Tek bir uykusuz gece bile kişinin kendini sisli, yavaş tepki veren ve tehlikeli derecede hata yapmaya yatkın hissetmesine neden olabilir. Sabahın erken saatlerinde çok az uyuyarak ya da hiç uyumadan işe gidip gelmekte zorlanan herkes bu duyguyu bilir: gözler açık, vücut dik, ancak dikkat kısa, rahatsız edici kesintilerle kayboluyor.
Şimdi yeni bir sinir bilimi Çalışma, bu kesintilerin sadece mecazi “mikro uykular” olmadığını, aynı zamanda gerçek uyku sırasında meydana gelenlere çok benzeyen fiziksel, beyin çapındaki değişikliklerin de eşlik ettiğini öne sürüyor.
Yayınlanan araştırmada Doğa Sinir Bilimi, bilim adamları, uyku yoksunluğunun ardından ortaya çıkan dikkat başarısızlıklarının, beyin aktivitesi, kan akışı, gözbebeği büyüklüğü ve hatta beyni yıkayan ve tamponlayan berrak sıvı olan beyin omurilik sıvısının (BOS) hareketindeki koordineli değişimlerle sıkı sıkıya bağlantılı olduğunu bildiriyor.
Araştırma, uyku biliminde uzun süredir devam eden soruyu ele alıyor: Sonuçları ciddi olsa bile uyku kaybı neden dikkati bu kadar güvenilir bir şekilde bozuyor?
Araştırmacılar, yalnızca nöronların daha yavaş ateşlenmesine veya ağların koordine olamaması üzerine odaklanmak yerine, entegre bir sistem olarak beyin—sinirsel aktivitenin, kan damarlarının, sıvı akışının ve uyarılma durumunun hep birlikte hareket ettiği bir durum.
Bulgular, beynin sınırlarının ötesine itildiğinde etkinleşmeye başlayabileceğini gösteriyor. uyku gibi Bir kişi en azından bazı zamanlarda uyanık ve duyarlı kalsa bile fizyolojik süreçler.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nün başyazarı ve doktora sonrası yardımcısı Dr. Zinong Yang, “Bu olayları düşünmenin bir yolu, beyninizin uykuya çok ihtiyaç duyması nedeniyle bazı bilişsel işlevleri yeniden sağlamak için uyku benzeri bir duruma girmek için elinden geleni yapmasıdır” dedi. basın bülteni. “Beyninizin sıvı sistemi, beyni yüksek dikkat ve yüksek akış durumları arasında yinelemeye zorlayarak işlevini geri kazanmaya çalışıyor.”
Uyku yoksunluğu biliniyor sürekli dikkatin bozulmasıinsanların bariz uyaranlara yanıt veremedikleri kısa dönemlere yol açar. Bu aksaklıkların gerçek dünyada sonuçları olabilir; endüstriyel kazalara, tıbbi hatalara ve trafikte ölümlere neden olabilir. Onlarca yıl süren araştırmalara rağmen altta yatan mekanizmalar hala belirsizliğini koruyor.
Araştırmak için araştırmacılar, 26 sağlıklı yetişkinin katıldığı sıkı kontrollü, denek içi bir deney gerçekleştirdi.
Her katılımcı iki seansı tamamladı: biri normal bir gece uykusundan sonra, diğeri ise tam bir gece uykusundan sonra uyku yoksunluğuBu süre zarfında laboratuvarda sürekli izlendiler.
Ertesi sabah katılımcılara, sürekli bir dikkat görevi olan psikomotor uyanıklık testini gerçekleştirirken eş zamanlı fonksiyonel MRI ve EEG kayıtları uygulandı.
Bu çok modlu kurulum araştırmacıların izlemesini sağladı beyin elektriksel aktivitesikan-oksijen seviyeleri, gözbebeği çapı ve beyin omurilik sıvısı akışı aynı anda gerçekleşir. En önemlisi, dikkatin başarısız olduğu anlarda beyinde neler olup bittiğinin gözlemlenmesine olanak sağladı.
