Bạn có bao giờ tự hỏi điều gì xảy ra trong não khi bạn thức một ngày, một đêm và một ngày khác, trước khi cuối cùng bạn đi ngủ? Vâng, chúng tôi chỉ cần tìm ra.

Nó đã được được biết đến trong nhiều năm rằng chúng ta buồn ngủ như thế nào, chúng ta có thể cộng các con số tốt như thế nào, chú ý hay thực hiện một nhiệm vụ bộ nhớ làm việc phụ thuộc vào thời gian chúng ta thức và thời gian trong ngày. Thông thường, nếu chúng ta thức trong khoảng thời gian hai ngày (một ngày, một đêm và ngày hôm sau) thì những giờ 16 đầu tiên hoặc lâu hơn là sự tỉnh táo - hiệu suất rất tốt và không thay đổi nhiều.

Nhưng sau đó, khi chúng ta bước vào thời gian đêm sinh học của người Hồi giáo, được biểu thị bằng sự gia tăng của hormone melatonin, hiệu suất sẽ suy giảm nhanh chóng và đạt đến mức tối thiểu vào khoảng 6-8am vào sáng hôm sau. Vào ngày thứ hai, hiệu suất có thể tốt hơn một chút (nhưng vẫn thấp hơn so với ngày đầu tiên) và chỉ trở lại mức cơ bản, bình thường sau một giấc ngủ ngon.

Đặc điểm chính của dòng thời gian hiệu suất này là nó không suy giảm tuyến tính dựa trên thời gian bạn thức dậy bao lâu mà thay vào đó được điều chỉnh theo thời gian trong ngày. Trên thực tế, hiện tại chúng ta biết rằng đó không phải là thời gian thực sự của ngày mà là thời gian sinh học bên trong của ngày mà gây ra những ảnh hưởng của việc mất ngủ. Ở cấp độ hành vi, chức năng não được xác định bởi các tác động kết hợp của nhịp sinh học và cân bằng nội môi khi ngủ - áp lực giấc ngủ tích tụ trong khi thức và tiêu tan trong khi ngủ.

Nhịp sinh học

Nhịp sinh học có thể được quan sát trong nhiều khía cạnh của hành vi và sinh lý và được tạo ra bởi đồng hồ sinh học ở gần như mọi tế bào trong não và cơ thể. Tại địa phương, những nhịp điệu Được tạo ra bởi một vòng phản hồi của protein đồng hồ lên các gen đồng hồ thể hiện thông tin di truyền sau đó được dịch thành protein

Tất cả các đồng hồ này - bao gồm cả đồng hồ não - được đồng bộ hóa bởi một giám đốc / nhạc trưởng trung tâm nằm trong vùng não gọi là hạt nhân siêu âm ở vùng dưới đồi. Khu vực này của não cũng điều khiển nhịp điệu của melatonin trong máu và nước bọt.

Vì vậy, làm thế nào để kết hợp hành động của nhịp sinh học và cân bằng nội môi giấc ngủ này hoạt động? Vâng, trong ngày sinh học, đồng hồ sinh học tạo ra tín hiệu thúc đẩy cảnh báo hoặc tỉnh táo trở nên mạnh mẽ hơn khi ngày tiến triển và đạt đến sức mạnh tối đa vào buổi tối. Điều này có vẻ hơi nghịch lý, nhưng tín hiệu này cần phải trở nên mạnh mẽ hơn khi ngày trôi qua vì áp lực giấc ngủ cũng làm tăng thời gian chúng ta thức lâu hơn - vì vậy cần phải cảnh giác chúng ta.

Nhưng khi chúng ta bước vào đêm sinh học, sự thức tỉnh thúc đẩy tín hiệu sinh học tiêu tan và biến thành tín hiệu thúc đẩy giấc ngủ với cường độ tối đa ở khoảng 6-8am. Một lần nữa, điều này có vẻ hơi nghịch lý nhưng trong điều kiện bình thường khi chúng ta ngủ vào ban đêm, điều này rất hữu ích vì tín hiệu thúc đẩy giấc ngủ cho phép chúng ta tiếp tục ngủ ngon ngay cả sau sáu hoặc bảy giờ khi áp lực giấc ngủ đã tan.

Tuy nhiên, vấn đề phát sinh khi chúng ta thức vào ban đêm và ngày hôm sau. Trong đêm, áp lực giấc ngủ vẫn cao và thậm chí tăng lên vì chúng ta đã thức. Tín hiệu sinh học không còn chống lại áp lực này và chúng tôi đấu tranh để tỉnh táo và thực hiện. Ngày hôm sau, đồng hồ sinh học, vẫn đánh dấu xem chúng ta có ngủ hay không, bắt đầu phát lại tín hiệu tỉnh táo để nó trở nên dễ dàng hơn một chút để thực hiện và tỉnh táo.

