وقتی در خوابیم چه اتفاقی در مغزتان می‌افتد؟
ابطال تئوری قدیمی خواب؟
مترجم: حسین موسوی خوابیدن اهمیت فراوانی در زندگی ما دارد، از همین‌رو ما زمان قابل توجهی را با این موضوع درگیریم. خوابیدن موجب می‌شود، بدن که مغز نیز شامل آن می‌شود دست به بازسازی سوخت وسازی خود بزند، اما امروزه تحقیقات تازه می‌گویند مغز در حین خواب بیشتر نقش فعال دارد تا نقش بهبود دهنده. خواب از چندین مرحله مجزا ترکیب شده است. دو بخش از اینها، یعنی موج آرام (یا عمیق) و جنبیدن سریع چشم (REM- زمانی که انسان خواب می‌بیند)، انعکاس الگوهای متفاوت از فعالیت‌های مغزی است و ارتباط مستقیم با فرآیندهای شناختی متفاوت دارد.
مترجم: حسین موسوی خوابیدن اهمیت فراوانی در زندگی ما دارد، از همین‌رو ما زمان قابل توجهی را با این موضوع درگیریم. خوابیدن موجب می‌شود، بدن که مغز نیز شامل آن می‌شود دست به بازسازی سوخت وسازی خود بزند، اما امروزه تحقیقات تازه می‌گویند مغز در حین خواب بیشتر نقش فعال دارد تا نقش بهبود دهنده. خواب از چندین مرحله مجزا ترکیب شده است. دو بخش از اینها، یعنی موج آرام (یا عمیق) و جنبیدن سریع چشم (REM- زمانی که انسان خواب می‌بیند)، انعکاس الگوهای متفاوت از فعالیت‌های مغزی است و ارتباط مستقیم با فرآیندهای شناختی متفاوت دارد. خواب موج آرام با مشخصه فعالیت‌های همگام نورون‌ها در جرقه‌های نئوکورتکس با روندی آرام همراه است که جرقه‌ها در نئوکورتکس بین 0.5 تا 3 بار در هر ثانیه رخ می‌دهد. نئوکورتکس شامل اکثریت قشر مخی در مغز است که نقش اساسی در حافظه، اندیشه، زبان و هوشیاری ایفا می‌کند. در مقابل در خوابی که با جنبیدن سریع چشم‌ها همراه است و اصطلاحا خواب REM، نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که شما در حال دیدن رویا در خواب هستید. زمانی که رویا دیدن در خواب اتفاق می‌افتد، جرقه‌های نورونی بسیار سریع با فرکانس‌های بالاتر همگام
می‌شوند. این جرقه‌های نورونی بین 30 تا 80 بار در ثانیه است. چنین الگوهایی از فعالیت مغز در حین خواب REM، همچون فعالیت مغز در بیداری است، برای همین است که از خواب REM به‌عنوان خواب «متناقض» یاد می‌شود.
کارکردهای شناختی
شواهد روز افزونی در دست است که خواب موج آرام یا همان (Slow Wave) با تحکیم حافظه ارتباط مستقیم دارد و در تحقیقات اخیری که صورت گرفته است نشان می‌دهد که اطلاعات را از «هیپوکامپ» هم می‌گیرد و برای مدت طولانی ارتباطات خود را با نئوکورتکس شکل می‌دهد. خواب REM هم گفته می‌شد که ارتباط مستقیمی با انتزاع و تعمیم تجارب دارد، در نتیجه به کشف خلاق و بهبود حل مساله منجر می‌شود. اگرچه هنوز بین بیداری و خواب REM شباهت‌های قابل‌توجهی وجود دارد، اما تحقیقات متعددی وجود دارد که نشان می‌دهد نوع فعالیت‌های مغزی در دو حالت هنوز تفاوت‌های عمده‌ای با هم دارند. در این تحقیقات مشخص شده است که قشر کمربندی هیپوکامپ و آمیگدال در حین خواب REM فعال‌تر از زمان بیداری است. اینها مناطقی هستند که دانشمندان علوم اعصاب‌شناسی علاقه‌مندی فراوانی به آن دارند، زیرا این نواحی در مغز مناطق کلیدی برای تنظیم هیجان و حافظه عاطفی هستند. در مناطق فرعی هم در مرز بین کورتیکال و لیمبیک فعالیت‌هایی وجود دارد که در این گذرگاه در مغز الگوهای فعالیت تولید می‌شود.
