محققان آکسفورد می‌گویند خواب چیزی فراتر از استراحت برای ذهن است؛ مطالعه‌ای تازه آنها مشخص می کند که خواب یک فرایند مهم برای نگهداری از سیستم‌های انرژی بدن است. نیاز به خواب به علت تجمع «استرس الکتریکی» در ساختارهای کوچک تولیدکننده انرژی، یعنی میتوکندری‌ها، تشکیل می‌شود.

بر پایه گزارش SciTechDaily، محققان با مطالعه روی مگس‌های میوه کشف کردند که نیاز به خواب وقتی تشکیل می‌شود که مغز به یک عدم اعتدال ظریف در انرژی عکس العمل مشخص می کند. نقش مهم در این فرایند بر مسئولیت میتوکندری‌ها است؛ اندامک‌های میکروسکوپی که اکسیژن و غذا را به انرژی قابل منفعت گیری برای سلول تبدیل می‌کنند.

در نورون‌های خاصی که مسئول تنظیم خواب می باشند، وقتی که میتوکندری‌ها به علت عدم مصرف انرژی در زمان بیداری، بیش‌ازحد بار دریافت می‌کنند، الکترون را نشت خواهند داد. این نشت، محصولات جانبی مضری به نام «گونه‌های فعال اکسیژن» تشکیل می‌کند. این فرایند نشت، همانند یک سیگنال انتشار می‌شود و مغز را ناچار به خوابیدن می‌کند تا قبل از گسترش صدمه سلولی، اعتدال مجدد برقرار شود.

محققان دانشگاه آکسفورد می‌گویند: «ما به جستوجو فهمیدن این بودیم که خواب برای چیست و چرا اصلاً حس نیاز به خواب می‌کنیم. یافته‌های ما مشخص می کند که جواب امکان پذیر در همان فرایندی نهفته باشد که به بدن ما سوخت می‌رساند: متابولیسم هوازی.»

علت بیولوژیکی خواب

محققان این چنین کشف کردند که نورون‌های تخصصی تنظیم‌کننده خواب همانند یک «فیوز» عمل می‌کنند. آن‌ها نشت الکترون از میتوکندری‌ها را زیر نظر دارند و به محض رسیدن به یک اغاز بحرانی، سیستم را خاموش و خواب را اغاز می‌کنند.

دانشمندان با دستکاری مقدار جریان الکترون در این سلول‌ها توانستند مقدار خواب مگس‌های میوه را کنترل کنند. حتی جانشین‌کردن الکترون‌ها با انرژی نوری نیز همان تأثیر را داشت: انرژی زیاد تر، نشت زیاد تر، خواب زیاد تر.

محققان می‌گویند حیوانات کوچک‌تر که به ازای هر گرم از وزن بدنشان اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند، تمایل به خواب زیاد تر و عمر مختصر‌تری دارند. این چنین این مکانیسم می‌تواند توضیح دهد که چرا افراد مبتلا به بیماری‌های میتوکندریایی، حتی بدون فعالیت، زیاد تر دچار خستگی ناتوان‌کننده خواهد شد.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature انتشار شده است.