Brak snu: niektóre neurony śpią w obudzonym mózgu

Po niedostatecznej ilości snu, niektóre neurony, zbyt już zmęczone, zatrzymują swoją aktywność, podczas gdy mózg jest ciągle w fazie jawy i ciągle działa. Te błędy w aktywności mózgowej mogą wyjaśnić więc niektóre „awarie” związane ze zmęczeniem, ale mogą również pozwalać mózgowi na chwilę odpoczynku, stwierdzają naukowcy.

Sen jest niezbędny do przeżycia wielkiej liczbie zwierząt, a w szczególności wszystkim ssakom, nie wyłączając człowieka. Zresztą, istoty ludzkie potrzebują średnio 7 godzin snu na dobę, aby być w jak najlepszej formie, i jest to fakt niezbity, podtrzymują specjaliści.

Ale, co się w zasadzie dzieje, kiedy pozbawiamy organizm jego codziennego, przynależnego mu odpoczynku? Według nowego amerykańskiego badania, opublikowanego w przeglądzie Nature, część mózgu robi sobie po prostu przerwę, nawet wtedy, kiedy dana jednostka jest obudzona!

Wyjaśnienia

Sen charakteryzuje się zmianą aktywności mózgowej w stosunku do stanu jawy. Podczas gdy funkcje życiowe, kiedy śpimy, pozostają na szczęście w dalszym ciągu w pełni aktywne, dzięki najprymitywniejszym częściom mózgu, które zarządzają sercem, płucami albo jeszcze syntezą hormonów, to funkcje bardziej świadome są z kolei w stanie spoczynku w okresie snu.

Neurony kory mózgowej, związane z tymi świadomymi funkcjami, oscylują w czasie snu między stanem „zapalony” i „zgaszony”.

Badanie nad szczurami zbyt zajętymi graniem, aby spać

Stan „zapalony” jest podobny do aktywności neuronalnej obserwowanej w momencie, kiedy jesteśmy obudzeni. Charakteryzuje się on nieregularną aktywnością neuronów, gdzie elektroencefalogram rejestruje fale o niskiej amplitudzie i o wysokiej frekwencji.

I na odwrót – stan „zgaszony” charakteryzuje się zahamowaniem aktywności neuronów, co można zaobserwować na elektroencefalogramie, w postaci fal o dużej amplitudzie i niskiej frekwencji.

Aby poznać efekt braku snu na tego typu aktywność mózgową, naukowcy z Uniwersytetu Wisconsin-Madison obserwowali bardzo dokładnie mózgi szczurów przetrzymywanych bez snu przez wiele godzin, poprzez wprowadzenie do ich klatek nowych przedmiotów, nieodparcie pociągających (kolorowe piłki, pudełka, rurku albo jeszcze kawałki gniazd pochodzące od innych szczurów, na których pozostawiono bardzo intrygujące zapachy).

Globalne badania elektroencefalogramów tych gryzoni, tak samo jak i ich zachowanie (w pełni aktywności, co było nieuniknione), pozwoliły się upewnić, że szczury bez wątpienia nie zasnęły.

Jednakże, badacze mogli zauważyć, że im bardziej gryzonie były pozbawione snu, tym bardzej niektóre strefy kory czołowej (pozornie w sposób losowy) wysyłają sygnały o niskiej częstotliwości, a więc są zgaszone. W konsekwencji, aktywność motoryczna u tych zwierząt jest zaburzona.

Poziom powodzenia w osiągnięciu celu zmniejsza się w sposób znaczący, tym bardziej, im większą liczbę godzin szczur jest utrzymywany w stanie jawy. 

Z punktu widzenia fizycznego, zmęczenie neuronów pozwalać ma więc na wyjaśnienie spadku umiejętności, który często obserwowany jest u jednostek pozbawionych snu.

Lokalne uśnięcie mózgu

Takie zmęczenie neuronalne jest tylko częściowe i różni się od tego, co nazywamy mikrosnami. W tych fazach, które trwają jedynie kilka sekund, oczy zamykają się, a całość kory mózgowej reaguje tak samo, jak w czasie prawdziwej fazy snu.

Według naukowców, zaśnięcie lokalne mózgu przypomina bardziej to, które można zaobserwować w niektórych postaciach epilepsji. W konkretnym przypadku braku snu - bardziej niż dysfunkcją - to zaśnięcie lokalne ma być środkiem, którym posługuje się mózg, aby zachować energię neuronów, przy jednoczesnym jak najmniejszym upośledzeniu organizmu w całej jego integralności.

Te zmęczone neurony w obudzonym mózgu mogą być odpowiedzialne za niedobór uwagi, za emocjonalne osądy, za predyspozycje do popełniania błędów oraz drażliwości, której doświadczamy co prawda, kiedy się nie wyspaliśmy, ale kiedy też nie czujemy się szczególnie zmęczeni, wyjaśnia Giulio Tononi z Uniwersytetu Wisconsin-Madison, autor tych prac.

Naprawdę, jest powód do niepokoju, kiedy bierzemy pod uwagę statystyki dotyczące bezsenności...