فعالیت کورتیکالی در موش‌های آزمایشگاهی
یک مطالعه جدید در علوم روانشناسی در مورد خواب REM در مورد گروهی از موش‌ها صورت گرفته که بینش جدیدی را برای فعالیت‌های قشر مغزی ارائه می‌دهد. این تحقیقات می‌گوید که فعالیت‌های مغزی در موقع خواب REM نتیجه حاصله از فعالیت‌های کورتیکالی و گذرگاه‌های زیرکورتیکالی است. جزئیاتی که از این تحقیقات منتشر شد گام بزرگی بوده که تاکنون برای فهمیدن تاثیرات خواب REM بر مغز ما و رفتارهای شناختی‌مان برداشته شده است.نویسندگان این تحقیقات می‌گویند که به برخی از موش‌ها اجازه خواب می‌داده‌اند،اما برای سه روز مانع ورود آنها به خواب REM می‌شده‌اند. 6 ساعت پیش از ارزیابی، به نیمی از موش‌ها اجازه داده می‌شد که خواب معمولی داشته باشند و نیمی دیگر همچنان برای خوابیدن REM با مانع روبه‌‌رو می‌شدند. به موش‌هایی که اجازه داده شده بود که به‌طور عادی بخوابند در آن 6 ساعت، سطحی از خواب REM داشتند. این کار باعث شد تا دانشمندان بتوانند تاثیرات خواب REM را بین گروه‌ها مقایسه کنند. در این تحقیقات به یک گروه از موش‌ها (گروه کنترل) اجازه داده شد که در سراسر مطالعات تحقیقی خواب نرمال و عادی داشته باشند. تحلیل بیان ژن، دربرگیرنده رهگیری حضور مولکول‌های خاص mRNA یا پروتئین‌هایی است که بتوان آنها را به‌عنوان پیامدهای تاثیرگذار ژن‌های خاص تعیین کرد. پیش از انجام آزمایش، موش‌هایی که تحت خواب REM قرار داشتند، بیان بیشتری از چندین ژن نشان می‌دادند که با انعطاف‌پذیری سیناپسی (اینکه سیناپس‌های آنها با چه سرعتی می‌تواند خود را با تغییرات در یک زیست محیط تطبیق بدهد) همبسته‌اند و اینکه کدام یک بر کارآمدی انتقال عصبی در هیپوکامپ تاثیر می‌گذارند. در نئوکورتکس، بیان‌های ژنی مرتبط با چگونگی تطابق سیناپس‌های ما پس از یک خواب REM، افزایش داشت ولی بیان‌های ژنی مرتبط با انتقال عصبی ـ در مقایسه با گروه فاقد خواب REM ـ کاهش یافت. بنابراین، به نظر می‌رسد خواب REM می‌تواند موجب تغییراتی در شیوه ارتباط نورون‌ها با یکدیگر شود. این عملکرد مطابق با دیدگاهی است که می‌گوید خواب REM اجازه می‌دهد سیستم‌های فرآیند حافظه مغز به تعادل دوباره دست پیدا کند که همین موضوع پاسخ موثری را برای تجارب روز بعد فراهم می‌سازد. در حال حاضر دانشمندان با این تحقیقات معتقدند مغز در مرحله خواب REM ترمیم می‌شود. پیش از این در مورد خواب‌های مبتنی بر REM گفته می‌شد که مانع ترمیم مغز می‌شود، زیرا علایمی مشابه بیداری دارد، اما جالب است بدانید