Ten język jest tłumaczony maszynowo i nie został zweryfikowany przez człowieka.

Nauka · Artykuł

Dlaczego ludzie śpią i co dzieje się w mózgu i ciele podczas nocy

Opublikowano:

girl sleeping label QS:Len,"Sleeping Girl" label QS:Lde,"Schlafendes Mädchen"
Obraz: Domenico Fetti · Public domain · Wikimedia Commons

W skrócie

Sen to nie bierny czas wolny: podczas typowej nocy mózg przechodzi przez odrębne etapy, które konsolidują pamięć, regenerują tkanki i usuwają komórkowe odpady, podczas gdy dwa oddzielne zegary biologiczne decydują, kiedy pojawia się senność. Badania podsumowane przez amerykańskie agencje zdrowia i laboratoria uniwersyteckie pokazują, że sen wpływa na prawie każdy system narządów, a przewlekły niedobór snu zwiększa ryzyko warunków od wysokiego ciśnienia krwi do cukrzycy typu 2.

Ta wersja jest tłumaczeniem maszynowym oryginału (English). Przeczytaj oryginał

Naukowcy wciąż debatują nad jedynym ewolucyjnym powodem, dla którego ludzie śpią przez mniej więcej trzecią część swojego życia, ale dziesięciolecia badań szczegółowo odwzorowały, co mózg i ciało faktycznie robią podczas snu. Dwa procesy dominują: mózg przechodzi przez odrębne etapy elektryczne, a przez całą noc wykonuje prace konserwacyjne, które trudno przeprowadzić w stanie czuwania.

Noc zbudowana jest z powtarzających się cykli 90-minutowych

Sen alternuje między snem nie-REM (NREM) i snem REM (szybki ruch gałek ocznych), zgodnie z Krajowym Instytutem Zdrowia Dziecka i Rozwoju Człowieka (NICHD) w USA. Sam sen NREM ma trzy etapy: etap 1 to krótki przejście do snu; etap 2 przynosi wolniejsze fale mózgowe i spadek temperatury ciała; etap 3 to głęboki sen, charakteryzujący się najniższym tętnem i oddechem oraz uwalnianiem hormonu wzrostu do regeneracji tkanek.

Sen REM rozpoczyna się około 90 minut po zaśnięciu. Oczy poruszają się szybko, oddech staje się szybki i nieregularny, większość mięśni jest tymczasowo sparaliżowana, a mózg staje się bardzo aktywny — stan, który NICHD wiąże z nauką i konsolidacją pamięci. Pełny cykl NREM-REM trwa około 90 minut i powtarza się kilka razy w ciągu nocy, zgodnie ze Sleep Foundation, niekomercyjną organizacją zajmującą się informacją zdrowotną. Głęboki sen dominuje we wczesnych cyklach; w miarę postępu nocy głęboki sen się skraca, podczas gdy okresy REM się wydłużają, tak że w końcowych cyklach śpiący spędza prawie cały czas na etapie 2 i REM, zgodnie z NICHD.

Przez całą noc sen NREM stanowi 75 do 80 procent całkowitego czasu snu, przy czym sam etap 2 odpowiada mniej więcej połowie, jak informuje Sleep Foundation. Sen REM stanowi resztę.

Mózg lekko się zmniejsza, aby się oczyścić

Jedno z najwyraźniejszych odkryć funkcjonalnych pochodzi z badania z 2013 roku w czasopiśmie Science prowadzonego przez zespół neuronaukowca Maikena Nedergaarda z Uniwersytetu w Rochester. Naukowcy zidentyfikowali to, co nazwali systemem glimfatycznym, sieć, która wykorzystuje płyn mózgowo-rdzeniowy przepływający przez kanały wokół naczyń krwionośnych, aby usuwać metaboliczne odpady z tkanki mózgowej, zgodnie z relacją Medycznego Centrum Uniwersytetu w Rochester (URMC).

Zespół odkrył, że komórki mózgu zmniejszają się o około 60 procent podczas snu, otwierając więcej przestrzeni między komórkami dla przepływu płynu, i że system był prawie dziesięć razy bardziej aktywny podczas snu niż podczas czuwania, jak doniosło URMC. W tym samym badaniu mózgi śpiące usunęły więcej beta-amyloidu, białka związanego z chorobą Alzheimera, niż mózgi czuwające. Neuroprzekaźnik noradrenalina wydaje się pomagać w wyzwoleniu zmiany wielkości komórki, zgodnie z tym samym raportem, chociaż naukowcy zauważają, że pełny obraz regulacyjny jest wciąż opracowywany.

Dwa oddzielne zegary decydują, kiedy czujesz senność

Timing snu jest kontrolowany przez dwa współdziałające systemy, zgodnie z BrainFacts.org, zasobem edukacji publicznej od towarzystw neuronauki, w tym Society for Neuroscience. Pierwszy to zegar circadian, kierowany przez suprachiasmatyczne jądro (SCN), skupisko komórek nerwowych w podwzgórzu. Komórki SCN zawierają 'białka zegara', które cyklują mniej więcej co 24 godziny i otrzymują sygnały świetlne bezpośrednio z siatkówki, dlatego właśnie zegar można resetować poprzez ekspozycję na światło dzienne lub przecinanie stref czasowych.

