مکانیزم های خواب
مرحله ۱ سبک ترین مرحله خواب NREM است که با حرکات آهسته چشم تعریف می شود. این مرحله خواب آلودگی می تواند به راحتی مختل و باعث بیداری شود.
مراحل خواب
مراحل خواب توسط برق نگاری مغز EEG ثبت می شود. در هنگام آرمیدگی، نه فقط بیداری، امواج آلفای یکنواخت با فرکانس ۸ تا ۱۲ در ثانیه وجود دارد. زمانی که خواب تازه آغاز شده است فرد وارد مرحله ی اول خواب می شود. امواج نامنظم و ناهموار است و فعالیت کلی مغز هنوز بالاست اما رو به کاهش می رود. بارزترین ویژگی مرحله ی ۲ ، دوک های خواب (امواج ۱۲ تا ۱۴ هرتز) و امواج K ( مجموعه K موج های تیز با دامنه ی بلند) می باشد.
در مراحل ۳ و ۴ خواب، ضربان قلب، آهنگ تنفس و فعالیت مغز کاهش می یابند و امواج آهسته با دامنه ی بزرگ شایع تر می شوند. امواج آهسته بیانگر آن هستند که فعالیت عصبی کاملاً همزمان است. در مرحله ی ۱ بیداری ، قشر مخ مقدار زیادی درون داد دریافت می کند که بیشتر آنها در بسامدهای بالایی هستند. تقریباً تمام نورونها فعال هستند ولی مجموعه های متفاوت نورونها در زمان های مختلفی فعال هستند. بنابراین EEg پر از امواج کوتاه، سریع و متغیر است.
خواب متناقص یا REM
در طول مراحل خواب دوره های حرکت سریع چشم وجود دارد که پژوهشگران این دوره ها را خواب با حرکات سریع چشم REM نامیدند. این خواب از چند نظر عمیق و از نظرات دیگر سبک است و به این جهت به آن خوابمتناقص می گویند.
در مدت خواب EEg ، REM امواج سریع و نامنظم را نشان می دهد که بیانگر افزایش فعالیت نورونی است، خواب REM از این جهت سبک است. عضلات وضعی بدن در طول این خواب شل تر از مراحل دیگر است؛ خواب REM از این جهت عمیق است. خواب REM با نعوظ در مردان و مرطوب شدن واژن در زنان نیز همراه است و ضربان قلب، فشار خون و آهنگ تنفس بیشتر از مراحل ۲ تا ۴ متغیر است.
۴ مرحله اول خواب به خواب بدون REM یا NREM معروف اند. خواب REM و رؤیاها همپوش هستند اما یکی نیستند. در اوایل شب مراحل ۳ و ۴ خواب تسلط دارند اما بصورت کلی بیشترین مرحله ی خواب مربوط به خواب مرحله ی ۲ می باشد.
ساختارهای برانگیختگی و توجه مغز
مغز میانی کاری بیش از صرفاً انتقال اطلاعات حسی انجام می دهد؛ مغز میانی برای ایجاد بیداری مکانیزم های مخصوص خودش را دارد. صدمه زدن به ساخت شبکه ای (ساختاری که از بصل النخاع تا پیش مغز امتداد دارد) برانگیختگی را کاهش می دهد. برخی از نورونهای ساختار شبکه ای که به طرف پائین (نخاع شوکی) می روند قسمتی از دستگاه شکمی – میانی کنترل حرکتی را تشکیل می دهند. آکسونهای نورونهایی که به سمت بالا به طرف مغز می روند کاملاً مناسب تنظیم برانگیختگی هستند.
پونتومزنسفالون به معنای پل مغز میانی است، قسمتی از ساختار شبکیه ای است که در برانگیختگی مغزی مشارکت دارد و استیل کولین و گلوتامات آزاد می کنند که اثر تحریکی در هیپوتالاموس، تالاموس و پیش مغز پایه ایجاد می کنند. تحریک این قسمت هوشیاری فرد را افزایش می دهد.
لوکوس سرلئوس ساختار کوچکی است که در اغلب مواقع نافعال است ولی در پاسخ به رویدادهای معنی دار تکانه هایی را صادر می کند. به توجه و یادگیری جدید کمک می کند و از شروع خواب REM جلوگیری می کند و بیداری را افزایش می دهد. لوکوس سرلئوس این کار را به کمک ترشح نوراپی نفرین در سرتاسر مغز انجام می دهد.
