Elgondolkodtál már azon, mi történik az agyadban, amikor ébren maradsz egy napot, egy éjszakát és egy másik napot, mielőtt végre aludnál? Nos, most tudtuk meg.

Ez már hosszú évek óta ismert hogy mennyire álmosak vagyunk, mennyire tudunk számokat összeadni, odafigyelni vagy működő memóriafeladatot végezni, attól függ, hogy mióta ébren vagyunk, és a napszaktól. Általában, ha két napig (egy nap, egy éjszaka, majd másnap) ébren vagyunk, az első 16 óra ébren van - a teljesítmény jó és nem sokat változik.

De amikor belépünk a „biológiai éjszakai időbe”, amint azt a melatonin hormon emelkedése jelzi, a teljesítmény gyorsan romlik, és másnap reggel 6-8 óra körül eléri a minimumot. A második napon a teljesítmény kissé javulhat (de még mindig jóval az első nap alatt), és csak egy jó éjszakai alvás után tér vissza a normál, alapszintre.

Ennek a teljesítmény -ütemtervnek a fő jellemzője, hogy nem romlik lineárisan az ébrenlét óta, hanem a napszak szerint módosul. Valójában ma már tudjuk, hogy valójában nem a „napszak”, hanem a „belső biológiai napszak” okozza az alvásvesztés hatásait. Viselkedési szinten tehát az agyműködést a cirkadián ritmus és az alvás homeosztázis együttes hatása határozza meg - az alvási nyomás, amely az ébrenlét során felhalmozódik és alvás közben eloszlik.

Cirkadián ritmus

A cirkadián ritmus a viselkedés és a fiziológia számos aspektusában megfigyelhető, és az agy és a test szinte minden sejtjében a cirkadián órák generálják. Helyileg ezek a ritmusok generálódnak az órafehérjék visszacsatolási hurokja által az óra génekre, amelyek genetikai információt fejeznek ki, majd ezt követően fehérjékké alakítják át

Mindezeket az órákat - beleértve az agyórákat is - egy központi igazgató/karmester szinkronizálja, amely a hypothalamus suprachiasmaticus magjának nevezett agyterületen található. Ez az agyterület a vérben és a nyálban is a melatonin ritmusát vezérli.

Tehát hogyan működik a cirkadián ritmus és az alvás homeosztázis együttes hatása? Nos, a biológiai nap folyamán a cirkadián óra riasztó vagy ébrenlétet elősegítő jelet generál, amely a nap előrehaladtával erősödik, és este eléri a maximális erőt. Ez kissé paradoxnak tűnhet, de ennek a jelnek erősödnie kell a nap előrehaladtával, mert az alvási nyomás is növekszik, minél tovább ébren vagyunk - tehát valamit éberen kell tartanunk.

De ahogy belépünk a biológiai éjszakába, az ébrenlétet elősegítő cirkadián jel szertefoszlik, és alvást elősegítő jellé alakul, amelynek maximális ereje 6-8 óra körül van. Ez ismét kissé paradoxnak tűnhet, de normál körülmények között, amikor éjszaka alszunk, ez jól jön, mert az alvást elősegítő jel lehetővé teszi számunkra, hogy továbbra is jól aludjunk hat vagy hét óra elteltével is, amikor az alvási nyomás eloszlott.

A problémák azonban akkor merülnek fel, amikor éjjel és másnap is ébren vagyunk. Az éjszaka folyamán az alvási nyomás továbbra is magas, sőt nő, mert ébren vagyunk. A cirkadián jelzés már nem ellenzi ezt a nyomást, és küzdünk, hogy ébren maradjunk és teljesítsünk. Másnap a cirkadián óra, amely még mindig ketyeg, függetlenül attól, hogy alszunk -e vagy sem, ismét ébresztő jeleket kezd hirdetni, így egy kicsit könnyebb lesz a teljesítmény és az ébrenlét.

Hogy néz ez ki az agyban?

Ez mind jó és jó, és van értelme. Valóban, ez a működési modell széles körben elfogadott abból, amit a viselkedés tekintetében láttunk. De hogyan néz ki a cirkadián ritmus és az alvás homeosztázis együttes hatása az emberi agyban

A Liege -i Egyetem és a Surrey -i Egyetem kutatócsoportja 33 ember agyát fürkészte funkcionális mágneses rezonancia képalkotás (fMRI) segítségével - amely részletes képet ad az agyi idegrendszeri aktivitás szintjéről -, akik alváshiányosak voltak két napig, majd egy helyreállítási időszakot követően aludjon. Azt is megmértük a melatonin szintjét, hogy jól mutassuk a belső biológiai időt, amely egyénenként változik. Eredményeink megjelent a Science.

Minden résztvevő számára 13 agyi képet kaptak, miközben egy egyszerű reakcióidős feladatot hajtottak végre. Tizenkét agyi képet gyűjtöttek össze az alváshiány során olykor, amikor az esti és a reggeli teljesítmény változásaira jellemző gyors változások voltak jellemzőek. A tizenharmadik kép a gyógyulást követően készült.

A tevékenység több agyi régióban, és különösen a szubkortikális területeken (például a thalamusban, amely az agykéregbe történő információközlés fő központja), 24 órás ritmikus (cirkadián) mintát követett, amelynek időzítése meglepő módon az agyi régiók között változott. Más agyi régiók - különösen a frontális agyterületek, beleértve magasabb rendű társulási területek -az aktivitás csökkenését mutatta az ébrenléti idővel, majd az alvás előtti deprivációs szinthez való visszatérést mutatta a helyreállító alvás után. Néhány agyrégió olyan ritmusmintát mutatott, amely egy ritmikus minta és az ébrenléthez kapcsolódó hanyatlás kombinációja volt.

Még meglepőbb, hogy az alvásvesztésnek az agyi aktivitásra gyakorolt ​​hatásai sokkal elterjedtebbek voltak, amikor a résztvevők egyszerű reakcióidős feladatot hajtottak végre, összehasonlítva egy összetettebb memóriafüggő feladattal.

Mindez azt jelenti, hogy úgy tűnik, hogy az agy különböző régióit eltérően érinti az alvásvesztés és a cirkadián ritmus, és összességében az eredmények mind ezeknek a hatásoknak az áthatóságát, mind pedig a hatások hasonlóságát és helyi jellegét mutatják.

Az agyi válaszok sokfélesége azt mutatja, hogy mennyire összetettek azok a mechanizmusok, amelyekkel az agy reagál az alvásvesztésre. Segít megérteni, hogyan tarthatja fenn az agy teljesítményét nappal és éjszaka. Ezek az eredmények megnyugtathatják a műszakban dolgozókat és a nagyon hosszú órákat dolgozó embereket, akik nem tudnak odafigyelni és koncentrálni a munkájukra, különösen a kora reggeli órákban. Igen, az agyad más lesz éjszaka, mint nappal. Azt is javasolják, hogy ha későn dolgozik, akkor jobb, ha becsomagolja, alszik, és reggel újrakezdi.

Segíthet abban is, hogy jobban megértsük, miért nőnek és fogynak a pszichiátriai és neurodegeneratív állapotok számos tünete, és miért kora reggel az alvás nélküli éjszaka után küzdünk a figyelem fenntartásáért, míg este ez nem probléma.

A szerzőről

Derk-Jan Dijk, az alvás és élettan professzora és a Surrey Sleep Research Center igazgatója, Surrey Egyetem

Pierre Maquet, a Cyclotron Research kutatási igazgatója, Liège Egyetem

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

at InnerSelf Market és Amazon