Mózg nie stopniowo zasypia. Zamiast tego osiąga punkt krytyczny, w którym szybko przechodzi z czuwania do snu, w ciągu kilku minut – odkrycie, które może poprawić nasze zrozumienie i leczenie zaburzeń snu, takich jak bezsenność.
„Mimo że sen jest tak fundamentalny dla naszego życia, sposób, w jaki mózg zasypia, był zagadką” – mówi Nir Grossman z Imperial College London. Powszechnie uważano, że jest to proces stopniowy, w którym mózg stopniowo przechodzi z czuwania do snu. Jednak dowody na to były ograniczone.
Grossman i jego koledzy opracowali nową ramę do badania zachowania mózgu podczas zasypiania, korzystając z danych elektroencefalograficznych (EEG). Ten test, który rejestruje aktywność elektryczną mózgu, wskazuje stadia snu i czuwania. Zespół modelował 47 sygnałów EEG w abstrakcyjnej przestrzeni matematycznej, gdzie każdy punkt danych miał współrzędne, jak na mapie. Pozwoliło to zespołowi przeanalizować aktywność mózgu podczas czuwania i śledzić, jak przemieszcza się w kierunku tego, co nazywają strefą rozpoczęcia snu, gdzie aktywność mózgu odpowiada drugiemu etapowi snu bez szybkich ruchów gałek ocznych (NREM).
„Teraz możemy wziąć jednostkę, zmierzyć aktywność mózgu i w każdej sekundzie powiedzieć, jak daleko są od zasypiania, w każdym momencie, z precyzją, której wcześniej nie było możliwe” – mówi Grossman.
Zastosowali ten podejście do danych EEG zebranych od ponad 1000 osób podczas zasypiania, mierząc dystans między aktywnością mózgu a momentem zasypiania. Przeciętnie ten dystans pozostawał praktycznie niezmieniony do 10 minut przed snem, a następnie gwałtownie spadał w ostatnich kilku minutach. Ten punkt krytyczny – który wystąpił średnio 4,5 minut przed snem – jest dokładnym momentem, gdy mózg przechodzi między czuwaniem a snem, mówi Junheng Li, również z Imperial College London. „To jest punkt, z którego nie ma powrotu” – dodaje.
Te wyniki sugerują, że przejście od czuwania do snu „nie jest stopniowym postępem. To jest nagła, drastyczna zmiana, która ma miejsce w ostatnich kilku minutach” – mówi Grossman. Dlatego też sposób, w jaki opisujemy wchodzenie w sen – zazwyczaj jako „upadek” – w dużym stopniu odzwierciedla to, co dzieje się w mózgu. „To prawie dowód tej sensacji upadku w inny stan” – mówi Grossman.
Zespół następnie zebral dane EEG z oddzielnej grupy 36 osób, monitorując sen każdego uczestnika przez około tydzień. Korzystając z podzbioru tych nocy, mogli przewidzieć, kiedy uczestnicy zasną w ciągu minuty od faktycznego momentu.
„To sugeruje mi, że mimo że ludzie są od siebie bardzo różni, każda jednostka może mieć swoją własną ścieżkę do snu, którą tendencjonalnie powtarzają noc po nocy” – mówi Laura Lewis z Massachusetts Institute of Technology. Nie jest jednak jasne, czy ten wzorzec zmieniłby się w innych okolicznościach, takich jak spanie w nowym miejscu, twierdzi.
Ta struktura nie odkrywa mechanizmów mózgowych, które prowadzą do przejścia w stan snu, twierdzi Li. Ale może nam pomóc to zrobić w przyszłości – mówi Lewis. „Z rozpoczęciem snu było dla nas naprawdę trudno znaleźć ten moment” – mówi. „Gdybyśmy wiedziały kiedy to jest, to moglibyśmy zacząć mówić, jaki obszar mózgu czy układ powoduje, że ktoś zasypia?” Poprzez zrozumienie dynamiki tego przejścia, możemy także zidentyfikować, w jaki sposób różnią się one u osób z bezsennością, co potencjalnie prowadziłoby do nowych form leczenia tej choroby, twierdzi.
[Tłumaczenie na polski: US]