گذرگاه هایی از هیپوتالاموس، انتقال دهنده ی عصبی هیستامین را آزاد می کند که بیداری و هوشیاری را افزایش می دهد. گذرگاهی دیگر عمدتاً از هسته جانبی هیپوتالاموس انتقال دهنده ی عصبی پپتیدی به نام اورکسین یا هیپوکرتین را آزاد می کند. اوکسین سلول های آزادکننده استیل کولین را تحریک می کنند و بیداری و برانگیختگی را افزایش می دهند. اوکسین برای بیداری ضروری نیست ولی برای بیدار ماندن ضرورت دارد.
گذرگاه های دیگری از هیپوتالاموس جانبی سلول های پیش مغز پایه را تنظیم می کنند. این سلولها آکسونهایی دارند که برخی از آنها استیل کولین آزاد می کنند. افراد مبتلا به آلزایمر تعدادی از این سلولها را از دست می دهند که باعث مختل شدن هوشیاری و توجه می شود.
آکسونهای دیگری از ناحیه پیش مغز پایه GABA گابا را آزاد می کنند که انتقال دهنده ی بازداشتی مغز است و برای خواب ضروری است
خوابیدن
خواب به کاهش برانگیختگی، عمدتاً به وسیله ی آدنوزین نیاز دارد. هنگامی که افراد از خواب محروم می شوند، تراکم آدنوزین خواب آلودگی طولانی ایجاد می کند – پدیده ی (کسر خواب) نامیده می شود. پروستاگلاندین ها نیز مانند آدنوزین ها عمل می کنند و موجب خواب می شود.
نقش مغز در خواب REM
خواب REM با افزایش فعالیت در تعدادی از مناطق مغزی همراه است که پل، سیستم لیمبیک و قسمت هایی از قشر آهیانه ای و گیجگاهی از آن جمله هستند. فعالیت در قشر پیش پیشانی، قشر حرکتی و قشر بینایی اولیه کاهش می یابد.
سروتونین ترشح شده از هسته رافه و نوراپی نفرین ترشح شده از لوکوس سرلئوس مانع از خواب REM می شود، استیل کولین باعث بیداری و خواب REM می شود، استیل کولین برای بیداری در خواب REM دو حالتی که قسمت عمده مغز را فعال می کنند، اهمیت دارد.
ساعت زیستی
ساعت زیستی، با کنترل دستگاه عصبی، هورمونها و دمای بدن باعث میشود فیزیولوژی و بیوشیمی بدن با الگوی طبیعی فعالیتهای روزانه، خواب و استراحت، تنظیم و منطبق شود. عملکرد ساعت زیستی بدین شکل است که حدوداً یک ساعت قبل از بیدار شدن، عملکرد ذهنی و جسمی، هوشیاری و انگیزه فرد را بالا میبرد و حدود یک ساعت قبل از به خواب رفتن، فعالیتهای عصبی، دمای بدن و ترشح آدرنالین را کاهش میدهد، بدین شکل؛ چرخه خواب و بیداری را تسهیل میکند.
ویژگیهای ساعت زیستی
- ساعت زیستی کم دقت و کند است و مایل است بیش از ۲۴ ساعت طول بکشد.
- امروزه در جوامع صنعتی ساعت زیستی غالباً تحت تأثیر نور، تغذیه، رفتار اجتماعی و فعالیتهای ذهنی و جسمی است.
- ساعت زیستی در برابر تغییرات و سازگاری با این تغییرات کند است.
تنظیم و تنظیم مجدد ساعت زیستی
ما معمولاً فعالیتهای درونی روزانه خود را تنظیم میکنیم تا با محیط هماهنگ شویم و گاهاً این تنظیم نامناسب است. محرکی که چرخههای شبانهروزی را مجدداً تنظیم میکند زمان نما نامیده میشود. این محرک غالباً برای جانداران خشکی نور و برای جانداران آبزی جزر و مد است. همانطور که گفته شد ساعت زیستی بدن، بدون نور هم، کار میکند و ادامه دارد اما نور برای تنظیم مجدد آن ضروری است. علاوه بر نور، ورزش، وعدههای غذایی و دمای محیط هم بر ساعت زیستی تأثیرگذار است. برای مثال افراد نابینا که نوری برای تنظیم ساعت زیستی خود دریافت نمیکنند؛ معمولاً خود را با زمان نماهای صدا، دمای محیط، وعدههای غذایی و فعالیت تنظیم میکنند.
تأثیر عوامل درونی بر ساعت زیستی
هسته فوق کیاسما (هسته فوق چلیپای/ SCN)
با وجود اینکه تمام سلولهای بدن در شکلدهی ریتم خواب و بیداری نقش دارند اما محرک اصلی برای دمای بدن و ریتم خواب و بیداری هسته فوق کیاسما است؛ این هسته در هیپوتالاموس در بالای کیاسمای بینایی قرار دارد و در صورت صدمه دیدن ریتم خواب و بیداری بدن نامنظم میشود. عملکرد این هسته بدین صورت است که، مسیر شبکیه هیپوتالاموس به SCN شامل مجموعه سلولهای خاص شبکیه و رنگدانههای بینایی خاصی به نام ملانوپسین است که با رنگدانههای بینایی مخروطها و میلهها متفاوت است. این سلولها که نزدیک بینی قرار دارند به تغییر مقدار کلی نور پاسخ میدهند و به درون داد میلهها و مخروطها نیازی ندارند.
