni non precedentemente associati alla privazione del sonno, compresi i geni associati alla risposta allo stress, la segnalazione cellula-cellula, e la regolazione di altri geni. Un gene, neurotensin, è stato coinvolto nella schizofrenia ed è similmente indotta da farmaci antipsicotici. Questi geni possono prevedere potenziali bersagli per l'intervento terapeutico per alleviare gli effetti della privazione del sonno.

"Questi dati illustrano il rapporto complesso e dinamico tra il sonno e la privazione del sonno, le vie neuroanatomiche e l'espressione genica", ha dichiarato Ed Lein, Ph.D., senior director di neuroscienze presso l'Istituto Allen for Brain Science e autore senior dello studio. "L'ampiezza e il livello di dettaglio fornito da questi dati saranno una risorsa unica per la comunità scientifica, ea tal fine abbiamo fatto il set di dati pubblicamente disponibili on line nella sua interezza."

La risorsa open data risultante è uno di una collezione crescente di risorse pubbliche on line forniti dall'Istituto Allen, che è stata fondata da filantropo Paul G. Allen per far progredire la ricerca sul cervello.

La privazione del sonno porta a una serie di cognitiva, attenzione ed emotivi deficit, tra cui irritabilità e problemi di memoria, il coordinamento e la concentrazione. Questi effetti, che possono compromettere la salute, le prestazioni e la sicurezza, sono comuni tra quelli che lavorano ore estese, tra cui militari e personale medico, e altri che soffrono di perdita di sonno cronica. Deficit di sonno sono stati collegati allo sviluppo di alcune malattie e disturbi cronici, tra cui il diabete, la depressione, l'obesità e le malattie cardiovascolari.

Il controllo di sonno e veglia e le conseguenze della privazione del sonno si ritiene di essere associati con i cambiamenti dell'attività genica nelle regioni cerebrali coinvolte nella regolazione del sonno e funzioni di livello superiore. La comprensione di questi cambiamenti di attività dei geni è un passo fondamentale verso progressi nel trattamento dei disturbi del sonno e la mitigazione degli effetti della privazione del sonno.

I dati di questo studio sono a disposizione del pubblico tramite il portale dati ALLEN Cervello Atlas (www.brain-map.org) come "Il sonno di studio." Questo set di dati in linea comprende una collezione notevole di dati con i particolari sono espressi geni specifici, o "accesi", in tutto il cervello del mouse per cinque condizioni di sonno e veglia. In particolare, include i dati ricercabili image-based di espressione genica per circa 220 geni legati al sonno, dati di microarray sull'intero genoma per sette aree cerebrali del sonno associate, e uno strumento di visualizzazione 3D per la visualizzazione cambiamenti nell'espressione genica tra condizioni diverse.

Questa risorsa pubblica è una risorsa unica per i ricercatori di tutto il mondo del sonno e promettente per accelerare i progressi verso la comprensione e il trattamento efficace dei disturbi del sonno.

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