EEG’nin Hans Berger tarafından icat edilmesi, uyku bilimi tarihinde bir dönüm noktasıdır. O zamana kadar, uyku öncelikli olarak pasif bir durum olarak kabul edilmiş ve duyusal motor devresinin üst düzey nöral düzenleyicilerden kısmen kopukluğundan kaynaklanan yorgunluk modülasyonlu bir durumdur. Beyin elektriksel aktivitesinin ilk kayıtlarının başında ve sonrasında Berger, sağlıklı deneklerde EEG baskın salınımlar olarak alfa ve beta dalgalarını oluşturmuştur.
Uyanık olmanın elektrofizyolojik tanımını öneriyordu. Berger araştırmasının sonraki gelişmeleri, beyincik fizyolojisi ve kas tonusunun sinirsel kontrolü üzerinde çalışan Frédéric Bremer’in, hipotalamusta bir lezyon oluşturulduktan sonra uykululuğun yan etkilerini daha fazla araştırmasına izin verdi. Uyku araştırmalarına tam olarak dahil olmamasına rağmen, Bremer’in alt beyin hasarlarının işlevsel etkilerini keşfetme merakı, kedilerde kolejler arası düzeyde bir mezensefalik transeksiyondan sonra ön beynin yerinde bırakılmasıyla kedilerin deserebrasyonunu gerçekleştirmesine yol açmıştıur. Bu yaklaşımın sonuçları – “cerveau isolé” modeli, beynin, koku alma ve optik olanlar hariç, yükselen duyusal bilgiden yoksun bırakılmasıyla kalıcı ve belirsiz bir duruma yol açar.
Bremer, uyku hipotezinin omurilikten gelen bir duyusal girdinin tamamen yoksunluğunun bir sonucu olduğunu düşünmesini sağladı. Bu modelde, kortikal EEG modelinde, yavaş dalga uykusunda (SWS) gözlemlenen gibi yüksek genlikli, düşük frekanslı bir aktivite baskındı. Beyin transeksiyonunun beyin sapı ile omurilik arasındaki buluşma noktası seviyesinde yapıldığı aşağıdaki deneyler çok farklı sonuçlar ortaya koydu. Bu “ensefal izoleli” modelde, uyku ve uyanıklık durumları arasında değiştirilebilir bir salınım, genellikle SWS’de gözlemlenen spontan düşük frekanslı, yüksek genlikli aktiviteden farklı bir EEG paterni ve yüksek frekanslı, düşük genlikli aktivite, Tipik uyanıklık ve hızlı göz hareketi gözlendi, sağlıklı bir durumda fark edilebilenlerden farklı değildir.
RAS, beyin sapı retiküler oluşum stimülasyonunun EEG düşük frekans aktivitesini ortadan kaldırdığını ve kortikal kayıtlarda yüksek frekans aktivitesini indüklediğini göstererek uyku-uyanıklık fizyolojisine önemli ölçüde katkıda bulunan Moruzzi ve Magoun tarafından yaklaşık 14 yıl sonra tanımlanmıştır. Transeksiyon tekniğini kullanan diğer deneyler, RAS’ın uyanıklığın altında yattığı, bunun yokluğunun veya “sessizliğinin” uykuyu hızlandırdığı sonucuna varmıştır.
Bununla birlikte, bu sonuçlar, beyin hasarından hemen sonra EEG’nin değerlendirildiği akut deneylerde elde edilmiştir. Ancak Villablanca cerrahi işlemden günler veya haftalar sonra transfekte edilen ve sürdürülen hayvanlarda, düşük genlikli yüksek frekanslı dalgalarla karakterize uyanıklık benzeri bir EEG aktivitesinin gözlemlendiğini gözlemlemiş, bu da ön beynin, normal ritim, özellikle kolinerjik, GABAerjik ve glutamaterjik nöronları içeren magnoselüler bölgesidir.
Bu, uyanıklık durumu modülasyonunun, özellikle ön beynin RAS’a paralel olarak yerleştirilmiş bağımlı bölgeler olabileceğinin kavramsallaştırılmasına izin verdi. Bazı çalışmalar, izole kedi ön beynindeki arka hipotalamus ve bazal ön beynin elektriksel uyarılmasının hızlı kortikal EEG ritimlerini uyardığını göstermiştir.Diğer yandan, bu alanların kolinerjik uyarılmasının uyarılmaya neden olduğu gösterildi ve bu da uyanma mekanizmasının modülasyonunda bir rol olduğunu düşündürmüştür.