ملاتونین
هسته فوق کیاسما با تأثیر بر سایر نواحی از جمله تأثیر بر غده صنوبری، خواب و بیداری را تنظیم میکند که این غده هورمون ملاتونین ترشح میکند و بدین طریق بر ریتم خواب و بیداری تأثیر میگذارد. این هورمون عمدتاً دو الی سه ساعت قبل از خواب ترشح میشود و موجب خوابآلودگی میشود. گاهاً قرصهای ملاتونین برای افرادی که دچار پرواز زدگی میشوند مفید واقع میشود.
پروتئین
دو ژن period و timless پروتئین per و tim را تولید میکنند که در ابتدای روز کمتر تولید میشوند اما در طول روز افزایش مییابند و در پایان روز به بالاترین میزان تولید میرسند؛ تا جایی که فرد خوابآلود میشود و پروتئینها به ژن ها پسخوراند میشوند و تولید پروتئینها متوقف میشود؛ پس تا صبح روز بعد تراکم آن ها کمتر میشود و فرد کمکم بیدار میشود.
تأثیر عوامل بیرونی بر ساعت زیستی
شیفت کاری
انترنهای پزشکی، کارمندان ادارات، خلبانها و غیره، ممکن است در شیفت شبکار کنند و معمولاً به طور مناسب و کافی نمیخوابند و ممکن است دچار احساس گیجی در محل کار شوند و در طول روز خواب کافی و مناسبی ندارند. این افراد در صورتی، با این شرایط بهتر سازگار میشوند که در طول روز در اتاق بسیار تاریک بخوابند و در شب با نور زیادی که همسان با نور خورشید باشد کار کنند.
پرواز زدگی (Jetlag)
زمانی که در مسافرتهای هوایی از چند منطقه زمانی عبور میکنیم ممکن است علائمی مانند سردرد، سردرگمی، زودرنجی، بیاشتهایی، تهوع، کاهش عملکرد ذهنی و جسمی و خستگی در طول روز را تجربه کنیم که به آن پرواز زدگی گفته میشود. تمام این موارد به دلیل ناهمخوانی ساعت درونی و ساعت بیرونی رخ میدهد و اغلب مواقع زمانی که به سمت غرب مناطق زمانی عبور میکنیم راحتتر از زمانی که به سمت شرق میرویم ساعت زیستیمان تنظیم میشود.
افراد سحرخیز و افراد شبزندهدار
ریتمهای شبانهروزی در افراد متفاوت است. برخی زود بیدار میشوند و در آخر شب کمتر هشیارند و برخی در شروع روز انرژی کمتری دارند و آهستهتر عمل میکنند و در بعدازظهر یا آخر شب هوشیارتر و سرحالتر هستند. این رویداد به سن، ژنتیک و سایر عوامل وابسته است. این افراد بیشتر به مصرف الکل، پرخوری و رفتارهای مخاطرهآمیز گرایش دارند. دانشآموزی را در نظر بگیرید که جز افراد شبزندهدار است؛ این فرد در صبح عملکرد پایینتری دارد، وقتی صبح زود در مدرسه مجبور به یادگیری مطالب میشود عملکرد پایینتری از خود نشان خواهد داد؛ همچنین در آزمونهای صبحگاهی با اینکه ممکن است هوشی بالا داشته باشد اما به دلیل موقعیت زمانی نامناسب عملکرد هوشی متوسط و یا پایینتری از خود نشان خواهد داد. گویی این افراد هر روز دچار پرواز زدگی میشوند.
برهمخوردن ساعت زیستی چه نتایجی به همراه خواهد داشت؟
برهمخوردن ساعت زیستی و ریتم خواب و بیداری پیامدهایی برای فرد به همراه خواهد داشت و در این شرایط افراد معمولاً دچار کمبود خواب و یا پرخوابی میشوند که میتواند موجب عملکرد معیوب و اضطراب در فرد شود. همچنین میتواند از نشانههای افسردگی هم باشد که موجب تغییرات و نوسانات خلقی در فرد میشود.
منابع :
- جیمز کالات. روانشناسی فیزیولوژیک. یحیی سیدمحمدی(مترجم). نشر روان
- خداپناهی. روان شناسی فیزیولوژیک. نشر سمت