Kailanman ay nagtaka kung ano ang nangyayari sa loob ng iyong utak kapag nanatiling gising ka para sa isang araw, isang gabi at isa pang araw, bago ka matulog? Well, nalaman lang namin.

Ito ay na kilala sa maraming taon na kung paanong kami ay inaantok, kung gaano kahusay ang maaari naming magdagdag ng mga numero, bigyang pansin o magsagawa ng gumaganang gawain sa memorya ay depende sa kung gaano katagal kami ay gising at ang oras ng araw. Kadalasan kung mananatiling gising kami sa loob ng dalawang araw (isang araw, isang gabi at pagkatapos ay sa susunod na araw) ang unang oras ng 16 o kaya ay ng wakefulness - ang pagganap ay mabuti at hindi nagbabago magkano.

Ngunit pagkatapos, kapag ipinasok namin ang "biological night time", tulad ng ipinahiwatig ng isang pagtaas ng hormon melatonin, ang pagganap ng mabilis na lumala at umabot sa isang minimum sa paligid 6-8am sa susunod na umaga. Sa ikalawang araw, ang pagganap ay maaaring makakuha ng isang mas mahusay na maliit (ngunit pa rin na mas mababa sa na ng araw ng isa) at lamang bumalik sa normal, mga antas ng baseline pagkatapos ng pagtulog ng isang magandang gabi.

Ang pangunahing katangian ng timeline ng pagganap na ito ay hindi ito lumala nang linearly batay sa kung gaano katagal ka nagising ngunit sa halip ay modulated sa oras ng araw. Sa katunayan, alam natin ngayon na ito ay hindi talaga "oras ng araw" kundi "panloob na biolohikal na oras ng araw" na nagiging sanhi ng mga epekto ng pagkawala ng pagtulog. Sa antas ng pag-uugali, pagkatapos, ang pagpapaandar ng utak ay natutukoy sa pamamagitan ng pinagsamang mga epekto ng circadian rhythmicity at pagtulog homeostasis - ang presyon ng pagtulog na bumubuo sa panahon ng wakefulness at dissipates sa panahon ng pagtulog.

Circadian rhythm

Ang Circadian rhythmicity ay maaaring sundin sa maraming mga aspeto ng pag-uugali at pisyolohiya at ay nabuo sa pamamagitan ng circadian clocks sa halos bawat cell sa utak at katawan. Lokal, ang mga rhythms na ito ay nabuo sa pamamagitan ng feedback loop ng mga protina ng orasan patungo sa mga gene ng orasan na nagpapahayag ng impormasyon sa genetiko na pagkatapos ay isinalin sa mga protina

Ang lahat ng mga orasan na ito - kabilang ang mga orasan ng utak - ay naka-synchronize ng isang sentral na direktor / konduktor na matatagpuan sa lugar ng utak na tinatawag na suprachiasmatic nucleus sa hypothalamus. Ang lugar na ito ng utak ay nagdudulot din ng ritmo ng melatonin sa dugo at laway.

Kaya paano ito pinagsamang aksyon ng circadian rhythmicity at pagtulog homeostasis trabaho? Buweno, sa panahon ng biyolohikal na araw ang circadian clock ay bumubuo ng isang alerting o wakefulness na nagpo-promote ng signal na nagiging mas malakas na habang umuunlad ang araw at umabot sa maximum na lakas sa gabi. Ito ay maaaring mukhang isang kaunti kabalintunaan, ngunit ang signal na ito ay kailangang maging mas malakas na bilang ang araw ay umuunlad dahil ang presyon ng pagtulog din ay nagdaragdag ng mas mahahabang gising namin - kaya kailangan ng isang bagay upang panatilihin sa amin alerto.

Ngunit sa pagpasok namin sa biological night, ang wakefulness na nagpapalaganap ng circadian signal ay nalalanta at nagiging isang signal na nagtataguyod ng tulog na may pinakamataas na lakas sa paligid ng 6-8am. Muli, ito ay maaaring tila isang kabalintunaan ngunit sa ilalim ng normal na mga kondisyon kapag natutulog kami sa gabi, ito ay madaling magamit sapagkat ang signal na nagpapahiwatig ng pagtulog ay nagpapahintulot sa amin na magpatuloy na matulog nang maayos pagkatapos ng anim o pitong oras kapag ang presyon ng pagtulog ay nawala.

Gayunpaman, ang mga problema ay lumitaw kapag tayo ay nananatiling gising sa gabi at sa susunod na araw. Sa gabi, ang presyon ng pagtulog ay nananatiling mataas at nagtataas pa dahil kami ay gising. Ang circadian signal ay hindi na sumasalungat sa presyur na ito at nagpupumilit kaming manatiling gising at gumanap. Ang susunod na araw, ang circadian clock, na kung saan pa rin ticks kung tayo ay natutulog o hindi, nagsisimula sa pagtataguyod ng awake signal muli upang ito ay nagiging isang maliit na mas madali upang maisagawa at manatiling gising.

