هل تساءلت يومًا ما الذي يحدث داخل دماغك عندما تبقى مستيقظًا ليوم أو ليلًا أو يومًا آخر قبل أن تنام أخيرًا؟ حسنا ، لقد وجدنا للتو.

فقد كان معروفة لسنوات عديدة كيف نعاني ، ومدى نجاحنا في جمع الأرقام ، وإيلاء الاهتمام أو إجراء مهمة الذاكرة العاملة يعتمد على طول المدة التي استيقظنا عليها والوقت من اليوم. عادة إذا بقينا مستيقظين خلال فترة يومين (يوم ، ليلة ثم في اليوم التالي) فإن أول ساعة 16 أو ما شابه ذلك هو من الاستيقاظ - الأداء جيد ولا يتغير كثيرا.

ولكن حين ندخل "الوقت الليلي البيولوجي" ، كما يتضح من ارتفاع هرمون الميلاتونين ، يتدهور الأداء بسرعة ويصل إلى الحد الأدنى حول 6-8am في صباح اليوم التالي. في اليوم الثاني ، يمكن للأداء أن يصبح أفضل قليلاً (ولكن أقل من ذلك بكثير في اليوم الأول) ويعود فقط إلى مستويات خط الأساس الطبيعية بعد ليلة نوم جيدة.

السمة الرئيسية لهذا الجدول الزمني للأداء هو أنه لا يتدهور خطيًا استنادًا إلى المدة التي كنت فيها مستيقظًا ولكن يتم تعديلها بدلاً من الوقت. في الواقع ، نحن نعرف الآن أنه ليس في الواقع "الوقت من اليوم" ولكن "الوقت البيولوجي الداخلي من اليوم" الذي يسبب آثار فقدان النوم. على المستوى السلوكي ، إذن ، يتم تحديد وظيفة الدماغ من خلال التأثيرات المجمعة للإيقاع اليومي واستتباب النوم - ضغط النوم الذي يتراكم أثناء اليقظة ويتبدد أثناء النوم.

إيقاع الساعة البيولوجية

ويمكن ملاحظة إيقاع الساعة البيولوجية في العديد من جوانب السلوك وعلم وظائف الأعضاء ، ويتم توليده من خلال الساعة البيولوجية في كل خلية في الدماغ والجسم تقريبًا. محليا ، هذه الإيقاعات يتم إنشاؤها من خلال حلقة تغذية مرتدة من بروتينات الساعة على جينات الساعة التي تعبر عن المعلومات الجينية التي تترجم بعد ذلك إلى بروتينات

جميع هذه الساعات - بما في ذلك ساعات الدماغ - تتزامن مع مدير / موصل مركزي يقع في منطقة دماغية تدعى النواة فوق التماس في منطقة ما تحت المهاد. هذه المنطقة من الدماغ تقود أيضا إيقاع الميلاتونين في الدم واللعاب.

إذاً ، كيف يعمل هذا الإجراء المشترك لإيقاع الساعة البيولوجية ونمط استتباع النوم؟ حسنًا ، خلال اليوم البيولوجي ، تولد الساعة اليومية إشارة تنبيه أو إيقاظ تُصبح أقوى مع تقدم اليوم وتصل إلى أقصى قوة في المساء. قد يبدو هذا متناقضًا بعض الشيء ، لكن هذه الإشارة تحتاج إلى أن تصبح أقوى مع تقدم اليوم لأن ضغط النوم يزيد أيضًا كلما استعدنا لفترة أطول - لذلك يحتاج الأمر إلى تنبيهنا.

ولكن عندما ندخل في الليلة البيولوجية ، يتبدد الاستيقاظ الذي يشجع الإشارة البيادية ويتحول إلى إشارة تعزيز النوم مع قوة قصوى حول 6-8am. مرة أخرى ، قد يبدو هذا متناقضًا بعض الشيء ولكن في الظروف العادية عندما ننام في الليل ، يأتي ذلك في متناول اليد لأن إشارة تعزيز النوم تسمح لنا بالاستمرار في النوم بشكل جيد حتى بعد ست أو سبع ساعات عندما يتبدد ضغط النوم.

تنشأ مشاكل عندما نبقى مستيقظين في الليل واليوم التالي ، ولكن. أثناء الليل ، يظل ضغط النوم مرتفعًا بل ويزداد لأننا مستيقظون. لم تعد الإشارة الإيقاعية تعارض هذا الضغط ونناضل من أجل البقاء مستيقظًا وأداءً. في اليوم التالي ، تبدأ الساعة اليومية ، التي لا تزال تدق سواء كنا نائمين أو لا نائمين ، في الترويج لإشارات مستيقظة مرة أخرى حتى يصبح الأمر أسهل قليلاً وأبقى مستيقظًا.

