למה בכלל אנחנו ישנים?התשובה המפתיעה שמגיעה מהים
*חוקרים מאוניברסיטת בר-אילן הצליחו לפענח את מנגנון השינה הקדום וחושפים ששינה מגינה על תאי העצב*
שינה היא תופעה אוניברסלית בעולם החי, אך גם אחת החידות האבולוציוניות הגדולות ביותר. מדוע בעלי חיים ישנים, למרות שבמהלך השינה הם חשופים יותר לטורפים ומוותרים על זמן יקר של אכילה ורבייה? מחקר חדש ופורץ דרך מאוניברסיטת בר אילן, שפורסם בכתב העת Nature Communications, מספק תשובה מפתיעה ועמוקה: תפקידה הבסיסי והקדום של השינה הוא להגן על תאי העצב מפני עקה תאית והצטברות שברי DNA, ותפקיד זה הופיע כבר לפני מאות מיליוני שנים במדוזות ובשושנות ים מהיצורים הראשונים בעלי מערכת עצבים.
המחקר הובל על ידי קבוצות המחקר של פרופסור ליאור אפלבום ופרופסור אורן לוי מאוניברסיטת בר אילן, ובוצע על ידי רפאל אגויון ואמיר הרדוף, סטודנטים למחקר במעבדותיהם. החוקרים ביקשו להתחקות אחר שורשיה האבולוציוניים של השינה ובחנו שני מינים קדומים במיוחד: מדוזות הפעילות ביום וחיות בסימביוזה עם אצות, ושושנות ים שאינן סימביוטיות ופעילות בעיקר בשעות הערב והלילה.
באמצעות מעקב וידאו בתאורה אינפרא אדום וניתוח התנהגותי מדויק, נמצא כי שני היצורים ישנים בממוצע כשמונה שעות ביממה, משך הדומה באופן מפתיע לשינה האנושית. למרות אורחות החיים השונים והמנגנונים השונים המווסתים את מחזורי השינה והערות, התגלה דפוס משותף וברור:
במהלך הערות מצטבר נזק ל DNA בתאי העצב, ואילו במהלך השינה נזק זה פוחת.
כאשר נמנעה מהיצורים שינה, רמות הנזק עלו, אך לאחר מכן הם ישנו זמן ממושך יותר כדי לפצות. תופעה זו, המכונה החזר שינה, אפשרה התאוששות והפחתה של הנזק המצטבר. יתרה מכך, כאשר החוקרים גרמו לנזק יזום ל DNA באמצעות קרינת אולטרה סגול או חומרים כימיים הפוגעים ב DNA, נצפתה עלייה מובהקת בצורך בשינה. לעומת זאת, מתן מלטונין, הורמון המשרה שינה, הוביל לירידה ברמות הנזק.
ממצאים אלו מצביעים על קשר דו כיווני מובהק: נזק ל DNA מגביר את הצורך בשינה, והשינה עצמה מאפשרת תיקון והפחתת הנזק. בכך מציע המחקר כי ההגנה על תאי העצב מפני עקה תאית ונזקי DNA יומיומיים עשויה להיות הגורם האבולוציוני המרכזי להתפתחות השינה.
המחקר מדגים גם הבדלים באופן ויסות השינה בין המינים הקדומים. במדוזות, מחזורי השינה נשלטים בעיקר על ידי מחזור האור והחושך, בעוד שבשושנות הים השינה מווסתת בעיקר באמצעות שעון ביולוגי פנימי. עם זאת, בשני המקרים מתקיים צורך בשינה ושני המינים תלויים בשינה כדי להפחית נזקי DNA בין אם מחזורי השינה מוכתבים על ידי הסביבה ובין אם על ידי תזמון פנימי.
פרופסור ליאור אפלבום, מהפקולטה למדעי החיים ומהמרכז הרב תחומי לחקר המוח באוניברסיטת בר אילן, מסביר כי "היכולת של השינה להפחית נזקי DNA בתאי עצב היא תכונה אבולוציונית עתיקה במיוחד, הקיימת גם ביצורים הפשוטים ביותר בעלי מערכת עצבים. לדבריו, ייתכן שזה היה תפקידה המקורי של השינה, מתן פרק זמן מרוכז לתחזוקה ולשימור הרקמות העצביות, עוד לפני שהתפתחו תפקודים מורכבים יותר כמו למידה, זיכרון וחלימה".
לממצאים יש גם משמעות רחבה לבריאות האדם. הפרעות שינה מקושרות לירידה קוגניטיבית ולסיכון מוגבר למחלות נוירולוגיות כגון אלצהיימר ופרקינסון, מחלות שבהן נמצא לעיתים נזק מתמשך ל DNA בתאי העצב. הראיות האבולוציוניות שמספק מחקר זה מחזקות את הקשר בין איכות השינה לבין חוסן מוחי ארוך טווח.
כפי שמסכם פרופסור אפלבום: "השינה איננה חשובה רק ללמידה ולזיכרון, אלא גם לשמירה על בריאות תאי העצב עצמם. העובדה שמנגנון זה מתקיים כבר במדוזות ובשושנות ים מדגישה כי השינה היא ככל הנראה אחת ההתנהגויות העתיקות, הבסיסיות והחיוניות ביותר שהתפתחו בממלכת בעלי החיים, ואנחנו רק מתחילים להבין את עומק חשיבותה".