مغز در این مرحله از خواب، بسیار فعال است و متابولیسم آن تا 20 درصد افزایش می‌یابد. همچنین الگوی امواج مغزی (EEG) بسیار شبیه زمان بیداری می‌شود و ضربان قلب و تنفس به سطح بیداری در روز می‌رسد. دمای بدن و فشار خون افزایش می‌یابد و سیستم عصبی سمپاتیک که پاسخ‌های تحریکی را ایجاد می‌کند، دو برابر بیداری فعال می‌شود. به‌طور خلاصه خواب REM مرحله‌ای از خواب است که در آن مغز کاملا فعال است، اما فعالیت مغز به‌صورتی نیست که شخص به اطراف خود واقف و در نتیجه بیدار باشد. همچنین در مرحله خواب REM، آنچه آموخته‌ایم در حافظه تثبیت می‌شود. به‌طور خلاصه بعد از قرار گرفتن در بستر، وقتی در خواب سبکی فرو می‌رویم، در واقع به مرحله اول خواب وارد شده‌ایم و به‌طور طبیعی این مرحله به تدریج عمیق‌تر می‌شود تا به مرحله دو، سه و چهار (خواب موج آهسته) تبدیل شود. سپس از خواب عمیق به خواب سبک برمی‌گردیم، یعنی از مرحله چهار برمی‌گردیم به مراحل سه، دو و یک. این رفت و برگشت حدود یک ساعت و نیم به طول می‌انجامد. سپس اولین خواب REM که اغلب بسیار کوتاه است، تجربه می‌شود. این سیکل خواب موج آهسته و سپس REM تا صبح سه تا پنج بار تکرار می‌شود. در این سیکل‌ها هرچه به صبح نزدیک می‌شویم، از مدت خواب موج آهسته کاسته و بر میزان خواب REM افزوده می‌شود، بنابراین یک‌سوم ابتدایی شب باارزش‌ترین زمان خواب را تشکیل می‌دهد.
کارکردهای شناختی
شواهد روز افزونی در دست است که خواب موج آرام یا همان (Slow Wave) با تحکیم حافظه ارتباط مستقیم دارد و در تحقیقات اخیری که صورت گرفته است نشان می‌دهد که اطلاعات را از «هیپوکامپ» هم می‌گیرد و برای مدت طولانی ارتباطات خود را با نئوکورتکس شکل می‌دهد. خواب REM هم گفته می‌شد که ارتباط مستقیمی با انتزاع و تعمیم تجارب دارد، در نتیجه به کشف خلاق و بهبود حل مساله منجر می‌شود. اگرچه هنوز بین بیداری و خواب REM شباهت‌های قابل‌توجهی وجود دارد، اما تحقیقات متعددی وجود دارد که نشان می‌دهد نوع فعالیت‌های مغزی در دو حالت هنوز تفاوت‌های عمده‌ای با هم دارند. در این تحقیقات مشخص شده است که قشر کمربندی هیپوکامپ و آمیگدال در حین خواب REM فعال‌تر از زمان بیداری است. اینها مناطقی هستند که دانشمندان علوم اعصاب‌شناسی علاقه‌مندی فراوانی به آن دارند، زیرا این نواحی در مغز مناطق کلیدی برای تنظیم هیجان و حافظه عاطفی هستند. در مناطق فرعی هم در مرز بین کورتیکال و لیمبیک فعالیت‌هایی وجود دارد که در این گذرگاه در مغز الگوهای فعالیت تولید می‌شود.
