Ausgabe 04/2021 - Abstract 1

Raquel Suárez-Grimalt and Davide Raccuglia

Zusammenfassung:
Die neuronalen Mechanismen, die das Gleichgewicht zwischen Wachheit und Schlaf etablieren, um eine angemessene Schlafqualität in Säugetieren zu gewährleisten, sind hochkomplex und entziehen sich oft funktioneller Einsicht. Mit Hilfe des weniger komplexen Gehirns des wirbellosen Modellorganismus Drosophila melanogaster haben Forscher in den letzten zwei Jahrzehnten beeindruckende Fortschritte gemacht und ein tieferes Verständnis der neuronalen Prinzipien der Schlafregulation erlangt. In dieser Arbeit werden wir diese Erkenntnisse zusammenfassen, um zu veranschaulichen, dass neuronale Netzwerke Schlaf benötigen, um synaptische Verknüpfungen zu reorganisieren und somit die am Tag gemachten Erfahrungen zu verarbeiten. Schlafbedürfnis kann also als Folge sensorischer Verarbeitung entstehen, was in neuronalen Netzwerken häufig zur Synchronisierung elektrischer Muster führt und Slow-Wave-Aktivität erzeugt. Slow- Wave-Aktivität liefert die neurophysiologische Grundlage für die Etablierung eines sensorischen Tores, welches die sensorische Verarbeitung unterdrückt und somit eine Ruhephase schafft, die die Reorganisation synaptischer Verknüpfungen und den Abtransport von Stoffwechselprodukten aus dem Gehirn fördert. Darüber hinaus zeigen wir, wie neuronale Netzwerke für die homöostatische und zirkadiane Schlafregulation interagieren, um zu gewährleisten, dass ein Organismus immer innerhalb einer festen Periode schläft. In dieser Arbeit heben wir besonders hervor, dass die grundlegenden Funktionen und physiologischen Prinzipien des Schlafs über das gesamte phylogenetische Spektrum hinweg konserviert sind, was uns ermöglicht, die funktionellen Komponenten und neuronalen Interaktionen zu identifizieren, die die neuronale Architektur der Schlafregulation bilden.

Keywords: Drosophila; neural oscillations; sensory gating; slow-wave sleep