TLDR: Medúzy a sasanky – živočichové bez centrálního mozku – tráví spánkem zhruba třetinu dne. Nová práce ukazuje, že spánek u nich slouží hlavně k opravám poškozené DNA v neuronech. To naznačuje, že spánek je extrémně starý biologický mechanismus, který vznikl dávno před mozkem, sny a vědomím. Studie tuna.

Spánek si obvykle spojujeme s mozkem: vypnutí vědomí, snění, třídění vzpomínek, konsolidaci učení. Jenže co když je to celé obráceně? Co když spánek nevznikl kvůli mozku, ale mozek se vyvinul až na spánku? Právě to naznačuje nová práce publikovaná v Nature Communications, která se zaměřila na medúzy a sasanky – biočichy, kteří sice mají nervové buňky, ale žádné centrální řídicí centrum. Přesto vykazují jasně definované spánkové chování.

„Jak u nich jde vlastně zkoumat spánek?“

Vědátoři sledovali medúzu Cassiopea andromeda v laboratorních podmínkách i v přírodě. Ukázalo se, že má pravidelné cykly aktivity a klidu a že zhruba osm hodin denně tráví ve stavu, který splňuje všechny základní definice spánku: je méně reaktivní na podněty, má sníženou nervovou aktivitu a po deprivaci spánku vykazuje kompenzační „dosypávání“. Podobně se chová i sasanka Nematostella vectensis, jen s odlišným rytmem. Klíčové ale nebylo kdy spí, nýbrž proč.

Experimenty ukázaly, že během bdění se v neuronech těchto živočichů hromadí poškození DNA. Během spánku se naopak aktivují opravné mechanismy. Když vědci neurony uměle poškodili – například UV zářením – zvířata reagovala zvýšením délky spánku. Jinými slovy: spánek zde nefunguje jako „odpočinek mysli“, ale jako servisní okno pro buňky nervové soustavy.

„Proč se opravy nedějí prostě za bdělosti?“

Na to je dost možná odpovědí více, ale v zásadě platí, že vysvětlení budou zřejmě kombinací důvodů čistě energetických a evolučních. Neurony jsou extrémně drahé buňky: špatně se nahrazují, většinou vydrží po celý život organismu a jejich poškození má fatální následky. Vysoká aktivita neuronů zároveň zvyšuje oxidační stres a riziko chyb v DNA. Spánek může fungovat jako pojistka – sníží aktivitu, omezí další poškození a umožní efektivní opravy. Teprve později, s vývojem složitějších nervových soustav, se k této základní údržbě přidaly „luxusní“ funkce jako učení, paměť nebo sny.

Zajímavé je, že podobné signály vidíme i u jiných živočichů bez klasického mozku. Některé ploštěnky, hlístice nebo dokonce jednobuněčné organismy vykazují cykly aktivity a klidu, které reagují na poškození buněk a metabolický stres. To posiluje představu, že spánek není vlastností vědomí, ale hluboce zakořeněnou buněčnou strategií.

Autoři studie zároveň upozorňují na limity práce. Chybí například experimenty, kde by byli živočichové po poškození DNA systematicky drženi v bdělosti a sledovalo by se, jak se s tím jejich buňky vyrovnají. Je také možné, že část oprav probíhá i během klidného bdění, jen méně efektivně. U složitějších organismů se navíc do hry zapojují další procesy, jako je synaptická homeostáza nebo regulace imunitního systému.

„Takže zase víme prd?“

Ne. Jen se znovu ukazuje, že věci jsou složitější, než se vejdou do krátkého titulku. Tahle studie ale posouvá chápání spánku zásadním směrem: z funkce spojené s vědomím a inteligencí se stává základní mechanismus buněčné údržby, starší než mozek samotný. Možná tedy nespíme proto, že myslíme – ale myslíme proto, že spíme!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]