Sonuçlar, uyku yoksunluğunun yavaş reaksiyon sürelerinden çok daha fazlasını yaptığını ortaya çıkardı. Uyku kaybından sonraki uyanıklık sırasında beyin, kan akışında ve BOS hareketinde büyük, düşük frekanslı dalgalar sergilemeye başladı; bunlar genellikle hızlı olmayan göz hareketi (NREM) uykusu sırasında görülen modellerdir. Bu dalgalar, iyi dinlenmiş uyanıklık sırasında büyük ölçüde yoktu, ancak uykusuz geçen bir gecenin ardından belirgin bir şekilde ortaya çıktı.
Araştırmanın ortak yazarı ve MIT’den Doçent Dr. Laura Lewis, “Uyumazsanız, BOS dalgaları normalde göremeyeceğiniz uyanıklık halinize sızmaya başlar” dedi. “Ancak, bu sıvı akışı dalgasına sahip olduğunuz anlarda dikkatin başarısız olduğu bir dikkat değişimiyle birlikte geliyorlar.”
Beyin omurilik sıvısı akışı, özellikle çalışmalar şunu gösterdikten sonra sinir biliminde giderek daha önemli bir odak noktası haline geldi: uyumak beyindeki metabolik atıkların temizlenmesine yardımcı olduğu düşünülen ritmik BOS dalgalarıyla ilişkilidir. Normal koşullar altında, bu büyük BOS titreşimleri öncelikle uyku sırasında meydana gelir.
Ancak bu yeni araştırmada benzer BOS dalgaları katılımcılar uyanıkken ortaya çıktı; ancak bu dalgalar yalnızca uyku yoksunluğundan sonra ortaya çıktı. Araştırmacılar, düşük frekanslı BOS titreşimlerinin uykusuz uyanıklık hafif uyku aşamalarında gözlemlenenlerle karşılaştırılabilir genliklere ulaştı.
Önemli olan, bu akışkan dinamiğinin rastgele olmamasıydı. Dikkatin daha kötü olduğu dönemler (yavaşlamış tepki süreleri veya kaçırılan yanıtlar) sürekli olarak daha güçlü BOS titreşimleri ve beyin kan akışında daha büyük dalgalanmalarla ilişkilendirildi.
Başka bir deyişle, katılımcıların “bölgenin dışına çıktığı” anlar, beyinlerinin kısa süreliğine uykuya dalıyormuş gibi davrandığı anlarla aynıydı.
Araştırmacılar, “Uyanıklık sırasındaki dikkat bozuklukları, hem davranış bozukluklarının hem de pulsatil sıvı akışının altında yatan beyin ve vücut çapındaki durum değişikliğiyle işaretleniyor” diye yazıyor. “Özellikle dikkatin dağıldığı anlar, küresel bir hemodinamik olayın başlamasından ve BOS akışının büyük ölçekli dışa doğru nabzının başlamasından hemen önce meydana gelir ve ardından bu dinamiklerin tersine çevrilmesi gerçekleşir.”
Bu bağlantılı değişiklikleri neyin tetiklediğini anlamak için araştırmacılar, beyindeki uyarılma ve nöromodülatör aktivitenin köklü bir göstergesi olan gözbebeği çapını incelediler. Daha küçük öğrenciler genişleme genellikle artan uyanıklıkla ilişkilendirilirken, genellikle daha düşük uyarılmayı yansıtır.
Gözbebeği daralmasının BOS akışı değişikliklerinden ve dikkat dağınıklığından güvenilir bir şekilde önce geldiğini buldular. Dikkat azaldığında gözbebekleri daraldı, tepki süreleri kötüleşti ve kısa bir süre sonra beyinden dışarı doğru bir CSF nabzı aktı, ardından dikkat toparlanınca içe doğru bir geri dönüş gerçekleşti. Zamanlama, uyarılma durumundaki değişikliklerin vasküler tepkileri tetiklediğini ve bunun da BOS hareketini tetiklediğini öne sürdü.