كيف تبدو هذه في الدماغ؟

هذا كله جيد و جيد و منطقي. في الواقع ، يتم قبول نموذج العمل هذا على نطاق واسع من خلال ما رأيناه يحدث عندما يتعلق الأمر بالسلوك. ولكن ما الذي يبدو عليه هذا الإجراء المشترك للإيقاع اليومي ونمط استتباب النوم داخل الدماغ البشري

قام فريقنا من الباحثين ، من جامعة لييج وجامعة ساري ، بفحص أدمغة الأشخاص 33 باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) - الذي يعطي صورة مفصلة لمستويات النشاط العصبي في جميع أنحاء الدماغ - الذين كانوا محرومين من النوم يومين وبعد فترة من النوم الانتعاش. كما قمنا بقياس مستويات الميلاتونين للحصول على مؤشر جيد للوقت البيولوجي الداخلي ، والذي يختلف بين الأفراد. نتائجنا هي نشرت في العلوم.

لكل مشارك ، تم الحصول على صور 13 الدماغ أثناء إجراء مهمة وقت رد فعل بسيط. جمعت اثنتا عشرة صورة دماغية أثناء الحرمان من النوم في أوقات تميزت تلك التغيرات السريعة التي لوحظت سابقا للأداء في المساء وفي الصباح. وقد التقطت الصورة الثالثة عشر بعد النوم الانتعاش.

النشاط في العديد من مناطق الدماغ ، وعلى وجه الخصوص المناطق تحت القشرية (مثل المهاد ، وهو مركز رئيسي لنقل المعلومات إلى القشرة الدماغية) ، يتبع نمط 24-hour إيقاعي (الساعة البيولوجية) توقيته ، من المستغرب ، تباينًا في مناطق الدماغ. مناطق الدماغ الأخرى - لا سيما في مناطق الدماغ الأمامية بما في ذلك مناطق الارتباط الأعلى - أظهر انخفاض في النشاط مع استيقاظ الوقت متبوعًا بالعودة إلى مستويات الحرمان قبل النوم بعد النوم الانتعاش. عرضت بعض مناطق الدماغ نمطًا كان مزيجًا من نمط إيقاعي وانحدارًا مرتبطًا بمرور الوقت.

والأكثر إثارة للدهشة ، فإن هذه التأثيرات الناجمة عن فقدان النوم على نشاط الدماغ كانت أكثر انتشارًا عندما أجرى المشاركون مهمة وقت رد فعل بسيطة مقارنةً بمهمة تعتمد على الذاكرة أكثر تعقيدًا.

ما يعنيه كل هذا هو أن مناطق الدماغ المختلفة تتأثر على نحو مختلف بفقدان النوم والإيقاع اليومي ، وتظهر النتائج بشكل عام مدى انتشار هذه التأثيرات ، ولكن أيضًا التشابه والطبيعة المحلية لهذه التأثيرات.

يظهر التنوع في استجابات الدماغ مدى تعقيد الآليات التي يستجيب بها الدماغ لفقدان النوم. يساعدنا ذلك على فهم كيف قد يحافظ الدماغ على الأداء أثناء النهار والليل. قد تطمئن هذه النتائج عمال المناوبة والأشخاص الذين يعملون لساعات طويلة جدا تكافحون من أجل الاهتمام وتركز على عملهم ، لا سيما في ساعات الصباح الباكر. نعم ، سيكون دماغك مختلفًا في الليل عن النهار. كما أنهم يقترحون أنه إذا كنت تعمل في وقت متأخر ، فقد يكون من الأفضل أن نلفها ونحصل على بعض النوم ونبدأ مرة أخرى في الصباح.

وقد يساعدنا ذلك أيضًا على فهم سبب وجود العديد من الأعراض في الظروف النفسية والعصبية المتفاقمة والتي تتضاءل ، ولماذا في الصباح الباكر بعد ليلة من دون نوم نكافح من أجل الحفاظ على الاهتمام ، بينما في المساء ، لا يمثل الأمر مشكلة.

نبذة عن الكاتب

ديرك جان ديجك ، أستاذ النوم وعلم وظائف الأعضاء ومدير مركز ساري لأبحاث النوم ، جامعة سري

بيير ماكيه ، مدير الأبحاث ، أبحاث السيكلوترون ، جامعة لييج

تم نشر هذه المقالة في الأصل المحادثة. إقرأ ال المقال الأصلي.

كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ

at سوق InnerSelf و Amazon