Onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba in Japan hebben een groep neuronen in de hersenstam van muizen ontdekt die ongewenste bewegingen onderdrukken tijdens snelle oogbewegingen.
We lachen als we Homer Simpson in slaap zien vallen tijdens het rijden, in de kerk en zelfs terwijl hij de kernreactor bedient. In werkelijkheid zijn narcolepsie, kataplexie en REM-slaapgedragsstoornis (Rapid Eye Movement) allemaal ernstige slaapgerelateerde ziekten.
Onderzoekers van de Universiteit van Tsukuba onder leiding van professor Takeshi Sakurai hebben neuronen in de hersenen gevonden die alle drie de aandoeningen met elkaar verbinden en die een doelwit kunnen zijn voor behandelingen. REM-slaap correleert wanneer we dromen. Onze ogen bewegen heen en weer, maar ons lichaam blijft stil. Deze bijna-verlamming van spieren tijdens het dromen wordt REM-atonie genoemd en ontbreekt bij mensen met een REM-slaapgedragsstoornis. In plaats van stil te zijn tijdens de REM-slaap, bewegen spieren zich rond, vaak zo ver dat ze opstaan en springen, schreeuwen of slaan.
Sakurai en zijn team gingen op zoek naar de neuronen in de hersenen die dit soort gedrag normaal gesproken voorkomen tijdens de REM-slaap. Door met muizen te werken, identificeerde het team een specifieke groep neuronen als waarschijnlijke kandidaten. Deze cellen bevonden zich in een gebied van de hersenen dat de ventrale mediale medulla wordt genoemd en kregen input van een ander gebied dat de sublaterodorsale tegmentale kern of SLD wordt genoemd.
“De anatomie van de neuronen die we vonden, kwam overeen met wat we weten”, legt Sakurai uit. “Ze waren verbonden met neuronen die willekeurige bewegingen controleren, maar niet die welke spieren in de ogen of inwendige organen controleren. Belangrijk is dat ze remmend waren, wat betekent dat ze spierbewegingen kunnen voorkomen wanneer ze actief zijn.”
Toen de onderzoekers de input naar deze neuronen blokkeerden, begonnen de muizen tijdens hun slaap te bewegen, net als iemand met een REM-slaapgedragsstoornis. Narcolepsie, zoals aangetoond door Homer Simpson, wordt gekenmerkt door plotseling in slaap vallen op elk moment van de dag, zelfs halverwege de zin (bij hem werd de diagnose narcolepsie gesteld).
Kataplexie is een verwante ziekte waarbij mensen plotseling de spierspanning verliezen en instorten. Hoewel ze wakker zijn, gedragen hun spieren zich alsof ze in de REM-slaap zijn. Sakurai en zijn team vermoedden dat de speciale neuronen die ze vonden verband hielden met deze twee aandoeningen.
Ze testten hun hypothese met behulp van een muismodel van narcolepsie waarin kataplexische aanvallen kunnen worden veroorzaakt door chocolade. “We ontdekten dat het tot zwijgen brengen van de SLD-naar-ventrale medulla het aantal kataplexische aanvallen verminderde”, zegt Sakurai. Over het algemeen toonden de experimenten aan dat deze speciale circuits spieratonie regelen in zowel REM-slaap als kataplexie. “De glycinergische neuronen die we in het ventrale mediale medulla hebben geïdentificeerd, kunnen een goed doelwit zijn voor medicamenteuze therapieën voor mensen met narcolepsie, kataplexie of REM-slaapgedrag”, zegt Sakurai. “Toekomstige studies zullen moeten onderzoeken hoe emoties, waarvan bekend is dat ze kataplexie veroorzaken, deze neuronen kunnen beïnvloeden.”