Vědci objevují podpis „vlny“ aktivity, když mozek se probudí ze spánku

Každé ráno se váš mozek pustí do pozoruhodné série událostí: přechází ze spánku, potenciálně v alternativní realitě, na probuzení. Během krátké doby znovu získáte probuzení vědomí, přeorientujte se a znovu se spojíte s okolím, abyste se připravili na opět komunikovat se světem. Jak ale váš mozek dosáhne tohoto přechodu tak bezpečně a efektivně?

Abychom lépe porozuměli probuzení mozku, vědci z Nizozemského institutu pro neurovědu a University of Lausanne analyzovali více než 1 000 probuzení pomocí nahrávek EEG s vysokou hustotou na druhém místě v sekundě.

Studie, Publikováno v Současná biologieodhaluje, že mozek se neprobudí najednou. Místo toho organizuje přesnou sekvenci aktivace.

Pohyblivé vlny

Vědci pracovali s údaji EEG s vysokou hustotou, která nabízí informace o čase a umístění mozkové aktivity. Když se dívali na progresi aktivity v průběhu probuzení mozku, pozorovali jasnou sekvenci: začíná ve středních a čelních oblastech mozku a postupně se šíří směrem k zadní části mozku.

Aurélie Stephan, první autor, není touto sekvencí událostí překvapen: „Tento postup pravděpodobně odráží, jak signály ze subkortikálních středisek vzrušení (hlubší v mozku) dosahují kůry, s kratšími cestami k frontálním oblastem a delších směrem k regionům.“

Fáze spánku: REM vs. non-Rem

Abychom lépe porozuměli tomu, jak se mozek naviguje v každém okamžiku, vědci specificky studovali probuzení vzorců ve dvou fázích: REM spánek, běžně spojený s živými sny a nespánkovým spánkem, také známý jako známý jako hluboký spánek.

Když se účastníci probudili ze spánku bez REM, jejich mozková aktivita nejprve vykazovala krátký nárůst pomalejších vln podobných spánku, následovanou rychlejší aktivitou související s bdělostí. Když se účastníci probudili ze spánku REM, pomalejší vlny byly přeskočeny, což vedlo k přímějšímu posílení rychleji aktivita mozku.

„Mozek reaguje odlišně na vzrušení signálů v závislosti na jevišti, ve kterém je,“ vysvětluje Stephan. „Ve spánku bez REM se neurony, které spojují střediska vzrušení s kůží střídá mezi stavy aktivity a ticha-dynamika známá jako„ bistabilita “.

„V důsledku této bistability jakýkoli vzrušující stimul nejprve spustí pomalou vlnu, než přechází na rychlejší aktivitu. Naproti tomu REM spánek nemá tento bistabilní vzor, takže kůra okamžitě reaguje rychlou aktivitou podobnou probuzení.“

Pochopení ospalosti a poruch spánku

Vědci také zkoumali, jak ospalý účastník cítil, když se probudili. Zatímco účastníci se cítili nejvíce ospalý, když se probudili ze spánku REM, Stephan je nejvíce fascinován dopadem pomalých vln ve fázích spánku bez Rem.

„Našli jsme nový aspekt, ve kterém mohou pomalé vlny představovat velmi odlišné a opačné chování. Některé pomalé vlny se ve skutečnosti chovají jako vzrušující prvky – jsou součástí„ probuzení! “ signál. Čím více se tyto vlny vyskytují těsně před probuzením vlny—Poje jsou přítomni před probuzením nebo přetrváváním poté – jsou důvodem, proč se v prvních okamžicích dne někdy cítíme tak ospalý, “vysvětluje Stephan.

Stephan doufá, že tato zjištění lze použít pro budoucí výzkum poruch spánku, jako je nespavost nebo podmínky zahrnující neúplné probuzení. „Pokud tento proces rozumíme více, můžeme také lépe identifikovat příznaky hyperarousalu při poruchách spánku,“ uzavírá.

Celkově je Stephan nadšený z budoucích cest. „Tato studie poskytuje novou perspektivu, která se dívá na moznovou cestu od spánku k bdělosti a nabízí okno do jednoho z nejzákladnějších přechodů v lidském vědomí.“