Konačno znamo kako se mozak budi – i zašto je buđenje ponekad baš mučno

Mozak se budi odnapred ka nazad, ali ne uvek. Neki od nas buđenje ujutru doživljavaju kao posebnu vrstu mučenja. Alarm udara u glavu, sunce probija kroz prozor, uzalud pokušavate da se ukopate u posteljinu, ali šef, deca ili partner, pa čak i kućni ljubimci, prosto ne dozvoljavaju da spavate.

Istraživači iz Švajcarske možda objašnjavaju zašto je to tako. Način na koji prelazimo iz stanja spavanja u stanje budnosti je složeniji nego što smo mislili. Kako, i još važnije kad, se budimo može imati veliki uticaj kako se osećamo neposredno posle toga.

Preporučujemo

Odavno znamo da se san dešava u ciklusima. Postoji faza I, kad ste, možda paradoksalno, na neki način još budni – deo kad osećate da „padate u san“, možda doživljavajući neke „hipničke trzaje“ usput.

Zatim dolazi faza II, laki san, iz kog se možete probuditi prilično lako. To prelazi u fazu III, najdublji nivo sna, iz kog je buđenje najteže. Kroz ove faze osciliramo tokom noći, označavajući svaki pad ili rast talasom REM sna i, češće nego što biste mogli pomisiliti, kratkim periodom budnosti.

Tokom ovog ciklusa naši mozgovi prolaze kroz neke prilično neverovatne promene. Naši moždani talasi, obično je to postojana alfa oscilacija kad ste opušteni, pretvara se u teta obrazac – ritam često povezan sa formiranjem pamćenja – sporadično prekinut iznenadnim, kratkim skokovima nervne aktivnosti.

Konačno, u dubokom snu, naši moždani talasi toliko usporavaju da postaju delta talasi, sa frekvencijama niskim poput 0,5 Hz.

Sve ovo znamo zahvaljujući elektroencefalografiji (EEG). Međutim, ono što dosad nismo znali jeste kako se budimo iz ovog ciklusa.

Ono što se dešava u mozgu dok se budi je od velikog značaja, ne samo radi boljeg razumevanja kako regionalno uspostavljanje budnog stanja utiče na kogniciju i ponašanje, već i zato što mnoge poremećaje spavanja, uključujući insomniju i parasomnije, odlikuju nepotpune, preterane ili abnormalno tempirane pobuđenosti.

Bolje razumevanje prostorne dinamike u osnovi ovih pobuđenosti može poboljšati njihovu detekciju i doprineti identifikaciji temeljnih nervnih supstrata, kažu istraživači.

Izlazak iz mraka

Mogli biste očekivati da je buđenje isto kao padanje u san, samo obrnuto. Ispostavlja se da nije tako. Buđenje je uređeni talas aktivacije koji se kreće odnapred ka nazad u mozgu.

Istraživači su došli do tog zaključka na osnovu analize više od 1.000 buđenja – i spontanih i putem alarma – kod 20 učesnika studije koji su nosili po 256 EEG senzora na skalpu. Da bude jasno, reč je o mnogo senzora. Obično se koristi samo nekoliko elektroda.

Među svim tim podacima, očekivali biste neku nasumičnost. Međutim, iznenađujuće je koliko je obrazac dosledan kod svakog buđenja. Put od sna do buđenja počinje, izgleda, napred – u regionima povezanim sa egzekutivnom funkcijom i odlučivanjem. Budnost se zatim širi unazad kroz mozak, završavajući u regionu pozadi, povezanim sa viđenjem.

Ova progresija verovatno reflektuje kako signali iz supkortikalnih centara pobuđivanja (dublje u mozgu) stižu do korteksa, sa kraćim putanjama do frontalnih oblasti i dužim putanjama ka regionima dalje nazad, kažu istraživači.

Tako je barem normalno. Mozak reaguje drugačije na signale pobuđivanja zavisno od faze u kojoj se nalazi.

Talas buđenja odnapred ka nazad je tehnički istinit kad se budimo iz REM faze – to je spavanje povezano sa živopisnim snovima, kad je aktivnost mozga najsličnija budnom stanju. Izgleda da je to takođe stanje iz kojeg moramo biti trgnuti: kad se probudimo iz REM faze, korteks odmah reaguje brzom aktivnošću nalik budnoj.

Nasuprot tome, buđenje iz ne-REM sna je više postepen proces i ima jedan dodatan korak, sa budnošću koja počinje polako u centralnom „čvoru“ u mozgu. Tek nakon toga počinje standardni obrazac odnapred ka nazad.

Razlog toga je fundamentalan za funcionisanje ne-REM sna. U ne-REM snu, neuroni koji povezuju centre pobuđivanja sa korteksom osciliraju između stanja aktivnosti i spokoja, što je dinamika poznata kao bistabilnost. Usled ove bistabilnosti, svaki pobuđujući stimulus prvo pokreće spori talas pre prelaska na bržu aktivnost. Nasuprot tome, REM san nema ovaj bistabilni obrazac.

Imajući u vidu ova saznanja, možemo li se konačno pozdraviti sa užasnim grogiranim jutrima? Možda, jer postoji izražen obrazac koliko se budno osećamo s obzirom na to kako i kada se budimo.

„Pronašli smo novi aspekt kad spori talasi mogu predstavljati vrlo različita i suprotna ponašanja. Neki spori talasi zapravo deluju kao elementi pobuđivanja – oni su deo signala za buđenje. Što više ovih talasa bude pre buđenja, osećaćete se budnije posle buđenja“, kažu istraživači.

„U međuvremenu, drugi spori talasi – prisutni pre buđenja ili istrajni posle buđenja – razlog su zašto se ponekad osećamo tako pospano u prvim trenucima dana“.

Dalje istraživanje može pomoći u predviđanju pospanosti kod ljudi sa apnejom u snu ili kontrolisanju spazama povezanih sa spavanjem. Ako se bolje shvati proces, takođe se mogu bolje identifikovati znakovi hiperstimulacije u poremećajima spavanja.

Sve u svemu, ova studija daje novi pogled na put u mozgu od sna do budnosti, jednu od najosnovnijih tranzicija u ljudskoj svesti.

(Telegraf Nauka/IFL Science)