Ano ang hitsura nito sa utak?

Ang lahat ng ito ay mabuti at mabuti at may katuturan. Sa katunayan, ang modelo ng pagtatrabaho na ito ay malawak na tinatanggap mula sa kung ano ang nakita nating nangyayari pagdating sa pag-uugali. Ngunit ano ang pinagsamang pagkilos ng circadian rhythm at homeostasis ng pagtulog na tulad ng sa loob ng utak ng tao

Ang aming koponan ng mga mananaliksik, mula sa Unibersidad ng Liege at sa University of Surrey, ay nag-scan ng mga talino ng mga taong 33 gamit ang functional magnetic resonance imaging (fMRI) - na nagbibigay ng detalyadong larawan ng mga antas ng neuronal na aktibidad sa buong utak - dalawang araw at kasunod ng isang panahon ng pagbawi ng pagtulog. Sinusukat din namin ang antas ng melatonin upang magkaroon ng isang mahusay na tagapagpahiwatig ng panloob na biological na oras, na nag-iiba sa pagitan ng mga indibidwal. Ang aming mga resulta ay na inilathala sa Science.

Para sa bawat kalahok, ang mga larawan ng utak ng 13 ay nakuha habang sila ay nagsasagawa ng isang simpleng gawain ng oras ng reaksyon. Ang labindalawang imahe ng utak ay nakolekta sa panahon ng pag-agaw ng pagtulog sa mga oras na nailalarawan sa pamamagitan ng mga mabilisang pagbabago na naunang naobserbahan para sa pagganap sa gabi at sa umaga. Ang ikalabintatlong imahen ay kinuha pagkatapos ng pagbawi ng pagtulog.

Ang aktibidad sa ilang mga rehiyon ng utak, at sa partikular na mga subcortical na lugar (tulad ng thalamus, isang pangunahing sentro para sa relaying impormasyon sa cortex), ay sumunod sa isang 24-oras na ritmiko (circadian) pattern na ang timing ng kung saan, nakakagulat, iba-iba sa buong mga rehiyon ng utak. Iba pang mga rehiyon ng utak - sa partikular na mga lugar sa utak ng frontal kasama mataas na-order na mga lugar ng asosasyon - Nagpakita ng isang pagbawas sa aktibidad na may oras gising sinusundan ng isang pagbabalik sa pre-pagtulog antas ng pag-agaw pagkatapos ng pagbawi pagtulog. Ang ilang mga rehiyon ng utak ay nagpakita ng isang pattern na kung saan ay isang kumbinasyon ng isang maindayog pattern at isang tanggihan na nauugnay sa oras gising.

Higit pang nakakagulat, ang mga epekto ng pagkawala ng pagtulog sa aktibidad sa utak ay mas laganap kapag ang mga kalahok ay nagsagawa ng isang simpleng gawain ng reaksyon sa oras kumpara sa isang mas kumplikadong tungkulin na may tiwala sa memorya.

Ang ibig sabihin ng lahat ng ito ay ang iba't ibang mga rehiyon ng utak ay lilitaw na naiiba sa pagkawala ng pagtulog at ang circadian ritmo, at sa pangkalahatan ang mga resulta ay nagpapakita ng parehong epekto ng mga epekto, ngunit din ang pagkakatulad at lokal na likas na katangian ng mga impluwensya.

Ang iba't ibang mga tugon sa utak ay nagpapakita kung paano kumplikado ang mga mekanismo kung saan ang utak ay tumugon sa pagkawala ng pagtulog. Tinutulungan tayo nito na maunawaan kung paano maaaring mapanatili ng utak ang pagganap sa araw at gabi. Ang mga resultang ito ay maaaring magbigay ng katiyakan sa mga manggagawa sa paglilipat at mga taong nagtatrabaho ng mahabang oras na nagsisikap na magbayad at magtuon ng pansin sa kanilang trabaho, lalo na sa mga oras ng umaga. Oo, ang iyong utak ay magkakaiba sa gabi kaysa sa araw. Iminumungkahi din nila na kung nagtatrabaho ka ng huli, maaaring mas mahusay na balutin ito, matulog ka at magsimula muli sa umaga.

Maaaring makatulong din ito sa amin upang higit na maunawaan kung bakit maraming mga sintomas sa psychiatric at neurodegenerative na kondisyon ang waks at nahihina, at bakit sa maagang umaga pagkatapos ng isang gabi na walang pagtulog ay nagpupumilit kaming mapanatili ang pansin, samantalang sa gabi hindi ito isang isyu.

Tungkol sa Ang May-akda

Derk-Jan Dijk, Propesor ng Sleep at Physiology at Direktor ng Surrey Sleep Research Centre, University of Surrey

Pierre Maquet, Direktor ng Pananaliksik, Cyclotron Research, Université de Liège

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa Ang pag-uusap. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Books

at InnerSelf Market at Amazon