Korteks ve striatumun çıkarılması, talamus, hipotalamus ve bazal ön beynin beyin sapına bağlı kalması sonucu ortaya çıkan bir “diensefalik model” de, hayvanlar hiperaktif, duyusal uyaranlara karşı hiperreaktif ve düşük genlikli, yüksek talamustaki frekans aktivitesidir. Talamusun çıkarıldığı “atalamik hayvanda”, onlar da hiperaktif ve duyusal uyaranlara reaktifti, ancak uyaranları lokalize edemediler ve sadece kısa süreli düşük genlikli, yüksek frekanslı aktivite ile çok fazla farkındalık göstermemiştir.
Yapı ile uyanmayı geliştirmek için ortaya çıkan komut arasındaki ilişkinin ne kadar yakın olduğunu değerlendirmek için, uyanık EEG’yi indüklemek için bir uyarıcının gecikmesini kullanarak çıkarım yapabilir. RAS-talamik yolun uyarılması, uyanıklık benzeri bir model oluşturmada bazal ön beyin veya lateral hipotalamik / oreksin yollarını uyarmaktan birkaç kat daha hızlıdır, bu nedenle her iki bölge için de böyle bir uyanık EEG modelini indüklemek için başka bir yere projeksiyona ihtiyaç olduğu anlamına gelir.
1920’lerde grip salgını sırasında, beyin bölgelerine saldıran ve uykuyu ve uyanıklığı düzenleyen yeni bir ensefalit türü Constantin von Economo tarafından tanımlandı. Sonunda ensefalitis lethargica veya von Economo’nun uyku hastalığı olarak adlandırılan bu bozukluk, Avrupa ve Kuzey Amerika’yı süpürdü, bazı hastalar şiddetli uykusuzluk sergilerken, diğerleri günde 20 saat veya daha fazla uyudu ve sadece kısa bir süre yemek ve içmek için ortaya çıkmıştır. Bu hastaların postmortem otopsileri, uykusuzluğa benzer bir fenomeni olanların ön hipotalamusta bir hasara sahip olduğunu, anormal şekilde artan uyku süreleri olanların anormal bir arka hipotalamus gösterdiğini göstermektedir. 
Bunun ışığında, ön beyni uyanık tutan beyin sapından kaynaklanan yükselen bir uyarılma sistemi önerildi ve daha sonra Moruzzi ve Magoun tarafından yükselen retiküler aktive edici sistem olarak tanımlandı. Daha sonraki çalışmalar, 1980’lerde bu yolun doğasını netleştirmiştir. Von Economo’nun çalışması uyku araştırmaları için çok önemli bir başarıyı temsil etse de, hipotalamik-hipokretin sistemi ile ilgili ufuk açıcı çalışmalar, mRNA kodlayan hipokretini karakterize eden ve bunun üretiminden nöronların sorumlu olduğunu belirleyen Lecea ve Kilduff tarafından gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen bulgularından kısa bir süre sonra hipokretin / oreksin nöronları ile narkolepsi arasındaki ilişki, narkoleptik bir köpekte gözlenen oreksin-2 / hypocretin-2 reseptöründeki bir mutasyonla kurulmuştur. Duygunun tetiklediği hipersomnolans ve kas güçsüzlüğü (katapleksi) ile karakterize bir bozukluk olan narkolepsinin semptomları da oreksin / hipokretin yokluğuyla oreksinerjik / hipokretinerjik nöronların yokluğuyla veya oreksin / hypocretin 2 reseptörü ile ortaya çıkmaktadır. Bu nöronların hücre gövdeleri perifornik alanda ve lateral hipotalamustadır (LH), RAS ve tuberomammillar nükleus (TMN) nöronlarının aktivasyonundan sorumludur ve uyanıklık durumu ve hızlı göz hareketi (REM) uykusu sırasında aktiftir.
Kaynakça:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28526553/
https://www.magonlinelibrary.com/doi/10.12968/bjnn.2009.5.3.40609
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu