Po probděné noci váš úsměv stěží bude zářit od ucha k uchu, přesto dopamin v mozku vám umožní vnímat svět s větší pohodou v duši. Kredit: sergeitokmakov, Pixabay, volné dílo

Jen málokdo nezná pocit po probděné noci. Po překonání krize, jež se dostaví někdy nad ránem, dojde se svítáním k opětovnému vzpružení, kdy jsme schopni fungovat ještě nějakou chvíli nejen bez větších problémů, ale dokonce s jakýmsi zvláštním vnitřním klidem až radostí. Je to stav, v němž často dochází k větší psychické pohodě, ale i k mírnému obluzení, kdy se po několik nejbližších hodin cítíme vzletněji.

Lokalizace prefrontální kůry a amygdaly v lidském mozku Kredit: National Institutes of Health, volné dílo

Proč? Co se při krátkodobém nedostatku spánku děje v našem mozku? Neurobiologové ze Severozápadní univerzity (Northwestern University) v Illinois přišli na kloub tomuto, na první pohled kontroverznímu stavu mírně euforického opojení. Do výzkumu zapojili laboratorní myši, kterým po jednu noc nedopřáli spánku, ale zároveň dbali, aby se tato nepohoda nekombinovala s jinou formou stresu. Když poté zkoumali jejich chování i mozkovou aktivitu, zjistili, že krátkodobý nedostatek spánku posílil v mozku dopaminergní dráhy.

Neurotransmiter dopamin se někdy označuje jako hormon štěstí, ale není to zcela přesné. Kromě toho, že je nezbytný pro správnou motoriku, paměť, učení a sociální chování, vyvolává touhu po odměně, a tím nás silně motivuje ke konání toho, co přináší uspokojení až povznesenou náladu. Význam dopaminu lépe pochopíme, když na jeho působení nahlédneme z pohledu evoluce. Pomáhal totiž našim předkům přežít, protože nás podněcuje jednak ke konzumaci chutné, energeticky bohaté, zejména tuky nebo cukry obsahující potravy, ale také k sexu nebo matky novorozenců ke kojení. Ovlivňuje naše rozhodování i v rizikových situacích, kdy musíme rychle volit mezi protiútokem a útěkem.

Boční pohled na lidský mozek s vyznačením klíčových kognitivních a emočních struktur zapojených do rozhodování a vnímání odměny. V textu zmíněné párové jádro nucleus accumbens je označen číslovkou 3. Kredit: Database Center for Life Science

Jak illinoiští neurobiologové zjistili, díky krátké spánkové deprivaci zvýšená dopaminergní plasticita, tedy posílená neurální síť přenášející signály zprostředkované dopaminem, nemizí bezprostředně po prvním spánku, nýbrž přetrvává po několik dalších dnů. Tím imituje účinek některých antidepresiv, jakým je například ketamin.

"Chronický spánkový deficit je dobře prozkoumán, jeho škodlivé účinky jsou z velké míry zdokumentovány," vysvětluje vedoucí výzkumného týmu, neurobioložka Jevgenije Kozorovitskij. "Ale krátkodobá ztráta spánku – obdoba situace, kdy student před zkouškou na poslední chvíli šprtá celou noc – je probádána méně. Zjistili jsme, že má silný antidepresivní účinek a zvyšuje počet propojení v mozku. Je to důležitý poznatek, že naše příležitostné konání, v jehož důsledku probdíme noc, může během pouhých několika hodin zásadně měnit mozek."

Vedoucí výzkumu Jevgenija (Geňa) Kozorovitskij, Katedra neurobiologie Severozápadní univerzita v Illinois Kredit: Department of Neurobiology, Northwestern University

Jak se vynucené bdění projevilo v chování pokusných myší? Ve srovnání s kontrolními zvířaty, jimž byl spánek dopřán, byly hyperaktivnější, sociálnější, a to i co se sexuálního pudu týče, ale i agresivnější.

Při podrobném neurologickém výzkumu se vědci zaměřili na aktivitu dopaminu v několika oblastech mozku – v prefrontální kůře, hypotalamu a dvou oblastech bazálních ganglií – v nucleu accumbens a dorzálním striatu. Kromě posledně zmíněné oblasti se ve všech tří zbylých uvolňuje více dopaminu a zvyšuje propojení mezi neurony. Na antidepresivním účinku se nejvíce podílí mediální prefrontální kůra, zatímco zvýšená komunikace dopaminových neuronů v nucleu accumbens a hypotalamu má na svědomí spíše to hyperaktivní chování.

Dendritické trny na povrchu dendritu neuronové buňky ve striatu – důležité součásti bazálních ganglií. Na snímku z laserového skenovacího dvoufotonového mikroskopu lze rozeznat hlavu a krk tenkého (thin) trnu. Kredit: Wikimedia Commons, volné dílo

"Antidepresivní účinek přetrvával s výjimkou případů, kdy jsme zablokovali dopaminové vstupy v prefrontální kůře," uvedla docentka Kozorovitskij. "To značí, že prefrontální kůra je klinicky důležitou oblastí při hledání terapeutických cílů. Také to podporuje předpoklad, že dopaminové neurony hrají v mozku velmi důležité, nicméně velmi odlišné role. Nejsou tedy pouhou jednolitou populací, jež pouze předpovídá odměny."

