Para ilmuwan dari University of California, Berkeley melaporkan bahwa mereka telah memetakan sirkuit saraf pada tikus yang menghubungkan tidur nyenyak non-REM dengan pelepasan hormon pertumbuhan dan mendeskripsikan sebuah mekanisme umpan balik di mana peningkatan kadar hormon pertumbuhan memengaruhi sistem kesadaran otak.
Para peneliti di University of California, Berkeley mengatakan bahwa mereka telah mengidentifikasi sirkuit otak yang membantu menjelaskan mengapa tidur nyenyak berkaitan erat dengan pelepasan hormon pertumbuhan, yang merupakan pengatur utama pertumbuhan dan metabolisme.
Tim tersebut melaporkan dalam jurnal Cell bahwa sel-sel saraf di hipotalamus mengoordinasikan keluaran hormon pertumbuhan di seluruh fase tidur dan bangun. Menurut para peneliti, neuron hormon pelepas hormon pertumbuhan (GHRH) meningkatkan pelepasan hormon pertumbuhan, sementara dua populasi neuron somatostatin menekannya.
Dalam eksperimen pada tikus, kelompok tersebut merekam aktivitas saraf menggunakan elektroda dan menstimulasi neuron hipotalamus dengan cahaya sembari memantau respons hilir. Mereka menemukan bahwa keseimbangan sinyal GHRH dan somatostatin berubah seiring dengan tahap tidur: selama tidur REM, kedua sinyal meningkat dan dikaitkan dengan pelepasan hormon pertumbuhan yang lebih besar, sementara selama tidur non-REM, aktivitas somatostatin menurun saat GHRH meningkat secara lebih moderat.
Studi ini juga mendeskripsikan mekanisme umpan balik yang melibatkan locus coeruleus, sebuah wilayah batang otak yang dikenal karena perannya dalam kewaspadaan dan perhatian. Seiring dengan menumpuknya hormon pertumbuhan selama tidur, hormon tersebut mengaktifkan neuron locus coeruleus dan dapat meningkatkan kesadaran; namun, para peneliti melaporkan bahwa jika aktivitas locus coeruleus menjadi terlalu tinggi, hal itu justru dapat mulai mendorong rasa kantuk.
“Tidur mendorong pelepasan hormon pertumbuhan, dan hormon pertumbuhan memberikan umpan balik untuk mengatur kesadaran,” ujar Daniel Silverman, rekan pascadoktoral di UC Berkeley dan salah satu penulis studi tersebut.
Penulis utama Xinlu Ding, seorang rekan pascadoktoral di Departemen Neurosains UC Berkeley dan Helen Wills Neuroscience Institute, mengatakan bahwa penelitian ini menyediakan kerangka kerja tingkat sirkuit yang dapat memandu penelitian di masa depan terkait pengobatan yang bertujuan untuk memulihkan keseimbangan hormon pertumbuhan atau meningkatkan kualitas tidur. Para peneliti mencatat bahwa pendekatan semacam itu nantinya mungkin relevan untuk gangguan tidur serta penyakit yang terkait dengan metabolisme dan fungsi otak, termasuk diabetes dan kondisi neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Yang Dan, seorang profesor neurosains serta biologi molekuler dan sel di UC Berkeley. Pekerjaan ini didukung oleh Howard Hughes Medical Institute dan pendanaan tambahan dari UC Berkeley, menurut ringkasan penelitian universitas tersebut.