فعالیت کورتیکالی در موش‌های آزمایشگاهی
یک مطالعه جدید در علوم روانشناسی در مورد خواب REM در مورد گروهی از موش‌ها صورت گرفته که بینش جدیدی را برای فعالیت‌های قشر مغزی ارائه می‌دهد. این تحقیقات می‌گوید که فعالیت‌های مغزی در موقع خواب REM نتیجه حاصله از فعالیت‌های کورتیکالی و گذرگاه‌های زیرکورتیکالی است. جزئیاتی که از این تحقیقات منتشر شد گام بزرگی بوده که تاکنون برای فهمیدن تاثیرات خواب REM بر مغز ما و رفتارهای شناختی‌مان برداشته شده است.نویسندگان این تحقیقات می‌گویند که به برخی از موش‌ها اجازه خواب می‌داده‌اند،اما برای سه روز مانع ورود آنها به خواب REM می‌شده‌اند. 6 ساعت پیش از ارزیابی، به نیمی از موش‌ها اجازه داده می‌شد که خواب معمولی داشته باشند و نیمی دیگر همچنان برای خوابیدن REM با مانع روبه‌‌رو می‌شدند. به موش‌هایی که اجازه داده شده بود که به‌طور عادی بخوابند در آن 6 ساعت، سطحی از خواب REM داشتند. این کار باعث شد تا دانشمندان بتوانند تاثیرات خواب REM را بین گروه‌ها مقایسه کنند. در این تحقیقات به یک گروه از موش‌ها (گروه کنترل) اجازه داده شد که در سراسر مطالعات تحقیقی خواب نرمال و عادی داشته باشند. تحلیل بیان ژن، دربرگیرنده رهگیری حضور مولکول‌های خاص mRNA یا پروتئین‌هایی است که بتوان آنها را به‌عنوان پیامدهای تاثیرگذار ژن‌های خاص تعیین کرد. پیش از انجام آزمایش، موش‌هایی که تحت خواب REM قرار داشتند، بیان بیشتری از چندین ژن نشان می‌دادند که با انعطاف‌پذیری سیناپسی (اینکه سیناپس‌های آنها با چه سرعتی می‌تواند خود را با تغییرات در یک زیست محیط تطبیق بدهد) همبسته‌اند و اینکه کدام یک بر کارآمدی انتقال عصبی در هیپوکامپ تاثیر می‌گذارند. در نئوکورتکس، بیان‌های ژنی مرتبط با چگونگی تطابق سیناپس‌های ما پس از یک خواب REM، افزایش داشت ولی بیان‌های ژنی مرتبط با انتقال عصبی ـ در مقایسه با گروه فاقد خواب REM ـ کاهش یافت. بنابراین، به نظر می‌رسد خواب REM می‌تواند موجب تغییراتی در شیوه ارتباط نورون‌ها با یکدیگر شود. این عملکرد مطابق با دیدگاهی است که می‌گوید خواب REM اجازه می‌دهد سیستم‌های فرآیند حافظه مغز به تعادل دوباره دست پیدا کند که همین موضوع پاسخ موثری را برای تجارب روز بعد فراهم می‌سازد. در حال حاضر دانشمندان با این تحقیقات معتقدند مغز در مرحله خواب REM ترمیم می‌شود. پیش از این در مورد خواب‌های مبتنی بر REM گفته می‌شد که مانع ترمیم مغز می‌شود، زیرا علایمی مشابه بیداری دارد، اما جالب است بدانید مغز در این مرحله از خواب، بسیار فعال است و متابولیسم آن تا 20 درصد افزایش می‌یابد. همچنین الگوی امواج مغزی (EEG) بسیار شبیه زمان بیداری می‌شود و ضربان قلب و تنفس به سطح بیداری در روز می‌رسد. دمای بدن و فشار خون افزایش می‌یابد و سیستم عصبی سمپاتیک که پاسخ‌های تحریکی را ایجاد می‌کند، دو برابر بیداری فعال می‌شود. به‌طور خلاصه خواب REM مرحله‌ای از خواب است که در آن مغز کاملا فعال است، اما فعالیت مغز به‌صورتی نیست که شخص به اطراف خود واقف و در نتیجه بیدار باشد. همچنین در مرحله خواب REM، آنچه آموخته‌ایم در حافظه تثبیت می‌شود. به‌طور خلاصه بعد از قرار گرفتن در بستر، وقتی در خواب سبکی فرو می‌رویم، در واقع به مرحله اول خواب وارد شده‌ایم و به‌طور طبیعی این مرحله به تدریج عمیق‌تر می‌شود تا به مرحله دو، سه و چهار (خواب موج آهسته) تبدیل شود. سپس از خواب عمیق به خواب سبک برمی‌گردیم، یعنی از مرحله چهار برمی‌گردیم به مراحل سه، دو و یک. این رفت و برگشت حدود یک ساعت و نیم به طول می‌انجامد. سپس اولین خواب REM که اغلب بسیار کوتاه است، تجربه می‌شود. این سیکل خواب موج آهسته و سپس REM تا صبح سه تا پنج بار تکرار می‌شود. در این سیکل‌ها هرچه به صبح نزدیک می‌شویم، از مدت خواب موج آهسته کاسته و بر میزان خواب REM افزوده می‌شود، بنابراین یک‌سوم ابتدایی شب باارزش‌ترین زمان خواب را تشکیل می‌دهد.
ارسال نظر