شاید تصور اینکه موجوداتی ساده مانند عروس دریایی به خواب نیاز دارند عجیب به نظر برسد، اما پژوهشی جدید نشان میدهد حتی ابتداییترین جانوران دارای نورون نیز برای کاهش آسیب DNA و استرس سلولی به خواب وابستهاند. این یافته دیدگاه ما را درباره منشأ تکاملی خواب تغییر میدهد.
دانشمندان معتقدند خواب احتمالاً در ابتدا بهعنوان یک «بازه تعمیر و نگهداری» برای سیستم عصبی شکل گرفته است؛ دورهای که طی آن نورونها فرصت ترمیم پیدا میکنند. نکته مهم اینکه این نقش محافظتی، صدها میلیون سال پیش از شکلگیری مغزهای پیچیده به وجود آمده است.
پژوهش دانشگاه بار-ایلان درباره نقش ترمیمی خواب
این تحقیق توسط آزمایشگاههای پروفسور لیور اپلباوم و پروفسور اورن لوی در دانشگاه بار-ایلان انجام شد. تیم پژوهشی با مطالعه عروسهای دریایی و شقایقهای دریایی به این نتیجه رسید که یکی از کارکردهای بنیادین خواب، فراهم کردن زمان برای ترمیم نورونها است.
چرا خواب با وجود خطراتش حفظ شده است؟
خواب تقریباً در تمام شاخههای جانوری که سیستم عصبی دارند دیده میشود. این موضوع از دیدگاه تکاملی عجیب است، زیرا خواب رفتاری پرریسک محسوب میشود.
خطرات خواب برای بقا
- کاهش آگاهی از محیط
- افزایش احتمال شکار شدن
- وقفه در تغذیه
- وقفه در تولیدمثل
با وجود این هزینهها، تکامل خواب را حذف نکرده است. این مطالعه نشان میدهد دلیلش آن است که خواب صرفاً مفید نیست، بلکه نقشی محافظتی و غیرقابلجایگزین دارد.
نورونها در بیداری دچار آسیب میشوند و خواب یک بازه متمرکز برای کاهش این آسیب فراهم میکند. بنابراین هزینه خواب احتمالاً کمتر از پیامدهای نداشتن زمان تعمیر عصبی است.
الگوهای خواب در جانوران باستانی
پژوهشگران دو شاخه ابتدایی از جانوران نزدیک به ریشههای تکامل سیستم عصبی را بررسی کردند:
۱. عروس دریایی همزیست روزفعال
این گونه شبها میخوابد و حوالی ظهر نیز یک چرت کوتاه دارد.
۲. شقایق دریایی غیرهمزیست گرگومیشفعال
این جانور از سپیدهدم تا نیمه اول روز میخوابد.
با استفاده از ردیابی ویدئویی مادونقرمز و تحلیل رفتاری، الگوهای خواب این موجودات اندازهگیری شد.
نتیجه جالب بود: هر دو گونه روزانه حدود ۸ ساعت میخوابند؛ مدتزمانی مشابه خواب معمول انسان.
زمانبندی خواب متفاوت است، اما ساختار کلی آن چرخهای منظم دارد، نه یک توقف تصادفی فعالیت.
افزایش و کاهش آسیب DNA در چرخه خواب
یافته محوری پژوهش به اتفاقات درون نورونها طی چرخه خواب و بیداری مربوط میشود.
در مطالعات قبلی روی ماهی زبرا نشان داده شده بود که:
- در بیداری، آسیب DNA در نورونها افزایش مییابد
- برای بازیابی، خواب ضروری است
منابع آسیب DNA
- فعالیت عصبی
- استرس اکسیداتیو
- سوختوساز
- تابشها
نورونها برخلاف بسیاری از سلولها تقسیم نمیشوند، بنابراین نمیتوانند با تولید سلول جدید خود را «ریست» کنند. همین موضوع نیاز آنها به دورههای ترمیم را حیاتی میکند.
