Mozog pri prebúdzaní odhaľuje tajomnú vlnu aktivity, tvrdia vedci
Nový výskum odhaľuje, že mozog sa neprebúdza naraz, ale orchestráciou presnej sekvencie aktivácie. Zistenia môžu pomôcť pri liečbe porúch spánku.
Ako sa mení aktivita mozgu pri prechode zo spánku do bdelého stavu? Holandskí a švajčiarski vedci odhalili prekvapivo konzistentný vzorec v aktivite mozgu počas prebúdzania.
Každé ráno absolvuje náš mozog pozoruhodnú transformáciu: prechádza zo stavu spánku, ktorý sa niekedy podobá alternatívnej realite, do plnej bdelosti. V priebehu niekoľkých okamihov získavame späť vedomie, zorientujeme sa a znovu sa spojíme s okolitým svetom, pripravení opäť interagovať. Ako to mozog dokáže tak efektívne a bezpečne?
Vedci z Holandského inštitútu pre neurovedu a Univerzity v Lausanne analyzovali viac ako tisíc prebudení pomocou EEG záznamov s vysokou hustotou, zaznamenávaných sekundu po sekunde, aby lepšie pochopili, čo sa deje v prebúdzajúcom sa mozgu. Štúdia, publikovaná v časopise Current Biology, ukazuje, že mozog sa neprebúdza ako celok v jednom momente. Namiesto toho riadi presnú postupnosť aktivácií.
Pohyblivé vlny
Komentár redakcie: Výskum odhaľuje komplexnú interakciu medzi rôznymi oblasťami mozgu počas procesu prebúdzania, čo by mohlo viesť k lepšiemu pochopeniu a liečbe porúch spánku. Ľudia často popisujú rôzne stavy po prebudení, niektorí sú okamžite svieži a iní potrebujú hodiny, kým sa preberú. Výskum pomáha pochopiť rozdiely v mozgovej aktivite, ktoré môžu za týmito pocitmi stáť.
Vedci pracovali s dátami z EEG s vysokou hustotou, ktoré poskytujú informácie o čase a mieste mozgovej aktivity. Pri sledovaní postupu aktivity počas prebúdzania pozorovali jasnú postupnosť: začína sa v centrálnych a frontálnych oblastiach mozgu a postupne sa šíri smerom dozadu.
Aurélie Stephan, prvá autorka štúdie, nie je týmto postupom prekvapená: „Táto postupnosť pravdepodobne odráža, ako sa signály z podkôrových centier prebúdzania (hlbšie v mozgu) dostávajú do kôry. Kratšie cesty vedú do frontálnych oblastí a dlhšie do oblastí viac vzadu.“
Spánkové štádiá: REM vs. non-REM
Na lepšie pochopenie toho, ako sa mozog prebúdza v rôznych momentoch, vedci analyzovali vzorce prebúdzania v dvoch fázach: REM spánok, ktorý je spojený so živými snami, a non-REM spánok, známy aj ako hlboký spánok.
Keď sa účastníci zobudili z non-REM spánku, ich mozgová aktivita najprv vykazovala krátky nárast pomalších vĺn podobných spánku, po ktorom nasledovala rýchlejšia aktivita spojená s bdelosťou. Keď sa účastníci zobudili z REM spánku, pomalšie vlny boli preskočené, čo viedlo k priamemu zvýšeniu rýchlejšej mozgovej aktivity.
„Mozog reaguje na prebúdzacie signály odlišne v závislosti od fázy, v ktorej sa nachádza,“ vysvetľuje Stephan. „V non-REM spánku neuróny, ktoré spájajú centrá prebúdzania s kôrou, striedajú stavy aktivity a ticha – dynamika známa ako „bistabilita“. V dôsledku tejto bistability akýkoľvek prebúdzací stimul najprv spustí pomalú vlnu, predtým ako prejde do rýchlejšej aktivity. Naopak, REM spánok nemá tento bistabilný vzor, takže kôra okamžite reaguje rýchlou aktivitou, ktorá je typická pre stav bdelosti.“
Pochopenie ospalosti a porúch spánku
Vedci tiež skúmali, ako sa účastníci cítili ospalí po prebudení. Aj keď sa účastníci cítili najospalejší po prebudení z REM spánku, Stephan je najviac zaujatá vplyvom pomalých vĺn v non-REM spánkových fázach.
„Zistili sme nový aspekt, v ktorom môžu pomalé vlny vykazovať veľmi odlišné a opačné správanie. Niektoré pomalé vlny pôsobia ako prebúdzacie prvky – sú súčasťou signálu „vstávaj!“. Čím viac sa tieto vlny vyskytujú tesne pred prebudením, tým bdelejší sa človek po prebudení cíti. Zatiaľ čo iné pomalé vlny – či už sú prítomné pred prebudením alebo pretrvávajú po ňom – sú dôvodom, prečo sa niekedy cítime takí ospalí v prvých okamihoch dňa,“ vysvetľuje Stephan.
Stephan dúfa, že tieto zistenia sa budú môcť využiť v budúcom výskume porúch spánku, ako je nespavosť alebo stavy zahŕňajúce neúplné prebudenia. „Ak tomuto procesu lepšie porozumieme, budeme môcť lepšie identifikovať známky hyperaktivácie pri poruchách spánku,“ uzatvára.
Celkovo je Stephan nadšená z budúcich možností. „Táto štúdia poskytuje nový pohľad na cestu mozgu zo spánku do bdelosti a ponúka okno do jedného z najzásadnejších prechodov v ľudskom vedomí.“
