آیا میتوان بدون خوابیدن به مزایای خواب دست یافت؟ مطالعه روی موشها پاسخ میدهد
زومیت: دانشمندان می گویند که با تحریک نوع خاصی از فعالیت مغز در ساعات بیداری، ممکن است بتوانیم برخی از مزایای خواب عمیق از جمله بهبود حافظه را تجربه کنیم.
دانشمندان با تحریک فعالیت مغز در موش ها در هنگام بیداری توانستند برخی از مزایای خواب از جمله تقویت حافظه را در این حیوانات القا کنند. این دستاورد نویدبخش است که در آینده می توان بخشی از عملکردهای ترمیمی مغز را بدون بستن چشم ها و خواب کامل انجام داد.
خواب به عنوان یک راه ضروری برای انجام وظایف ترمیمی مغز شناخته شده است. یکی از این وظایف مکانیسم هموستاز سیناپسی است. فرآیندی که طی آن مغز ارتباطات عصبی بیشماری ایجاد شده در طول روز را پاک میکند، ارتباطات مهم را تثبیت میکند و ارتباطات غیرضروری را ضعیف یا حذف میکند.
در طول خواب حرکت غیر سریع چشم (NREM) (حالت خواب عمیق که حدود 80 درصد خواب بزرگسالان را تشکیل می دهد)، قشر مغز به طور مکرر سیگنال هایی را به طور همزمان ارسال می کند و سپس نورون ها را خاموش می کند. این الگو که به عنوان فعالیت خواب با موج آهسته شناخته می شود، با هموستاز سیناپسی مرتبط است و ممکن است مکانیسم کلیدی عملکردهای ترمیمی خواب باشد.
به گزارش نیوساینتیست، کیارا سیرلی از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون و همکارانش در مطالعهای جدید به دنبال پاسخ به این سوال بودند که آیا میتوان بخشی از قشر مغز را در حالی که فرد بیدار است وادار به خواب عمیق کرد؟ برخی از حیوانات مانند دلفین ها و اردک ها این کار را به طور طبیعی انجام می دهند. به طوری که نیمی از مغز آنها به خواب NREM می رود و نیمی دیگر بیدار می ماند تا برای شکارچیان هوشیار باشد.
برای بررسی امکان القای چنین شرایطی، تیم تحقیقاتی موش ها را به گونه ای مهندسی ژنتیک کردند که فعالیت عصبی آنها با استفاده از نور خاموش شد. آنها با کاشت الکترودها در نیمی از مغز موش ها، آنها را با دادن اسباب بازی های جدید به مدت پنج ساعت بیدار نگه داشتند. نزدیک به پایان این بازه زمانی، الکترود نور به طور مکرر به مدت 30 دقیقه روشن و خاموش شد و خواب NREM را شبیه سازی کرد.
سپس، زمانی که به موش ها اجازه داده شد بخوابند، ضبط فعالیت مغز آنها نشان داد که سمت تحریک شده مغز علائم معمول خستگی ناشی از خواب را نشان نمی دهد. به گفته محققان، “از آنجایی که بخش کوچکی از مغز در بیداری کار تمیز کردن خود را انجام داده بود، دیگر نیازی به خواب عمیق اضافی نداشت.”
سپس، محققان پرسیدند که آیا وادار کردن مغز به تجربه خواب در بیداری می تواند حافظه را تقویت کند یا خیر. به همین دلیل، موش های اصلاح شده ژنتیکی در یک جعبه مربع با یک طبقه در دو طرف قرار گرفتند. پس از 15 دقیقه کاوش، موشها به سه گروه تقسیم شدند: یک گروه خواب، گروهی که به مدت یک ساعت از خواب محروم بودند و گروهی که تحت همان کمخوابی قرار گرفتند اما تحریک مصنوعی خواب عمیق را دریافت کردند.
روز بعد، همه موش ها به محیطی که تا حدی تغییر کرده بود بازگشتند. موشهای گروه محروم از خواب که هیچ تحریکی دریافت نکردند، در تشخیص محیط جدید از محیط قدیمی مشکل داشتند، اما دو گروه دیگر که یا خواب بودند یا تحریک مغزی دریافت کردند، به خوبی توانستند محیط جدید را تشخیص دهند.
Władysław Viazowski از دانشگاه آکسفورد معتقد است که یافته های جدید، حداقل بر روی کاغذ، توانایی بازتولید تجربه مشابه در انسان ها را دارند و بررسی اینکه آیا القای مصنوعی چنین فعالیتی در ساعات بیداری می تواند حس سرزندگی ایجاد کند و خستگی را از بین ببرد، بسیار هیجان انگیز است.
در مرحله بعدی، تیم تحقیقاتی قصد دارد بررسی کند که آیا می توان چنین اثری را از طریق روش های غیرتهاجمی مانند تحریک الکتریکی ترانس کرانیال در انسان ایجاد کرد یا خیر. با این حال، ویاسوفسکی تأکید می کند که خواب احتمالاً هرگز به طور کامل جایگزین نخواهد شد. زیرا خواب دارای دو مرحله NREM و REM (حرکت سریع چشم) است و هنوز مشخص نیست که چرخش بین این دو حالت چگونه خواب کامل و ترمیمی را تشکیل می دهد.
به عبارت دیگر، حتی اگر دانشمندان بتوانند برخی از فواید خواب را در بیداری بازسازی کنند، هنوز راه زیادی برای رفع کامل نیاز انسان به خواب وجود دارد.