Drugi system to ciśnienie snu homeostatycznego, napędzane przez adenozinę, substancję chemiczną, która kumuluje się w mózgu, im dłużej osoba pozostaje czuwa. Kiedy adenozyna wiąże się z receptorami na komórkach mózgu związanych z pobudzeniem, osłabia ich aktywność i zwiększa senność; sen oczyszcza nagromadzenie. Kofeina działa poprzez blokowanie tych samych receptorów adenozyny, dlatego opóźnia uczucie senności bez wyeliminowania podstawowego deficytu snu, zgodnie z BrainFacts.org.

Ile snu jest zalecane i co się dzieje bez niego

Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom w USA (CDC) publikują rekomendacje dotyczące czasu trwania snu w zależności od wieku, odtworzone poniżej.

Zalecany czas snu CDC w zależności od wieku
Grupa wiekowaRekomendowany sen na 24 godziny
Noworodek (0–3 miesiące)14–17 godzin
Niemowlę (4–12 miesięcy)12–16 godzin, łącznie z drzemką
Małe dziecko (1–2 lata)11–14 godzin, łącznie z drzemką
Dziecko w wieku przedszkolnym (3–5 lat)10–13 godzin, łącznie z drzemką
Wiek szkolny (6–12 lat)9–12 godzin
Nastolatek (13–17 lat)8–10 godzin
Dorosły (18–60 lat)7 lub więcej godzin
Dorosły (61–64 lata)7–9 godzin
Dorosły (65 lat i starszy)7–8 godzin

CDC stwierdza, że stałe otrzymywanie mniej niż zalecanej ilości jest powiązane z wyższym ryzykiem cukrzycy typu 2, chorób serca, wysokiego ciśnienia krwi i udaru, oraz że wystarczający sen jest powiązany z mniejszą liczbą chorób, lepszą regulacją nastroju i niższym ryzykiem wypadków samochodowych.

Co pozostaje nieznane

Wyniki badań oczyszczania glimfatycznego pochodzą z badań na myszach; relacja URMC zauważa, że mechanizm jest uważany za wiarygodne wyjaśnienie części regeneracyjnej funkcji snu u ludzi, oraz że potwierdzenie jego dokładnej roli w ludzkiej chorobie neurodegeneracyjnej pozostaje aktywnym obszarem badań. Podobnie agencje, w tym NICHD, opisują konsolidację pamięci i regenerację tkanek jako ustalone skojarzenia określonych etapów snu, a nie jedną udowodnioną 'cel' snu jako całości.

Pytania

Dlaczego ludzie w ogóle potrzebują snu?
Sen wspomaga konsolidację pamięci, regenerację tkanek i mięśni, uwalnianie hormonów oraz procesy oczyszczania całego mózgu zwane systemem glimfatycznym, który jest znacznie bardziej aktywny podczas snu niż podczas czuwania, zgodnie z podsumowaniami badań NICHD i Medycznego Centrum Uniwersytetu w Rochester.
Co się dzieje podczas snu REM?
Sen REM rozpoczyna się około 90 minut po zaśnięciu i charakteryzuje się szybkim ruchem gałek ocznych, nieregularnym szybkim oddechem, tymczasowym paraliżem mięśni, żywymi snami i wysoką aktywnością mózgu związaną z nauką i pamięcią, zgodnie z NICHD.
Ile cykli snu zachodzi w ciągu jednej nocy?
Pełny cykl NREM-REM trwa około 90 minut i powtarza się kilka razy w ciągu nocy, przy czym głęboki sen jest skoncentrowany na początku, a okresy REM wydłużają się później, zgodnie ze Sleep Foundation i NICHD.
Ile godzin snu potrzebują dorośli?
CDC zaleca 7 lub więcej godzin na noc dla dorosłych w wieku 18–60 lat, 7–9 godzin dla osób w wieku 61–64 lat i 7–8 godzin dla osób w wieku 65 lat i starszych.
Co się dzieje, jeśli nie wyśpisz się wystarczająco?
CDC wiąże przewlekły niedobór snu z wyższym ryzykiem cukrzycy typu 2, chorób serca, wysokiego ciśnienia krwi i udaru, a także bardziej częstymi chorobami i zmniejszoną stabilnością nastroju.

Źródła

  1. NICHD — What happens during sleep?
  2. Sleep Foundation — What Happens During NREM Sleep?
  3. University of Rochester Medical Center — To Sleep, Perchance to Clean
  4. CDC — About Sleep
  5. BrainFacts.org — Sustaining the Sleep-Wake Cycle

Ten tekst przygotowała sztuczna inteligencja, a przed publikacją przeszedł automatyczną kontrolę źródeł. Jeśli widzisz błąd, poproś o sprostowanie. Poproś o sprostowanie lub odpowiedź · Jak to robimy

Powiązane