چرا خواب دیدن اینقدر برای مغز پرهزینه است؟ معمای تازه خواب REM

به گزارش گروه روانشناسی رکنا،  پژوهشی تازه نشان می دهد در خواب REM، مرحله ای که رویاهای واضح بیشتر با آن ارتباط دارند، مغز با یک تناقض انرژی روبرو می شود: جریان خون و دسترسی به سوخت افزایش پیدا می کند، اما هم زمان بعضی نشانه ها حاکی از آن هستند که سلول های عصبی انرژی را با سرعت بالایی مصرف می کنند. یافته ای که ممکن است به دانشمندان کمک کند بفهمند چرا مغز برای رویا دیدن چنین هزینه متابولیکی بالایی می پردازد.

خواب REM؛ وقتی بدن آرام است اما مغز نه

خواب یک وضعیت واحد نیست. مغز در طول شب بارها میان مراحل مختلف خواب حرکت می کند و یکی از متفاوت ترین آنها خواب با حرکات سریع چشم یا REM است. در این مرحله، چشم ها زیر پلک حرکت می کنند، فعالیت مغز در بعضی جنبه ها به بیداری نزدیک می شود و عضلات اصلی بدن تا حد زیادی مهار می شوند. رویاهای واضح و داستانی نیز بیشتر با این مرحله ارتباط دارند، هرچند رویا فقط در REM اتفاق نمی افتد.

سال هاست دانشمندان می دانند مغز هنگام خواب REM برخلاف ظاهر آرام بدن، فعالیت قابل توجهی دارد. سوال مهم این بوده که این فعالیت از نظر انرژی چگونه تامین می شود.

مغز عضو کوچکی است که انرژی زیادی می خواهد

مغز تنها بخشی از وزن بدن را تشکیل می دهد، اما یکی از پرمصرف ترین اندام های بدن است. میلیاردها سلول عصبی برای انتقال پیام، حفظ تعادل یونی و ارتباط با یکدیگر به انرژی نیاز دارند.

این انرژی عمدتا از گلوکز و اکسیژنی تامین می شود که خون به بافت مغز می رساند. هنگامی که فعالیت عصبی در بخشی از مغز افزایش پیدا می کند، معمولا جریان خون نیز در همان منطقه بیشتر می شود. این هماهنگی کمک می کند نورون ها سوخت کافی برای ادامه فعالیت داشته باشند.  پژوهش تازه نشان می دهد در خواب REM این رابطه ممکن است پیچیده تر از چیزی باشد که تصور می کردیم.

مغز سوخت بیشتری دریافت می کند، اما باز هم تحت فشار است

پژوهشگران با بررسی هم زمان فعالیت مغزی، جریان خون و شاخص های مربوط به وضعیت انرژی مغز دریافتند هنگام ورود به REM تامین سوخت افزایش پیدا می کند.  اما هم زمان نشانه هایی مشاهده شد که نشان می داد مصرف انرژی نیز بسیار بالا رفته است.

به بیان ساده، مغز در REM فقط سوخت بیشتری دریافت نمی کند؛ ظاهرا آن را با سرعت بالایی نیز مصرف می کند.  این وضعیت توجه پژوهشگران را جلب کرده، زیرا نشان می دهد مرحله REM ممکن است از نظر متابولیکی یکی از دوره های ویژه خواب باشد.  مغز در حالی که تقریبا از محیط بیرونی جدا شده، فعالیت داخلی گسترده ای را حفظ می کند.

چرا مغز هنگام رویا این همه کار می کند؟

هنوز پاسخ قطعی وجود ندارد.  خواب REM با فرایندهای متعددی از جمله حافظه، یادگیری، پردازش هیجان و تنظیم برخی شبکه های عصبی مرتبط دانسته شده است.  در این مرحله، مغز ممکن است اطلاعاتی را که در طول روز دریافت کرده دوباره پردازش کند، ارتباط میان خاطرات را تغییر دهد یا برخی تجربه های هیجانی را بازسازی کند.

رویاها شاید یکی از نتایج قابل مشاهده این فعالیت باشند، اما نباید تصور کرد تمام انرژی مصرف شده در REM صرف ساختن رویا می شود.  بخش زیادی از فعالیت مغز در این مرحله احتمالا به فرایندهایی مربوط است که ما هیچ آگاهی مستقیمی از آن ها نداریم.

چرا REM برای سلامت روان مهم است؟

ارتباط میان خواب و سلامت روان دوطرفه است. اختلال خواب در افسردگی، اضطراب، اختلال استرس پس از سانحه و برخی بیماری های روانپزشکی بسیار شایع است. در بعضی از این اختلالات، معماری خواب و به ویژه ویژگی های خواب REM نیز می تواند تغییر کند برای مثال کابوس های مکرر در PTSD اغلب در جریان خواب REM رخ می دهند، هرچند رابطه میان REM و تروما بسیار پیچیده تر از یک ارتباط ساده است.

پژوهش درباره هزینه انرژی این مرحله می تواند در آینده به دانشمندان کمک کند بفهمند چرا تغییرات خواب REM با برخی اختلالات مغزی و روانی همراه می شوند اما مطالعه جدید به تنهایی نشان نمی دهد تغییر متابولیسم REM علت بیماری های روانی است.

آیا رویا دیدن مغز را خسته می کند؟

نه به آن معنایی که در زبان روزمره از خستگی استفاده می کنیم. افزایش مصرف انرژی در یک مرحله طبیعی خواب به معنای آسیب دیدن مغز نیست. REM بخشی طبیعی از چرخه خواب انسان و بسیاری از حیوانات است و در طول یک شب چند بار تکرار می شود. مسئله علمی جالب دقیقا همین است: اگر این مرحله از نظر انرژی پرهزینه است و در تکامل حفظ شده، احتمالا عملکرد مهمی دارد. بدن معمولا فرایندهای پرهزینه را بدون دلیل حفظ نمی کند.

یک معمای قدیمی با یک سرنخ تازه

هنوز دانشمندان دقیقا نمی دانند چرا خواب REM ضروری است و چرا محرومیت طولانی از آن می تواند پیامدهای مختلفی ایجاد کند. پژوهش تازه قطعه دیگری به این معما اضافه می کند. REM فقط مرحله ای نیست که در آن چشم ها حرکت می کنند و رویاهای عجیب می بینیم؛ این مرحله ظاهرا یک وضعیت متابولیکی ویژه برای مغز نیز محسوب می شود بنابراین دفعه بعد که بعد از یک رویای طولانی از خواب بیدار می شویم، شاید اتفاقی بسیار پیچیده تر از ساختن یک داستان خیالی در مغزمان رخ داده باشد.

بدن ساعت ها استراحت کرده، اما مغز در بخشی از همان شب ممکن است یکی از پرمصرف ترین شیفت های کاری خود را پشت سر گذاشته باشد.