محققان آکسفورد می‌گویند خواب چیزی فراتر از استراحت برای ذهن است؛ مطالعه‌ای جدید آنها نشان می‌دهد که خواب یک فرایند مهم برای نگهداری از سیستم‌های انرژی بدن است. نیاز به خواب به دلیل تجمع «استرس الکتریکی» در ساختارهای کوچک تولیدکننده انرژی، یعنی میتوکندری‌ها، ایجاد می‌شود.

براساس گزارش SciTechDaily، محققان با مطالعه روی مگس‌های میوه کشف کردند که نیاز به خواب زمانی ایجاد می‌شود که مغز به یک عدم تعادل ظریف در انرژی واکنش نشان می‌دهد. نقش اصلی در این فرایند بر عهده میتوکندری‌ها است؛ اندامک‌های میکروسکوپی که اکسیژن و غذا را به انرژی قابل استفاده برای سلول تبدیل می‌کنند.

در نورون‌های خاصی که مسئول تنظیم خواب هستند، زمانی که میتوکندری‌ها به دلیل عدم مصرف انرژی در زمان بیداری، بیش‌ازحد بار دریافت می‌کنند، الکترون را نشت می‌دهند. این نشت، محصولات جانبی مضری به نام «گونه‌های فعال اکسیژن» تولید می‌کند. این فرایند نشت، مانند یک سیگنال منتشر می‌شود و مغز را مجبور به خوابیدن می‌کند تا قبل از گسترش آسیب سلولی، تعادل دوباره برقرار شود.

محققان دانشگاه آکسفورد می‌گویند: «ما به دنبال درک این بودیم که خواب برای چیست و چرا اصلاً احساس نیاز به خواب می‌کنیم. یافته‌های ما نشان می‌دهد که پاسخ ممکن است در همان فرایندی نهفته باشد که به بدن ما سوخت می‌رساند: متابولیسم هوازی.»

علت بیولوژیکی خواب

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

دانشمندان با دستکاری میزان جریان الکترون در این سلول‌ها توانستند میزان خواب مگس‌های میوه را کنترل کنند. حتی جایگزین‌کردن الکترون‌ها با انرژی نوری نیز همان تأثیر را داشت: انرژی بیشتر، نشت بیشتر، خواب بیشتر.

محققان می‌گویند حیوانات کوچک‌تر که به ازای هر گرم از وزن بدنشان اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنند، تمایل به خواب بیشتر و عمر کوتاه‌تری دارند. همچنین این مکانیسم می‌تواند توضیح دهد که چرا افراد مبتلا به بیماری‌های میتوکندریایی، حتی بدون فعالیت، اغلب دچار خستگی ناتوان‌کننده می‌شوند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature منتشر شده است.