هنگام خواب، چه اتفاقاتی در مغزمان رخ می‌دهند؟

مغز انسان عضوی شگفت‌انگیز و به غایت پیچیده است که حاوی میلیارد‌ها نورون است، تا قبل سن 25 سالگی به صورت کامل شکل نمی‌گیرد و می‌تواند الکتریسیته‌ای معادل 25 وات که برای روشن کردن یک لامپ کافیست را فراهم کند. اما در کنار همه اطلاعاتی که از مغز داریم، از فعالیت این عضو در هنگام خواب چه می‌دانیم؟

به گفته دکتر «دیوید رایزن»، دانشیار عصب‌شناسی دانشگاه پنسیلوانیا ما می‌دانیم که خواب برای بدن از چه اهمیت انکارناپذیری برخوردار است. به صورتی که تمامی حیوانات مطالعه شده کره زمین از مگس میوه و کرم‌های لوله‌ای گرفته تا عروس‌های دریایی خواب را تجربه می‌کنند. در نتیجه خواب باید عملکرد مهمی داشته باشد که پس از هزاران سال فرگشت همچنان در رفتار موجودات ثابت باقی مانده است.

تحقیقات نشان ‌داده‌اند که ما حدود یک سوم عمر خود را در خواب یا تلاش برای خوابیدن سپری می‌کنیم، بدین معنا که یک فرد پس از رسیدن به 76 سالگی (میانگین امید به زندگی در آمریکا) حدود 25 سال از عمر خود را خوابیده است.

انواع خواب و عملکرد آنها

با استناد به «انستیتوی ملی سکته و اختلالات عصب‌شناسی» (NINDS)، خواب دو نوع اصلی دارد: خوابی که همراه با حرکات سریع چشم باشد (REM) و خوابی فاقد حرکت سریع چشم یا حالت REM باشد. هر دو نوع مذکور با شکل خاصی از امواج مغزی در ارتباط هستند و فعالیت نورونی مخصوص به خود را دارند.

خواب غیر REM در حد فاصل بیداری و مرحله اولیه به خواب رفتن رخ می‌دهد، زمانی که نه تنها امواج مغزی و عضلات ما آرام می‌شوند، بلکه تنفس نیز آهسته‌تر از حالت بیداری ادامه پیدا می‌کند. در سوی دیگر اما هنگام خواب REM فعالیت امواج مغزی در حالتی بسیار شبیه به امواج زمان بیداری هستند.

البته خواب REM تنها تشکیل‌دهنده 20 تا 25 درصد از کل ساعات استراحت انسان است و فرایند خواب دیدن نیز در همین برهه زمانی رخ می‌دهد. در واقع طی همین مرحله تالاموس که ماده خاکستری در مرکز مغز است با فراهم کردن تصاویر، صداها و سایر موارد حسی فرایند خواب دیدن را به وجود می‌آورد.

یکی دیگر از شباهت‌های خواب REM با زمان بیداری وجود ناقل عصبی استیل‌کولین (acetylcholine) در مغز است. این ماده شیمیایی در هنگام بیداری به انسان کمک می‌کند تا اطلاعات خود را یکپارچه نگاه دارد و ظاهرا در حین خواب نیز موجب می‌شود تا اطلاعات زمان بیداری را فراموش نکنیم.

با به خواب رفتن ما، مغزمان هم الگویی از امواج مغزی را تجربه می‌کند که تحت نام «دوک‌های ستون فقرات» یا Spine Spindles شناخته می‌شوند. هرچند که این امواج همچنان برای علم امروزی ماهیتی مجهول دارند، اما گمان می‌رود که نقش خاصی در یادگیری و یکپارچه‌سازی خاطرات تازه را ایفا می‌کند. این امواج همچنین ممکن است باعث شوند که ما حتی با وجود عوامل و فشار خارجی جهت بیدار شدن، به ادامه خوابیدن تمایل داشته باشیم.

عمده فعالیت‌های مغز در حین خواب

این مورد شاید کمی عجیب به نظر برسد اما با استناد به یک تحقیق صورت گرفته در سال 2019، یکی از مهم‌ترین فعالیت‌های مغز ما در حین استراحت، شکلی از فرایند استحمام است، طوری که گویی این عضو با استفاده از مایع مغزی-نخاعی و خون دوش می‌گیرد.

به گفته دکتر رایزن، مغز در خواب و بیداری ما را زنده نگاه می‌دارد، هرچند اقداماتی هم وجود دارند که گویا مغز ترجیح می‌دهد آنها را به شکل خاص در زمان خواب انجام دهد.

وی در ادامه توضیح می‌دهد چند مورد از اقدامات مغز که ترجیحا هنگام خواب رخ می‌دهند مواردی مانند ترشح هورمون رشد، پاکسازی پسماند متابولیسم (که هنگام بیداری انباشته شده‌اند) و تغییر توان ارتباطی میان سلول‌های مغزی یا همان نورون‌ها را شامل می‌شوند.

این در حالیست که تحقیقاتی از سال 2017 نشان داده بودند محرومیت از خواب می‌تواند قابلیت ارتباط سلول‌های مغزی با یکدیگر را مختل کند. امری که در ادامه می‌تواند موقتا روی حافظه و درک دیداری فرد هم تاثیرگذار باشد.

این مورد با اظهارات انستیتوی NINDS نیز همخوانی دارد زیرا آنها هم عنوان کرده بودند که محرومیت از خواب برای عملکرد نورون‌ها مضر است و در جهت مخالف خواب کافی به اندازه غذا و آب برای زنده ماندن مهم است.

به بیان بسیار ساده خواب ناکافی روی قابلیت‌های یادگیری و ایجاد خاطرات جدید در مغز تاثیر می‌گذارد و همچنین فرایند تمرکز و واکنش نشان دادن سریع را به شدت دشوار می‌سازد. از سوی دیگر اکنون می‌دانیم که کمبود خواب با بیماری‌های دیگری مانند دیابت نوع 2، ناراحتی‌های قلبی، اضافه وزن مفرط و افسردگی هم در ارتباط است، هرچند که ماهیت این ارتباط هنوز برای پزشکان ناشناخته است.

در حقیقت به صورت کلی با اینکه امروزه می‌دانیم خوابیدن برای سلامتی بدن و عملکرد مناسب مغزی الزامی است، اما همچنان نمی‌دانیم بسیاری از بیماری‌ها و اختلالات سلامتی چه ارتباطی با خوابیدن انسان دارند.

همینطور به گفته دکتر رایزن اگر این پرسش که «چرا می‌خوابیم؟» را کنار بگذاریم، باز هم سوالات بسیاری در خصوص این فرایند وجود دارد. به عنوان مثال اینکه کدام بخش یا بخش‌های مغز فرایند خواب را آغاز می‌کنند، آن را ادامه می‌دهند و در نهایت ما را بیدار می‌کنند همچنان جز اسرار این عضو پیچیده است. وی در نهایت خاطر نشان می‌کند که تنها راه دستیابی به پاسخ این سوالات انجام پژوهش‌های بیشتر خواهد بود.

در صورت تمایل اگر دوست داشتید می‌توانید این مطلب را با دوستان‌تان در شبکه‌های اجتماعی به اشتراک بگذارید.