چرا انسان ها خواب می روند و چه اتفاقی در مغز و بدن در شب درون می افتد

دانشمندان هنوز درباره یک دلیل تکاملی برای اینکه انسان ها تقریباً یک سوم زندگی خود را خواب می روند بحث می کنند، اما دهه های تحقیق به طور دقیق نشان داده است که مغز و بدن در واقع در حین خواب چه می کنند. دو فرآیند غالب هستند: مغز از میان مراحل الکتریکی متمایز می گذرد، و در تمام شب کار نگهداری انجام می دهد که انجام آن در حالت بیداری دشوار است.

شب از چرخه های تکراری 90 دقیقه ای ساخته شده است

خواب بین خواب غیر حرکت چشم سریع (NREM) و خواب حرکت چشم سریع (REM) متناوب می شود، مطابق با موسسه ملی آمریکایی سلامت کودکان و توسعه انسانی (NICHD). خواب NREM خود سه مرحله دارد: مرحله 1 گذار کوتاه به خواب است؛ مرحله 2 امواج مغز کندتر و کاهش دمای بدن را به همراه می آورد؛ مرحله 3 خواب عمیق است، که با کندترین ضربان قلب و تنفس و آزاد سازی هرمون رشد برای ترمیم بافت مشخص می شود.

خواب حرکت چشم سریع حدود 90 دقیقه پس از خواب شروع می شود. چشم ها سریع حرکت می کنند، تنفس سریع و نامنظم می شود، بیشتر عضلات به طور موقت فلج می شوند، و مغز بسیار فعال می شود، وضعیتی که NICHD آن را به یادگیری و تثبیت حافظه ربط می دهد. یک چرخه کامل NREM-REM حدود 90 دقیقه طول می کشد و چندین بار در شب تکرار می شود، طبق بنیاد خواب، یک سازمان غیرانتفاعی برای اطلاعات سلامت. خواب عمیق چرخه های اولیه را تسلط می کند؛ همانطور که شب پیش می رود، خواب عمیق کوتاه می شود در حالی که دوره های REM طول می کشد، به طوری که در آخرین چرخه ها افراد تقریباً تمام وقت خود را در مرحله 2 و REM می گذرانند، طبق NICHD.

در طول شب کامل، خواب NREM 75 تا 80 درصد از کل زمان خواب را تشکیل می دهد، و مرحله 2 به تنهایی حدود نصف را حساب می کند، طبق بنیاد خواب. خواب حرکت چشم سریع باقی مانده را تشکیل می دهد.

مغز کمی کوچک می شود تا خود را پاک کند

یکی از روشن ترین اکتشافات عملکردی از یک مطالعه سال 2013 در مجله Science به رهبری تیم عالم اعصاب Maiken Nedergaard از دانشگاه Rochester آمد. محققان آنچه را که سیستم گلیمفاتیک نام گذاری کردند شناسایی کردند، شبکه ای که از مایع نخاعی جاری شده از طریق کانال های اطراف رگ های خونی برای پاکسازی زباله های متابولیکی از بافت مغز استفاده می کند، طبق حساب مرکز پزشکی دانشگاه Rochester (URMC).

تیم تحقیق دریافت که سلول های مغز حدود 60 درصد در طول خواب کوچک می شوند، فضای بیشتری بین سلول ها برای عبور مایع باز می کند، و این سیستم تقریباً ده برابر در حین خواب نسبت به بیداری فعال تر بود، URMC گزارش کرد. در همان مطالعه، مغزهای خوابیده آمیلوئید بتا، پروتئینی که با بیماری آلزایمر مرتبط است، را بیشتر از مغزهای بیدار پاکسازی کردند. نوراردنالین، یک نوروترانسمیتر، ظاهراً کمک می کند تا تغییر اندازه سلول را تحریک کند، طبق همان حساب، اگرچه محققان توجه می دهند که تصویر تنظیمی کامل هنوز در حال بررسی است.

دو ساعت جداگانه تعیین می کنند که چه زمانی احساس خواب آلودگی می کنید

زمان خواب توسط دو سیستم متقابل کنترل می شود، طبق BrainFacts.org، منبع آموزش عمومی از جمعیات علوم اعصاب شامل جمعیت علوم اعصاب. اول ساعت سیرکادین است، که توسط هسته فوق تصالبی (SCN) اجرا می شود، خوشه ای از سلول های عصبی در هیپوتالاموس. سلول های SCN دارای پروتئین های ساعت هستند که تقریباً هر 24 ساعت چرخش می کنند و سیگنال های نور را مستقیماً از شبکیه دریافت می کنند، که چرا است که ساعت را می توان با قرار گرفتن در معرض نور روز یا با عبور از مناطق زمانی ریست کرد.

سیستم دوم فشار خواب هموستاتیک است، که توسط آدنوزین، یک مادهی شیمیایی که هرچه بیشتر انسان بیدار بماند، در مغز جمع می شود. وقتی آدنوزین به گیرنده های سلول های مغز مرتبط با بیداری متصل شود، نشاط آنها را کاهش می دهد و خواب آلودگی را افزایش می دهد؛ خواب جمع شدگی را پاک می کند. کافئین با مسدود کردن همان گیرنده های آدنوزین کار می کند، که چرا است که تأخیر احساس خواب آلودگی بدون حذف بدهی خواب زیربنایی، طبق BrainFacts.org.

چه مقدار خواب توصیه می شود و بدون آن چه می شود

مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری های آمریکایی (CDC) دستورالعمل های مدت خواب بر اساس سن را منتشر می کند، در زیر آورده شده است.

CDC اعلام می کند که به طور مداوم کمتر از مقدار توصیه شده خواب با خطر بیشتر دیابت نوع 2، بیماری قلبی، فشار خون بالا و سکته مغزی مرتبط است، و آن خواب کافی با بیماری کمتر، تنظیم خلق و خو بهتر و خطر کمتر تصادفات خودرو مرتبط است.

آنچه هنوز نامعلوم است

یافته های پاکسازی گلیمفاتیک از مطالعات موشی می آیند؛ حساب URMC توجه می دهد که این مکانیسم توضیح قابل قبول برای بخشی از عملکرد احیا کننده خواب در انسان ها در نظر گرفته می شود، و تایید نقش دقیق آن در بیماری های نابودی کننده عصبی انسانی یک حوزه فعال تحقیق باقی می ماند. به طور مشابه، آژانس هایی از جمله NICHD، تثبیت حافظه و ترمیم بافت را به عنوان انجمن های مثبت شده برای مراحل خواب خاص، تا یک "هدف" منفرد ثابت شده خواب به عنوان کل توصیف می کنند.