Kiedy jest gorąco, zdarza się, że senność dopada nas w samym środku dnia. Mamy wówczas nieodpartą ochotę na drzemkę. W wielu krajach można ją odbyć w trakcie sjesty. To kilkugodzinna przerwa w czasie skwarnego popołudnia, kiedy zamykane są sklepy i restauracje, a życie dosłownie zamiera. Ciepło nas usypia.

Co zaskakujące, wynalazek sjesty może nie mieć podłoża kulturowego, tylko biologiczne. Temperatura wpływa na wiele ludzkich aktywności – od jedzenia, przez aktywność fizyczną, po sen. Dotychczas jednak nie badano, w jaki sposób neurony czuciowe współpracują z tymi, które regulują cykl dobowy u żywych organizmów.

Dlaczego tak bardzo chce nam się spać, gdy robi się za gorąco? I czy dotyczy to tylko ludzi? Problem zbadali naukowcy z Uniwersytetu Northwestern. W artykule opublikowanym w czasopiśmie naukowym „Current Biology” wykazali, że muszki owocowe wyposażone są w precyzyjny biologiczny mechanizm, który zachęca je do drzemki w czasie upałów.

Jak śpią muszki owocowe?

– Wpływ temperatury zewnętrznej na sen może być bardzo duży – mówi Marco Gallio, neurobiolog z Weinberg College of Arts and Sciences, główny autor badań. – Niektóre zwierzęta, jak niedźwiedzie, przesypiają całą porę roku. Jednak obwody mózgu, które zawiadują relacjami pomiędzy temperaturą zewnętrzną a potrzebą snu u zwierzęcia, są bardzo słabo poznane – zauważa.

Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) od dawna towarzyszy człowiekowi. Mierzy zaledwie 2 mm i błyskawicznie pojawia się tam, gdzie są przejrzałe owoce, wino lub ocet. Z łatwością można ją hodować, dlatego jest często wykorzystywana do badań.

Podobnie jak my, muszka z sukcesem skolonizowała całą planetę. Nic dziwnego, że jej optymalna temperatura otoczenia jest bardzo bliska tej, którą uważa się za optymalną dla człowieka. Muszki owocowe czują się najlepiej, gdy temperatura powietrza wynosi około 25 st. C.

Jak ciepło nas usypia

Naukowcy odkryli, że w mózgu muszki owocowej istnieje specjalna sieć połączeń związana ze zbyt wysoką temperaturą. Jest ona częścią większej sieci neuronalnej, regulującej sen. Uaktywnia się, gdy robi się szczególnie skwarnie, skłaniając owada, by po prostu przespał najcieplejsze godziny dnia.

Dwa lata wcześniej badacze ustalili, że analogiczny, oddzielny „wewnętrzny termometr” istnieje również dla niskiej temperatury. On z kolei chroni muszkę przed zmarznięciem.

Czy podobna sieć połączeń, wiążąca odczuwanie temperatury z ochotą na sen, istnieje również w ludzkim mózgu? To możliwe. – W czasie gorącego dnia ludzie chętniej ucinają sobie drzemkę, a w niektórych krajach jest to nawet kulturowa norma. Jednak czy na pewno jest to nasz wybór? – zastanawia się Gallio.

– U much nie może być mowy o jakimkolwiek wpływie kulturowym. Być może więc istnieje pewien wspólny, silnie działający biologiczny mechanizm, który dotychczas został przeoczony u ludzi – spekuluje badacz.

Co to jest konektom?

Badanie było częścią dziesięcioletniej inicjatywy naukowej, której celem jest opracowanie kompletnego konektomu mózgu muszki owocowej. Czyli – kompletnej sieci połączeń między 100 tys. neuronów, które składają się na mózg owada.

Zdaniem badaczy, poznanie konektomu mózgu różnych zwierząt dostarcza zupełnie nowych jakościowo informacji o jego funkcjonowaniu. Dotychczas naukowcy poznali szczegółowo konektom tylko jednego organizmu: nicienia Caenorhabditis elegans. Było to o tyle proste, że układ nerwowy C. elegans tworzą tylko 302 neurony.

Poznanie sieci połączeń mózgowych, choć fascynujące, nie wyjaśnia jednak, w jaki sposób informacja – na przykład o temperaturze zewnętrznej – „podróżuje” tą siecią z punktu A do B. Naukowcy podkreślają, że badanie takie, jak to opisane wyżej pomaga znaleźć odpowiedź na takie pytanie.

Źródła: EurekAlert, Current Biology.