Kaip smegenys pabunda ir kodėl kartais tai yra toks baisus procesas: mokslininkai atsako

Jei visa tai skamba pažįstamai, naujas Šveicarijos mokslininkų tyrimas gali paaiškinti, kodėl taip yra.

Pasirodo, mūsų perėjimas iš miego į budrumą yra sudėtingesnis, nei manėme, o tai, kaip ir, svarbiausia, kada mes pabundame, gali turėti didelį poveikį tam, kaip jaučiamės iškart po to.

Kaip mes miegame

Jau seniai žinome – bent jau tiek, kiek egzistuoja grupė REM – kad miegas vyksta ciklais.

Yra I miego etapas, kurio metu, galbūt prieštaraujant intuicijai, jūs vis dar esate pabudę – tai etapas, kurio metu galite jausti, kaip „užmiegiate“, galbūt patirdami keletą hipninių trūkčiojimų.

Galų gale tai pereina į II miego etapą, arba „lengvą miegą“, iš kurio jus galima gana lengvai pažadinti: tada pereina į III etapą, giliausią miego lygį, iš kurio pažadinti yra sunkiausia.

Mes visą naktį svyruojame tarp šių etapų, kiekvieną kritimą ir pakilimą pertraukdami REM miego protrūkiu ir, dažniau nei galite įsivaizduoti, trumpu budrumo laikotarpiu.

Per visą šį ciklą mūsų smegenys patiria tikrai neįtikėtinus pokyčius. Mūsų smegenų bangos, kurios paprastai yra stabilios alfa bangos, kai esate atsipalaidavę, pereina į teta bangų modelį – ritmą, kuris dažnai siejamas su atminties formavimusi ir navigacija – ir kurį retkarčiais pertraukia staigūs, trumpi nervų veiklos protrūkiai, vadinami „miego verpstėmis“.

Galiausiai, gilaus miego metu, mūsų smegenų bangos sulėtėja tiek, kad tampa delta bangomis, kurių dažnis siekia vos 0,5 Hz.

Visa tai žinome dėka EEG, tai yra elektroencefalografijos. Tačiau iki šiol nežinojome, kaip pabundame iš šio ciklo. Ar ta pati technika galėtų būti panaudota atsakyti į šį naują klausimą?

Šveicarų komanda manė, kad verta pabandyti. „Tradicinė elektroencefalografija yra standartinė technika miego registravimui natūraliomis sąlygomis ir klinikinių sutrikimų atveju“, – jie nurodo savo naujame straipsnyje, tačiau „regioniniai EEG pokyčiai tiksliu miego ir pabudimo perėjimo momentu nebuvo išsamiai ištirti“.

Tai nepaisant keleto gana įtikinamų priežasčių, kodėl verta tai ištirti. Autoriai rašo, kad dokumentuoti tai, kas vyksta smegenyse pabudimo metu, yra „labai svarbu“ – „ne tik siekiant geriau suprasti, kaip regioninis budrumo atkūrimas veikia pažinimą ir elgesį, bet ir todėl, kad daugeliui miego sutrikimų, įskaitant nemigą ir parasomnijas, būdingas neišsamus, pernelyg intensyvus arba neįprastu laiku pasireiškiantis pabudimas“. 

„Geresnis šių sužadinimo procesų erdvės dinamikos supratimas gali pagerinti jų aptikimą ir padėti identifikuoti pagrindinius nervinius substratus“, – teigia jie.

Iš tamsos

Galima būtų manyti, kad pabudimas yra tas pats, kas užmigimas, tik atvirkščiai. Tačiau paaiškėjo, kad tai nėra tiesa: „tikrasis pabudimas yra tvarkinga aktyvacijos banga, kuri juda nuo smegenų priekio į galą“, – praėjusią savaitę „Nature News“ sakė Rachel Rowe, Kolorado universiteto Boulderio filialo neurobiologė, nedalyvavusi tyrime.

Tai išvada, kurią komanda padarė išanalizavusi daugiau nei 1000 pabudimų – tiek spontaniškų, tiek dėl žadintuvo – kuriuos patyrė 20 tyrimo dalyvių, kiekvienas iš jų turėjęs 256 EEG jutiklius ant galvos odos. Kad būtų aišku, tai yra daug jutiklių: „įprastinėje konfigūracijoje [EEG] naudoja tik keletą elektrodų“, – teigiama straipsnyje.