Modely nejčastějších tvarů dendritických trnů. Nahoře se tenký (thin) trn napojuje na presynaptické zakončení nacházející se přímo na dlouhém těle axonu jiného neuronu, než je ten, z něhož vyrůstá dendrit, na jehož povrchu se příslušný trn nachází. Toto propojení, v němž dochází k přenosu signálu mezi dvěma různými neuronovými buňkami, se nazývá synapse. Kredit: Thomas Splettstoesser, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Vydatný spánek, který si tělo po prodlouženém bdění vyžádá, sice zklidní hyperaktivní chování a zvýšenou sexualitu, posílená konektivita dopaminergních neuronů ale přetrvává a do původního stavu se vrací postupně v průběhu několika dnů. V důsledku krátkodobého spánkového deficitu se totiž na membránách dendritů dopaminových neuronů vytvoří nové malé výčnělky – dentritické trny. Zkusme si je názorněji popsat. Kvůli jisté tvarové podobnosti s listnatými stromy byly dendrity, rozvětvené výběžky, jež přenášejí signál směrem do těla neuronu, pojmenovány podle řeckého výrazu pro strom – δένδρον (čti déndron). Jejich povrch zdobí stovky až tisíce drobných výrůstků – dendritických trnů, které můžeme přirovnat k listí.

Stejně jako pro přežití stromu jsou listy důležité, jsou dendritické trny klíčové pro plasticitu mozku. Jimi neuron přijímá signál od jiných neuronů, tvoří přijímací část synapsí – míst, v nichž signál důmyslnými elektrochemickými mechanizmy přechází z presynaptických zakončení na axonu jednoho neuronu do trnů dendritu druhého neuronu. Připomeňme ještě, že axony jsou dlouhé výběžky, jimiž vzruch putuje směrem z vlastního těla nervové buňky, zatímco dendrity jej přenášejí dovnitř. Jak počet dendritických trnů na povrchu dendritu, tak i jejich tvar a velikost ovlivňují rozsah synaptických spojení. A podobně jako strom, který listy za vhodných podmínek vytvoří a za nepříznivých se jich alespoň částečně zbaví, i na povrchu dendritu se trny vytvářejí, dozrávají, mění tvar a případně zanikají. Ovlivňují mozkovou plasticitu, jež je nezbytná pro kognitivní procesy, jako je učení a paměť. Defekty v hustotě, morfologii a velikosti dendritických trnů patří mezi důležité faktory neurologických poruch.

Ale zpět ke studii týmu Jevgenije Kozorovitskij. Když vědci pomocí chemicko-genetického nástroje cíleně zablokovali výpadkem spánku způsobený nárůst plasticity v prefrontálním kortexu pokusných myší, eliminovali tím i antidepresivní účinek. Prokázali tak správnost svých předpokladů, ale nezodpověděli na otázku „proč“. Jevgenije Kozorovitskij vidí pravděpodobné vysvětlení v evoluční adaptaci: „Je zřejmé, že akutní nedostatek spánku organismus nějakým způsobem aktivuje. Lze si představit určité situace, jako například výskyt predátora v okolí nebo jiné nebezpečí, kdy je nevyhnutná kombinace relativně aktivního fungování se schopností odložit spánek. Myslím, že to je právě to, co zde pozorujeme. Pokud však o spánek přicházíte běžně, dostaví se různé chronické, organizmu škodlivé důsledky. Ale lze si představit situace, v nichž je výhodné být na přechodnou dobu intenzivně bdělý."

I když paní docentka zároveň varuje před, byť jenom občasným celonočním bděním jako cestě k lepší náladě, touto radou se mnozí podvědomě řídíme „odjakživa“. Povětšinou se snažíme neradostné chvíle prospat. Když jsou však myšlenky tak tíživé, že odhánějí spánek a jde o déle trvající problém, je načase hledat lékaře, vhodná antidepresiva nebo hypnotika. Za pokus jistě stojí zkusit to, k čemu nabádá stará známá píseň: „Dělání, dělání, všechny smutky zahání…“ Smysluplná práce, co člověka pohltí, záliby, fyzická aktivita, společenské vyžití – tím vším může mentálně zdravý člověk zahnat chmury na duši. Nicméně nyní víme, že užitečně nebo příjemně probděná jedna noc nám nejen neuškodí, ale může způsobit, že se nám bude svět na chvilku jevit růžovější. Výsledky výzkumu jsou bezesporu zajímavější pro psychiatry při léčbě lidi trpících depresemi, či bipolární afektivní poruchou. Mohl by krátkodobý nedostatek spánku například pomoci potlačit hloubku depresivní fáze a posunout stav směrem k fázi maniakální?

Video: Dvouminutová neurověda: Neuron

Doporučujeme: Nejen studenty medicíny upozorňujeme na YT kanál Ninja Nerd, jenž má přes 2,66 milionu odběratelů. Mladý lékař v něm nabízí bezpočet videí s vlastními, velmi dobře připravenými přednáškami z různých oblastí biologie lidského těla a medicíny, včetně vysvětlení příčin mnohých nemocí. Jenom v oblasti neurologie kanál nabízí 66 videí.

Literatura

Northwestern University - NORTHWESTERN NOW

Neuron