Hiç uyumadan önce, bir gün, bir gece ve bir başka gün için uyanık kaldığınızda beyninizin içinde neler olduğunu merak ettiniz mi? Daha yeni öğrendim.

O olmuştur uzun yıllardan beri bilinen ne kadar uykulu olduğumuz, ne kadar iyi ekleyebileceğimiz, dikkat edebileceğimiz veya çalışan bir hafıza görevi yürütebileceğimizin ne kadar uyanık olduğumuza ve günün saatine bağlıdır. Genellikle iki gün boyunca (bir gün, gece ve ertesi gün) uyanık kalırsak, ilk 16 saat kadar uyanıklık olur - performans iyidir ve fazla değişmez.

Ancak, “biyolojik gece saatine” girdiğimizde, melatonin hormonunun yükselmesiyle belirtildiği gibi, performans hızla düşmekte ve ertesi sabah 6-8 civarında bir minimum seviyeye ulaşmaktadır. İkinci gün, performans biraz daha iyi olabilir (ancak yine de günün ilk gününün oldukça altında) ve iyi bir gece uykusu sonrasında sadece normal, başlangıç ​​seviyelerine geri döner.

Bu performans zaman çizelgesinin temel özelliği, ne kadar uyanık olduğunuza bağlı olarak doğrusal olarak bozulmaması değil, bunun yerine günün saatine göre ayarlanmasıdır. Aslında şimdi biliyoruz ki aslında “günün saati” değil, “uyku gününün içsel biyolojik saati”. Davranış düzeyinde, o zaman, beyin fonksiyonu, sirkadiyen ritmikliği ve uyku homeostazının birleşik etkileri ile belirlenir - uyanıklık sırasında ortaya çıkan ve uyku sırasında dağılan uyku basıncı.

Sirkadiyen ritim

Sirkadiyen ritmikliği, davranış ve fizyolojinin birçok yönlerinde görülebilir ve beyindeki ve vücuttaki hemen hemen her hücrede sirkadiyen saatler tarafından üretilir. Yerel olarak, bu ritimler Üretilir Saat proteinlerinin daha sonra proteinlere çevrilen genetik bilgiyi ifade eden saat genlerine geri besleme döngüsü ile

Tüm bu saatler - beyin saatleri de dahil olmak üzere - hipotalamustaki suprachiasmatic çekirdeği adı verilen bir beyin bölgesinde bulunan merkezi bir yönetici / iletken tarafından senkronize edilir. Beynin bu bölgesi ayrıca melatoninin kan ve tükürük ritmini de arttırır.

Peki bu sirkadiyen ritmikliğin ve uyku homeostazının birleşik hareketi nasıl çalışır? Biyolojik gün boyunca sirkadiyen saat, gün ilerledikçe ve akşamları maksimum güçlendiğinde güçlenen bir uyarı veya uyanıklık teşvik edici sinyal üretir. Bu biraz paradoksal görünebilir, ancak gün ilerledikçe bu sinyalin daha güçlü olması gerekir, çünkü uyku basıncı da uyanık olduğumuzda daha uzun süre artar - bu yüzden bir şeyin bizi uyarması gerekir.

Ancak biyolojik geceye girerken, sirkadiyen sinyalini teşvik eden uyanıklık, 6-8am civarında maksimum kuvvetle dağılır ve uykuya teşvik edici bir sinyale dönüşür. Yine, bu biraz paradoksal görünebilir, ancak normal koşullarda, gece uyuduğumuzda, kullanışlı olur çünkü uyku teşvik sinyali, uyku basıncı kaybolduğunda altı ya da yedi saat sonra bile iyi uyumaya devam etmemize izin verir.

Bununla birlikte, geceleri ve ertesi gün uyanık kaldığımızda sorunlar ortaya çıkar. Gece boyunca uyku basıncı yüksek kalır ve hatta uyanık olduğumuz için artar. Sirkadiyen sinyali artık bu baskıya karşı gelmiyor ve uyanık kalmak ve performans göstermek için mücadele ediyoruz. Ertesi gün, hala uyuyor olup olmamamızı tıkayan sirkadiyen saat, uyanık sinyalleri tekrardan başlatmaya başlar, böylece gerçekleştirilmesi ve uyanık kalması biraz daha kolay hale gelir.