Atsižvelgiant į visą tą informaciją, galima būtų tikėtis tam tikro atsitiktinumo, bet „nustebina tai, kaip nuoseklus buvo šis modelis kiekvieno pabudimo metu“, – sakė Francesca Siclari, Nyderlandų neurobiologijos instituto tyrėja ir vyresnioji tyrimo autorė, žurnalui „Nature“.

Pereiga iš miego į budrumą, atrodo, prasideda priekyje, srityse, susijusiose su vykdomosiomis funkcijomis ir sprendimų priėmimu: budrumas tada plinta atgal per smegenis ir galiausiai pasiekia galinę sritį, susijusią su regėjimu.

„Ši raida tikriausiai atspindi tai, kaip signalai iš pakortikinių sužadinimo centrų (esantys giliau smegenyse) pasiekia žievę“, – paaiškino Aurélie Stephan, Lozanos universiteto podoktorantė ir pirmoji tyrimo autorė, – „trumpesniais keliais į priekinę smegenų dalį ir ilgesniais keliais į toliau esančias sritis“.

Bent jau taip yra paprastai. „Smegenys skirtingai reaguoja į sužadinimo signalus, priklausomai nuo to, kokioje stadijoje jos yra“, – tęsė Stephan, komentuodama tyrimą.

Taigi, tas bangavimas nuo priekio iki galo, kai mes pabundame? Techniniu požiūriu tai tiesa tik tada, kai pabundame iš REM miego – tai miegas, susijęs su ryškiais sapnais, kai smegenų veikla yra labiausiai panaši į tą, kai esame pabudę.

Matyt, tai taip pat yra būsena, iš kurios mums reikia ištrūkti: kai pabundame iš REM miego, „žievė iš karto reaguoja greita, pabudimui panašia veikla“, – paaiškino Stephan.

Pabudimas iš ne REM miego, priešingai, yra labiau laipsniškas procesas – ir jis turi papildomą etapą, kai budrumas lėtai prasideda centrinėje smegenų „centrinėje dalyje“. Tik po to prasideda standartinis „iš priekio į galą“ modelis.

Stephan paaiškino, kad to priežastis yra esminė ne REM miego veikimo principui. „Ne REM miego metu neuronai, jungiantys sužadinimo centrus su žievės sluoksniu, kaitalioja aktyvumo ir tylos būsenas – tai dinamika, žinoma kaip „bistabilumas“, – sakė ji. „Dėl šio bistabilumo bet koks sužadinantis dirginimas pirmiausia sukelia lėtą bangą, o tik tada pereina į greitesnę veiklą.“ 

„Priešingai, REM miego metu šis dvejopas modelis nepasireiškia“.

Paspauskite atidėjimo mygtuką

Taigi, dabar, kai pabudimo procesas yra suprantamas geriau nei bet kada anksčiau, ar galime pagaliau atsisveikinti su baisiais mieguistais rytais, kai išlipate iš lovos tik tam, kad vėl užmigtumėte, kol valote dantis?

Na... galbūt, iš tiesų – nes, kaip paaiškėjo, yra pastebimas modelis, kaip jūs jaučiatės pabudę, priklausomai nuo to, kaip ir kada pabundate.

„Mes atradome naują aspektą, kuriame lėtos bangos gali rodyti labai skirtingą ir priešingą elgesį“, – sakė Stephan.

„Kai kurios lėtos bangos iš tiesų veikia kaip sužadinimo elementai – jos yra „pabusk!“ signalo dalis. Kuo daugiau šių bangų pasirodo prieš pabudimą, tuo labiau esate budrus pabudęs.“

Tuo tarpu, ji paaiškino, „kitos lėtos bangos – nesvarbu, ar jos pasirodo prieš pabudimą, ar išlieka po jo – yra priežastis, kodėl kartais jaučiamės tokie mieguisti pirmosiomis dienos akimirkomis.“

Tai tik pirmasis žingsnis, bet komanda tikisi, kad jų rezultatai bus panaudoti ateities tyrimuose apie įvairius miego sutrikimus. 

Tęsdami tyrimus, jie tikisi, kad jų atradimai padės prognozuoti mieguistumą žmonėms, sergantiems miego apnėja, arba kontroliuoti su miego sutrikimais susijusius priepuolius. „Jei geriau suprasime šį procesą, galėsime geriau atpažinti hiperbudrumo požymius miego sutrikimų atveju“, – sakė Stephan.

Apibendrinant, „šis tyrimas suteikia naują perspektyvą, leidžiančią pažvelgti į smegenų kelionę nuo miego iki pabudimo“, pridūrė ji, „atverdamas langą į vieną iš svarbiausių žmogaus sąmonės pokyčių“.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Current Biology“.