Điều này trông như thế nào trong não?

Đây là tất cả tốt đẹp và tốt và có ý nghĩa. Thật vậy, mô hình làm việc này được chấp nhận rộng rãi từ những gì chúng ta đã thấy xảy ra khi nói đến hành vi. Nhưng hành động kết hợp giữa nhịp sinh học và cân bằng nội môi khi ngủ trông như thế nào trong não người

Nhóm các nhà nghiên cứu của chúng tôi, từ Đại học Liege và Đại học Surrey, đã quét não của những người 33 bằng cách sử dụng hình ảnh cộng hưởng từ chức năng (fMRI) - đưa ra một bức tranh chi tiết về mức độ hoạt động của tế bào thần kinh trong não - những người bị mất ngủ Hai ngày và sau một thời gian phục hồi giấc ngủ. Chúng tôi cũng đã đo mức melatonin để có một chỉ số tốt về thời gian sinh học bên trong, khác nhau giữa các cá nhân. Kết quả của chúng tôi là xuất bản trên Khoa học.

Đối với mỗi người tham gia, hình ảnh não 13 thu được trong khi họ đang thực hiện một nhiệm vụ thời gian phản ứng đơn giản. Mười hai hình ảnh não đã được thu thập trong thời gian thiếu ngủ vào những thời điểm được đặc trưng bởi những thay đổi nhanh chóng được quan sát trước đây cho hiệu suất vào buổi tối và buổi sáng. Hình ảnh thứ mười ba được chụp sau khi ngủ phục hồi.

Hoạt động ở một số vùng não và ở các vùng dưới vỏ não cụ thể (như đồi thị, một trung tâm chính để chuyển thông tin đến vỏ não), theo mô hình nhịp điệu (tuần hoàn) của 24 theo thời gian, đáng ngạc nhiên, khác nhau giữa các vùng não. Các vùng não khác - đặc biệt là các vùng não phía trước bao gồm khu vực hiệp hội cấp cao hơn - cho thấy sự giảm hoạt động với thời gian tỉnh táo sau đó trở lại mức độ thiếu ngủ trước khi ngủ phục hồi. Một số vùng não hiển thị một mô hình là sự kết hợp của mô hình nhịp điệu và sự suy giảm liên quan đến thời gian thức.

Thậm chí đáng ngạc nhiên hơn, những ảnh hưởng của mất ngủ đối với hoạt động của não lan rộng hơn nhiều khi những người tham gia thực hiện một nhiệm vụ thời gian phản ứng đơn giản so với một nhiệm vụ phụ thuộc vào bộ nhớ phức tạp hơn.

Tất cả điều này có nghĩa là các vùng não khác nhau dường như bị ảnh hưởng khác nhau do mất ngủ và nhịp sinh học, và nói chung, kết quả cho thấy cả tính phổ biến của các hiệu ứng này, nhưng cả sự tương đồng và tính chất cục bộ của những ảnh hưởng này.

Sự đa dạng trong các phản ứng của não bộ cho thấy mức độ phức tạp của các cơ chế mà não phản ứng với mất ngủ. Nó giúp chúng ta hiểu làm thế nào bộ não có thể duy trì hiệu suất vào ban ngày và ban đêm. Những kết quả này có thể trấn an những người làm việc theo ca và những người làm việc rất nhiều giờ vật lộn để chú ý và tập trung vào công việc của họ, đặc biệt là vào đầu giờ sáng. Vâng, bộ não của bạn sẽ khác vào ban đêm so với ban ngày. Họ cũng đề nghị rằng nếu bạn làm việc muộn, có lẽ tốt hơn là nên quấn nó lại, ngủ một chút và bắt đầu lại vào buổi sáng.

Nó thậm chí có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn tại sao nhiều triệu chứng trong điều kiện tâm thần và thoái hóa thần kinh sáp và suy yếu, và tại sao vào sáng sớm sau một đêm không ngủ chúng ta phải vật lộn để duy trì sự chú ý, trong khi vào buổi tối thì đó không phải là vấn đề.

Giới thiệu về Tác giả

Derk-Jan Dijk, Giáo sư về Giấc ngủ và Sinh lý học và Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Giấc ngủ Surrey, Đại học Surrey

Pierre Maquet, Giám đốc nghiên cứu, Cyclotron Research, Université de Liège

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon