توصل فريق من الباحثين في جامعة أكسفورد إلى تفسير جديد لسبب حاجة الدماغ للنوم، وذلك من خلال دراسة أجريت على ذباب الفاكهة. اكتشف العلماء أن الميتوكوندريا، وهي أجزاء أساسية في الخلايا، تلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم النوم.
تُعتبر الميتوكوندريا محرك الخلايا، ولكنها تعمل أيضًا كجهاز إنذار داخلي في الجسم، فعند العمل بشكل مكثف تبدأ الميتوكوندريا في تسريب الإلكترونات، مما يؤدي إلى إنتاج جزيئات تفاعلية تتسبب في ضرر للخلايا إذا تُركت دون معالجة. وبحسب الباحثين، فإن هذا الضرر يُحفز الخلايا العصبية المسؤولة عن النوم.
وفي الدراسة، قام العلماء بتعديل الجينات الخاصة بالميتوكندريا في ذباب الفاكهة، ولاحظوا أن زيادة تسريبات الإلكترونات تسببت في زيادة ساعات النوم، بينما أدى تقليلها إلى تقليص ساعات النوم. وارتبطت هذه الظاهرة مباشرةً بالأيض، مما قد يُفسر السبب وراء نوم الحيوانات الصغيرة ذات الأيض السريع لفترات أطول.
ويعتقد العلماء أن هذه النتائج قد تساهم في فهم أفضل لاضطرابات النوم والأمراض العصبية مثل الزهايمر، التي تتعلق بشكل وثيق بجودة النوم. وبالرغم من أن عوامل أخرى مثل الكافيين والإيقاعات اليومية تظل مؤثرة، إلا أن هذا الاكتشاف يشير إلى أن الجسم يمتلك آلية داخلية للإرهاق، وهي مدفونة في أعماق خلايانا.
ويعتقد قائد الفريق البحثي الذي أجرى الدراسة جيرو ميسنبوك أن هذا الاكتشاف قد يجيب أخيرًا على أحد الأسئلة الأكثر إلحاحًا في علم الأحياء: لماذا نحتاج للنوم؟ إذا كان هذا البحث مؤشرًا، فربما يكون جوابنا ببساطة: لأن دماغنا يحتاج إلى التوقف ليبرد، تمامًا كما يفعل الكمبيوتر عندما ترتفع حرارته.
A team of researchers at the University of Oxford has reached a new explanation for why the brain needs sleep, through a study conducted on fruit flies. The scientists discovered that mitochondria, which are essential parts of cells, play a key role in regulating sleep.
Mitochondria are considered the powerhouses of cells, but they also act as an internal alarm system in the body. When working intensively, mitochondria begin to leak electrons, leading to the production of reactive molecules that can damage cells if left unaddressed. According to the researchers, this damage stimulates the neurons responsible for sleep.
In the study, the scientists modified the genes related to mitochondria in fruit flies and observed that increased electron leakage resulted in longer sleep hours, while reducing it led to shorter sleep hours. This phenomenon was directly linked to metabolism, which may explain why small animals with fast metabolisms sleep for longer periods.
The scientists believe that these findings could contribute to a better understanding of sleep disorders and neurological diseases such as Alzheimer’s, which are closely related to sleep quality. Although other factors such as caffeine and circadian rhythms remain influential, this discovery suggests that the body has an internal mechanism for fatigue, buried deep within our cells.
The leader of the research team that conducted the study, Jiro Miesenbock, believes that this discovery may finally answer one of the most pressing questions in biology: why do we need sleep? If this research is any indication, perhaps our answer is simply: because our brain needs to stop to cool down, just like a computer does when it overheats.
