Brak snu silnie ingeruje w niektóre obszary mózgu

Rachel Ehrenberg
Science News
11 sierpnia 2016

Niektóre obszary mózgu opierają się senności, podczas gdy inne słabną z braku snu.

Kilka zarwanych nocy z rzędu bardzo wycieńcza niektóre obszary mózgu. Nowe badanie oceniające skany mózgu wykazało, że w wyniku braku snu szczególnie powolne stają się rejony biorące udział w rozwiązywaniu problemów i w koncentracji umysłowej. Inne rejony pracują w normalnym tempie, zachowując się jakby były mniej dotknięte przedłużającym się brakiem snu.

Wyniki badania mogą prowadzić do lepszego zrozumienia rytmicznej natury symptomów w niektórych schorzeniach psychiatrycznych i zaburzeniach neurodegeneracyjnych, mówi współautor badania, Derk-Jan Dijk. Na przykład ludzie cierpiący na demencję mogą być dotknięci syndromem „zachodzącego słońca”, czyli pogarszaniem się symptomów pod koniec dnia. Bardziej ogólnie, wyniki opublikowane 12 sierpnia w magazynie „Science”, dokumentują reakcje mózgu na zbyt krótki sen.

„Pokazaliśmy to, co pracownicy zmianowi wiedzą od dawna” – mówi Dijk z Uniwersytetu w Surrey w Anglii. “Czuwanie o 6 rano po bezsennej nocy nie jest proste. Ale tym, co nie było do tej pory znane, są znacząco różne reakcje poszczególnych obszarów mózgu”.

Badanie ujawniło zróżnicowane efekty dwóch głównych czynników, odgrywających rolę w momencie, gdy padasz ze zmęczenia: w przybliżeniu 24-godzinny rytm naszego zegara biologicznego (ang. circadian clock), który pomaga w utrzymaniu uwagi w dzień i odczuwaniu senności, gdy robi się ciemno, oraz mechanizm regulujący potrzebę snu, który stopniowo się nasila w miarę przedłużającego się stanu czuwania.

Dijk i jego partnerzy z Uniwersytetu w Liege w Belgii ocenili funkcje poznawcze 33 młodych osób, które dla celów badania nie spały przez 42 godziny. W tym czasie  uczestnicy mieli do wykonania proste czynności, sprawdzające czas reakcji i pamięć. Senni uczestnicy podczas tego ciężkiego doświadczenia przeszli 12 skanów mózgu i kolejny skan po 12 godzinach odprężającego snu po badaniu. W czasie badania naukowcy mierzyli również uczestnikom poziom hormonu snu czyli melatoniny, co służyło śledzeniu wskazówek ich zegara biologicznego.

Aktywność w niektórych obszarach mózgu, takich jak wzgórze, które jest centralnym ośrodkiem łączącym wiele innych struktur, opadała i rosła w synchronizacji z zegarem biologicznym. Jednak w innych obszarach, szczególnie w zewnętrznych warstwach mózgu, w miejsce zegara biologicznego kontrolę przejmował mechanizm regulujący potrzebę snu. Jak wykazały skany, aktywność mózgu w tych rejonach słabła w miarę upływu czasu.

Brak snu odbijał się również na wydajności uczestników w wykonywaniu prostych zadań, na co wpływał zarówno rosnący dług snu, jak i cykle zegara biologicznego. Wydajność szwankowała w nocy, nieco się polepszając drugiego dnia, nawet po nieprzespanej nocy.

Wiemy, że sygnał zegara biologicznego mózgu bierze początek w skupiskach komórek nerwowych znanych jako jądra nadskrzyżowaniowe. Nie wiadomo jednak, skąd bierze się mechanizm regulujący potrzebę snu, mówi Charles Czeisler, ekspert od snu z Harvard Medical School. Potrzeba snu może narastać w miarę zwiększania się ilości toksycznych metabolitów po dniu aktywności umysłowej albo może być uruchamiana, gdy niektórym rejonom mózgu kończy się paliwo.

Źródło mechanizmu regulujacego sen jest tylko jednym z wielu pytań postawionych przez badanie, mówi Czeisler i dodaje, że badanie „zapoczątkowuje nową erę w rozumieniu neurobiologii spania i czuwania”. Śledzenie aktywności mózgu za pośrednictwem skanowania i pomiarów poziomu melatoniny może na przykład ujawnić, w jaki sposób niedostatek snu w okresie dojrzewania wpływa na rozwój mózgu.

Takie podejście może również prowadzić do opracowania testu, który badałby siłę mechanizmu regulującego sen, mówi Czeisler. Taki pomiar może pomóc klinicystom wykryć groźną dla zdrowia chroniczną bezsenność, która u dzieci może być błędnie diagnozowana jako zaburzenia koncentracji / zespół nadpobudliwości psychoruchowej.

Komentarz: Dodatkowe informacje w języku angielskim:

• Sleep deprivation: The 10 most profound psychological effects
• Sleep deprivation affects moral judgment

Artykuł na SOTT: Sleep deprivation hits some brain areas hard
Tłumaczenie: PRACowniA