Aunque la melatonina es necesaria para la regulación circadiana del sueño, los mecanismos subyacentes a este efecto de la melatonina aún no están claros. En el presente estudio, hemos demostrado que la melatonina suprime la actividad de las neuronas GABAérgicas en el hipotálamo lateral, que se ha informado que desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de la vigilia.

El efecto inhibitorio de la melatonina estaba mediado por la activación de los receptores de melatonina 1 y dependía de la inhibición de los canales iónicos activados por nucleótidos cíclicos (HCN) hiperpolarizados. A nivel conductual, la infusión de melatonina en el hipotálamo lateral disminuyó significativamente las actividades locomotora y exploratoria y aumentó el tiempo de inmovilidad en campo abierto. Además, utilizando grabaciones de electroencefalograma (EEG) y electromiograma (EMG), descubrimos que la infusión de melatonina en el hipotálamo lateral disminuía el tiempo de vigilia y aumentaba la cantidad de sueño. En general, estos resultados sugieren que la melatonina inhibe las neuronas GABAérgicas en el hipotálamo lateral a través de la inhibición dependiente del receptor de melatonina 1 de los canales HCN, lo que es coherente con una disminución de la vigilia. Estos hallazgos proporcionan un nuevo mecanismo subyacente al efecto hipnótico de la melatonina.