مغز انسان چگونه ما را از خواب بیدار می کند؟

کلیک - اختلالات مزمن خواب، 10 الی 20 درصد جمعیت سوئیس را تحت تاثیر قرار داده است و تقریباً هر فرد حداقل یکبار در طول زندگی خود مشکلات خواب را تجربه می کند. تحقیقات بالینی و تجربی تاکید می کنند که علاوه بر کمیت خواب که اغلب در بی خوابی تحت تاثیر قرار می گیرد، کیفیت خواب (عمق خواب شما) نیز همانند کمیت آن برای یک خواب خوب شبانه و بازیابی عملکردهای "جسمی و ذهنی" اهمیت دارد. به گفته پروفسور آنتونی آدامانتیدیس از بخش تحقیقات بالینی دانشگاه برن و بخش عصب شناسی بیمارستان دانشگاه برن، "پیامدهای اختلالات خواب بر کیفیت زندگی فراتر از خواب آلودگی و تغییر خلق و خوی روزانه است. اختلال در شناخت و تشخیص، عدم تعادل هورمونی و آسیب پذیری بالا نسبت به اختلالات و بیماریهای قلبی و متابولیکی (سوخت و ساز) برخی از تاثیرات منفی رایج مرتبط با مشکلات مزمن و پیچیده خواب هستند".
کمیت و کیفیت خواب اکنون به عنوان یک نشانه اولیه برای بسیاری از اختلالات و بیماریهای عصبی مانند: آلزایمر، پارکینسون و شیزوفرنی در نظر گرفته می شود. متاسفانه، درمانهای دارویی همراه با بهبود کیفیت بهداشت در زندگی نیز تاثیرات محدودی بر این بیماری ها دارد. درمان کیفیت و کمیت خواب ناکافی از طریق روشهای درمان "پزشکی شخصی" نیز وجود ندارد.
مدارهای مغزی برای بیدار شدن و هوشیاری
پژوهش تجربی فشرده ای برای پی بردن به چگونگی کنترل چرخه خواب- بیداری و هوشیاری توسط مغز به انجام رسید، این موضوع یک معمای پیچیده در علم عصب شناسی مدرن محسوب می شود و یک کلید مرموز هیجان انگیز برای حل این مسئله است. پروفسور آدامانتیدیس به همراه محقق کارولینا گوتیرز هرنا و همکارانی از آلمان، یک کشف دوگانه انجام دادند: گروه او یک مدار جدید در مغز موش ها شناسایی کردند که فعال شدن آن باعث بیداری سریع می شود؛ در صورتی که جلوگیری از فعال شدن آن باعث عمیق تر شدن خواب می شود. این تحقیق در مجله علمی " علم عصب شناسی طبیعت" به چاپ رسیده است.
خواب پستانداران بطور سنتی به دو مرحله تقسیم می شود که شامل مرحله خواب با حرکت آرام چشم (NREM) یا خواب "سبک" و خواب REM (یا تناقضی) یا خواب عمیق/ همراه با رویا است. مدارهای اصلی مغز برای این دو حالت خواب شناسایی شده اند اما سازوکارهای دقیق و اساسی آن – مانند شروع، تداوم و پایان خواب و رویا دیدن، هنوز ناشناخته باقی مانده اند.
پروفسور آدامانتیدیس و گوتیرز هرنا در بین دو ناحیه هیپوتالاموس و تالاموس مغز یک مدار عصبی جدید را شناسایی کردند که با ریتم EEG مغز(امواج مغزی) در طول خواب ارتباط داشت. فعال شدن این مدار پیامی برای پایان خواب سبک ارسال می کند: پژوهشگران با استفاده از یک تکنولوژی جدید به نام اُپتوژنتیک، نورونهای هیپوتالاموس را از طریق ایجاد ضربانهای سبک میلی ثانیه ای کنترل پذیر کردند و نشان دادند که فعال شدن کوتاه مدت آنها در طول خواب سبک موجب بیداری های موقت و سریع شده، درحالی که فعال شدن دائمی آنها باعث بیداری های طولانی مدت می شود. برخلاف آن، غیر فعال سازی اُپتوژنتیکی این مدار باعث باثبات کردن خواب سبک شده و شدت آن را افزایش می دهد. در یک مقایسه انتقالی، بیش فعالی این مدار می تواند باعث بی خوابی شود در حالی که کم فعالی آن می تواند خواب زدگی زیاد ایجاد کند، بطوری که آن را به یک هدف درمانی جدید برای اختلالات خواب تبدیل می کند.
ایجاد زمینه خارج شدن از حالت بیهوشی و عدم هوشیاری
بطور جالب توجهی، قدرت بیدارکنندگی این مدار آنقدر زیاد است که فعال شدن آن، خارج شدن از بیهوشی و بازیابی هوشیاری را تسریع می کند. طبق نظر پروفسور آدامانتیدیس، "این یک کشف هیجان انگیز است زیرا نگرش های درمانی به احیاء شدن از حالت نباتی و حالت هوشیاری حداقلی نسبتاً محدود است." تحریک الکتریکی غیر انتخابی عمیق مغز با موفقیت نسبی مورد استفاده قرار گرفته است، اما با این وجود، هنوز سازوکارهای اصلی مغز مبهم باقی مانده است. در این تحقیق، پروفسور آدامانتیدیس، کارولینا گوتیرز هرنا و همکارانشان به یک مدار مغزی انتخابی مهم برای بازیابی هوشیاری دست پیدا کردند.
یافته های دوگانه پژوهشگران دانشگاه برن سازوکارهای بیدارکنندگی مغز را مشخص تر کرد و رویکرد جدیدی را برای درمان پزشکی مناسب اختلالات خواب گشود و همچنین یک نقشه راه برای بیدار کردن بیماران از حالت زندگی نباتی و حداقل هوشیاری فرآهم کرد. با این وجود، پروفسور آدامانتیدیس تاکید می کند که " اگرچه ما اکنون قدم بسیار مهمی به سمت جلو برداشته ایم، اما کمی زمان خواهد برد تا روشهای درمانی جدید بر اساس نتایج یافته های ما طراحی شوند."
منبع:www.dailyscience.com