Bu model, merkezi nöromodülatör sistemlerin, özellikle de uyanıklığı ve dikkati düzenlemeye yardımcı olan ve aynı zamanda doğrudan kan damarları üzerinde etkili olan bir nörotransmitter olan noradrenalin ile ilişkili sistemlerin katılımına işaret etmektedir.
Nöromodülatör tonus düştüğünde kan damarları genişler, kan hacmi değişir ve BOS mekanik olarak yer değiştirir. Aslında beyin, kişi uyanık kalsa bile uyku benzeri bir fizyolojiye sahip olmaya başlar.
Deneyler, bu olayların birkaç saniye içinde ortaya çıktığını ve tutarlı bir sıra izlediğini gösterdi: Önce dikkat düştü, ardından fizyolojik değişiklikler geldi. Bu zamanlama, BOS akışının kendisinin kesintilere neden olduğu fikrine karşı çıkıyor. Bunun yerine, her ikisi de beyin durumundaki daha geniş, sistem çapındaki değişimin aşağı yönlü etkileri gibi görünüyor.
Bulgular, insanların kötü bir gece uykusundan sonra neden kendilerini sisli hissettiklerini açıklamanın ötesine uzanan sonuçlara sahip. Beynin dikkati, uyarılmayı, kan akışını ve akışkan dinamiğini birbirine bağlayan güçlü, entegre bir mekanizmaya sahip olduğunu ve bu mekanizmanın, uyku basıncı çok arttığında uyanıklığa müdahale edebileceğini öne sürüyorlar.
birinden evrimsel bakış açısıBu, araştırmacıların tanımladığı gibi, beynin periyodik olarak onarıcı durumlara girmesini sağlamak için gelişen merkezi sistemler tarafından yönlendirilen “önlenemez bir dinlenme ihtiyacını” yansıtıyor olabilir. Uyku engellendiğinde, bu sistemler yine de kendilerini gösterebilir ve dikkatte kısa ama potansiyel olarak tehlikeli kayıplara neden olabilir.
Bulgular aynı zamanda beyin sağlığıyla ilgili yeni soruları da gündeme getiriyor. BOS akışının, nörodejeneratif hastalıklarla bağlantılı proteinler de dahil olmak üzere metabolik atıkların temizlenmesinde rol oynadığı düşünülmektedir.
Uyku yoksunluğu, uyanıklık sırasında sürekli olarak büyük BOS titreşimlerini tetikliyorsa, bunun beyin bakımı ve yaşlanma üzerinde bilinmeyen uzun vadeli sonuçları olabilir. Bunlar gelecekteki çalışmaların ele alması gereken sorulardır.
Şimdilik, çalışma tanıdık bir deneyim için canlı, fizyolojik bir açıklama sağlıyor. Ne zaman insanlar uyku kaybının üstesinden geliyor ve dikkatlerinin titrediğini hissedin, bu sadece iradenin başarısızlığı değil.
Verilere göre, beyin anlık olarak uyku benzeri bir moda geçiyor (kan damarları değişiyor, gözbebekleri daralıyor, sıvı atıyor), bu da bize uyanıklığın biyolojinin öyle ya da böyle zorlayacağı sınırları olduğunu hatırlatıyor.
“İlginç olan şu ki, bu sadece beyindeki bir fenomen değil, aynı zamanda vücut çapında bir olay gibi görünüyor” diye ekliyor Dr. Lewis. “Bu, bu sistemler arasında sıkı bir koordinasyon olduğunu, dikkatiniz dağıldığında bunu algısal ve psikolojik olarak hissedebileceğinizi, ancak bunun aynı zamanda beyin ve vücutta meydana gelen bir olayı da yansıttığını gösteriyor.”
Tim McMillan emekli bir kolluk kuvveti yöneticisi, araştırmacı muhabir ve The Debrief’in kurucu ortağıdır. Yazıları genellikle savunma, ulusal güvenlik, İstihbarat Topluluğu ve psikoloji ile ilgili konulara odaklanmaktadır. Tim’i Twitter’da takip edebilirsiniz: @LtTimMcMillan. Tim’e e-posta yoluyla ulaşılabilir: [email protected] veya şifreli e-posta yoluyla: [email protected]