در این مطالعه همان الگو در جانوران بسیار قدیمیتر نیز مشاهده شد: آسیب DNA در بیداری افزایش یافت و در خواب کاهش پیدا کرد.
بازگشت خواب و کاهش آسیب ژنتیکی
پژوهشگران برای آزمودن رابطه خواب و آسیب، حیوانات را بیدار نگه داشتند.
- آسیب DNA افزایش یافت
- پس از آن، حیوانات طولانیتر خوابیدند
این رفتار «بازگشت خواب» نام دارد و با کاهش سطح آسیب DNA همراه بود.
آزمایشهای مستقیمتر
تیم تحقیقاتی سپس عمداً آسیب DNA را افزایش داد:
- تابش فرابنفش
- مواد شیمیایی آسیبزننده DNA
در هر دو حالت، گونهها وارد خواب بازیابی شدند. همچنین زمانی که با ملاتونین خواب تقویت شد، آسیب DNA کاهش یافت.
بنابراین رابطهای دوطرفه وجود دارد:
- آسیب بیشتر ← نیاز بیشتر به خواب
- خواب بیشتر ← کاهش آسیب
ساعتهای زیستی متفاوت، مأموریت ترمیمی یکسان
نکته جالب دیگر، تفاوت در تنظیم خواب این موجودات است.
هر دو گونه دارای «فشار هموستاتیک خواب» هستند؛ یعنی هرچه بیداری طولانیتر شود، میل به خواب افزایش مییابد.
تفاوت در تنظیم چرخه
- عروس دریایی: وابسته به چرخه نور و تاریکی
- شقایق دریایی: وابسته به ساعت شبانهروزی درونی
با وجود این تفاوتها، هر دو از خواب برای یک هدف مشترک استفاده میکنند: کاهش آسیب DNA و استرس سلولی نورونها.
«یافتههای ما نشان میدهد توانایی خواب برای کاهش آسیب DNA نورونی، یک ویژگی اجدادی است که در سادهترین جانوران دارای سیستم عصبی نیز وجود دارد.» — اپلباوم
«خواب احتمالاً برای ایجاد یک دوره متمرکز نگهداری عصبی تکامل یافته؛ کارکردی آنقدر بنیادین که در سراسر قلمرو جانوران حفظ شده است.»
پیامدها برای مغز انسان و سلامت عصبی
این پژوهش پیامدهای مهمی برای سلامت انسان دارد.
اختلالات خواب در انسان با موارد زیر مرتبط است:
- افت شناختی
- افزایش خطر آلزایمر
- افزایش خطر پارکینسون
این بیماریها احتمالاً با تجمع بلندمدت استرس و آسیب نورونی مرتبطاند. بنابراین کیفیت خواب میتواند با تابآوری مغز در طول عمر ارتباط مستقیم داشته باشد.
این مطالعه ادعا نمیکند عروس دریایی توضیحدهنده آلزایمر است، بلکه منطق زیستی عمیقتری ارائه میدهد: اگر خواب از ابتداییترین سیستمهای عصبی وظیفه محافظت داشته، اختلال مزمن آن میتواند نورونها را آسیبپذیرتر کند.
«خواب فقط برای یادگیری و حافظه مهم نیست، بلکه برای سالم نگه داشتن نورونها ضروری است.» — اپلباوم
جمعبندی؛ خواب بهعنوان مکانیسم باستانی محافظت عصبی
این مطالعه که در نشریه Nature Communications منتشر شده، نشان میدهد خواب یک نوآوری متأخر مغزی نیست، بلکه سازوکاری باستانی برای نگهداری سیستم عصبی است.
از عروس دریایی تا انسان، خواب نقشی کلیدی در کاهش آسیب DNA، مدیریت استرس سلولی و حفظ عملکرد نورونی ایفا میکند. همین پیوستگی تکاملی، اهمیت حیاتی خواب را دوچندان میسازد.
نظر شما درباره نقش ترمیمی خواب چیست؟ دیدگاهتان را در بخش نظرات بنویسید و این مقاله را با علاقهمندان علم به اشتراک بگذارید.