Beyindeki bu neye benziyor?

Bunların hepsi güzel ve iyi ve mantıklı. Aslında, bu çalışma modeli, davranış söz konusu olduğunda ne gördüğümüzden geniş ölçüde kabul görmüştür. Ancak bu sirkadiyen ritim ve uyku homeostazının birleşik hareketi insan beyninin içinde nasıl görünür?

Liege Üniversitesi ve Surrey Üniversitesi'nden araştırma ekibimiz, beyinde uykudan mahrum bırakılmış beyin boyunca nöronal aktivite seviyelerinin detaylı bir resmini veren 33 çalışanlarının beyinlerini fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullanarak taradı. iki gün ve iyileşme döneminin ardından. Ayrıca bireyler arasında değişen iç biyolojik zamanın iyi bir göstergesine sahip olmak için melatonin seviyelerini ölçtük. Sonuçlarımız Bilimde yayınlanan.

Her katılımcı için, basit bir reaksiyon süresi görevi yürütürken 13 beyin görüntüleri elde edildi. Daha önce akşamları ve sabahları performans için gözlenen hızlı değişikliklerle karakterize edilen zamanlarda uyku yoksunluğu sırasında on iki beyin görüntüsü toplandı. On üçüncü görüntü iyileşme uykusundan sonra çekildi.

Çeşitli beyin bölgelerinde ve özellikle de subkortikal alanlarda (örneğin, kortekse bilgi aktarımı için büyük bir merkez olan talamus gibi) aktivite, zamanlamasını beyin bölgeleri arasında şaşırtıcı bir şekilde değişen 24 saatlik bir ritmik (sirkadiyen) örüntü izlemiştir. Diğer beyin bölgeleri - özellikle ön beyin bölgeleri yüksek dereceli dernek alanları - uyanıklık sonrası aktivitede bir azalma ve ardından iyileşme uykusu sonrası uyku öncesi yoksunluk seviyelerine geri dönüş gösterdi. Bazı beyin bölgeleri, ritmik bir desenin bir birleşimi olan ve zaman uyanıklığı ile ilişkili bir düşüş olan bir desen sergilemiştir.

Daha da şaşırtıcı olanı ise, uyku kaybının beyin aktivitesi üzerindeki bu etkileri, katılımcılar daha karmaşık bir hafızaya dayanan göreve kıyasla basit bir reaksiyon süresi görevi gerçekleştirdiğinde çok daha yaygındı.

Tüm bunların anlamı, çeşitli beyin bölgelerinin uyku kaybından ve sirkadiyen ritmden farklı şekilde etkilenmiş gibi görünmesidir ve sonuçlar genel olarak hem bu etkilerin yaygınlığını hem de bu etkilerin yerelliğini ve benzerliğini göstermektedir.

Beyin tepkilerindeki çeşitlilik, beynin uyku kaybına tepki verdiği mekanizmaların ne kadar karmaşık olduğunu göstermektedir. Beynin gündüz ve gece boyunca performansı nasıl koruyabileceğini anlamamıza yardımcı olur. Bu sonuçlar vardiyalı çalışanlara ve çok uzun saatler çalışan insanlara, özellikle sabahın erken saatlerinde, dikkat etmeleri ve işlerine konsantre olmaları konusunda güvence verebilir. Evet, beyniniz gece gündüz olduğundan farklı olacak. Ayrıca, geç saatlere kadar çalışıyorsanız, sararmanız, biraz uyumak ve sabaha yeniden başlamanız daha iyi olabilir.

Psikiyatrik ve nörodejeneratif koşullarda neden pek çok semptomun neden gevşettiğini ve azaldığını ve neden uykusuz bir gecenin erken saatlerinde neden dikkat çekmek için mücadele ettiğimizi daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir, oysa ki bu bir sorun değildir.

Yazar hakkında

Derk-Jan Dijk, Uyku ve Fizyoloji Profesörü ve Surrey Uyku Araştırma Merkezi Direktörü, Surrey Üniversitesi

Pierre Maquet, Araştırma Direktörü, Cyclotron Research, Université de Liège

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon