Co se děje v mozku během spánku?

Spánek má zásadní význam v našem životě a trávíme jím značnou část svého života. Umožňuje tělu i mozku metabolickou obnovu, přičemž současný výzkum se soustřeďuje více na aktivní než regenerační úlohu, kterou má spánek na náš mozek a chování. Spánek se skládá z několika fází. Dvě z nich, spánek pomalých vln (nebo hluboký) a REM spánek, souvisí s odlišnými vzory mozkové činnosti a jsou dávány do souvislosti s různými kognitivními procesy.

Rozdíl mezi fázemi spánku
Spánek pomalých vln je charakterizován synchronizovanou aktivitou neuronů v mozkové kůře (Neocortex), které „vystřelují“ pomalou rychlostí mezi 0,5 až třikrát za sekundu. Neocortex zabírá většinu mozkové kůry v mozku, která hraje roli v paměti, myšlení, jazyku a vědomi.

Naproti tomu při REM spánku, kdy se odehrává většina snění, je aktivita neuronů rychlá a synchronizovaná při mnohem vyšších frekvencích mezi 30 až 80 krát za sekundu. Tyto vzory aktivity mozku během REM spánku připomínají ty, které byly pozorovány během bdělosti, a z tohoto důvodu je často REM spánek označován jako „paradoxní“ spánek.

Kognitivní funkce
Existuje stále více důkazů, že spánek pomalých vln souvisí s konsolidací paměti a podílí se na přenosu informací z hipokampus, který kóduje nedávné zkušenosti a dlouhodobě je upevňuje v mozkové kůře. REM spánek je spojen s procesy, které zahrnují abstrakci a obecné zkušeností, což vede k tvůrčím objevům a lepšímu řešení problémů.

I když existuje značná podobnost mezi bděním a REM spánkem, četné studie zkoumaly rozdíly v aktivitě jednotlivých částí mozku během těchto stavů a zjistili, že některé části mozku jsou aktivnější během REM spánku, než v bdělosti. Tyto oblasti jsou obzvláště zajímavé pro kognitivní neurology, protože jsou klíčové při emocionální regulaci a emocionální paměti.

 

Kortikální aktivita u potkanů
​​Nejnovější studie publikovaná v časopise Science Advances zkoumala fyziologii a funkčnost REM spánku ve skupině potkanů ​​a poskytla pohled na činnost mozkové kůry. Zjistilo se, že REM spánek má vliv na náš mozek a kognitivní chování. Autoři studovali skupiny krys, kterým dovolili spát, ale bránili jim přejít do REM spánku po dobu tří dnů. Šest hodin před ukončením, bylo polovině krys dovoleno spát normálně, a polovina pokračovala ve spánku bez REM fáze.

Krysy, které mohly posledních šest hodin spát normálně, pak prokázaly zvýšenou hladinu REM spánku během těchto hodin. To umožnilo porovnat vliv REM spánku mezi skupinami. Kontrolní skupině potkanů ​​bylo umožněno spát normálně během celé studie. Funkce REM spánku se tak zdá být nesmírně důležitá a umožňuje mozku lépe využít zpracovávání paměťových stop, což umožňuje efektivnějšímu člověku reagovat na zkušenosti v bdělém stavu.

Kde v mozku?
V další studii bylo zkoumáno, kde přesně v mozku dochází k těmto změnám. Zjistilo se, že v mozkové kůře došlo k celkovému zvýšení plasticity v mnoha oblastech, včetně senzomotorických funkcí. Hipokampus zase přispívá k vytváření nových epizodických paměťových stop.

Výzkumníci také prokázaly, že REM spánek umožňuje mozku učit se ze zkušeností. Během výzkumů se podařilo identifikovat další dvě oblasti, claustrum a supramammillary jádro s klíčovou roli během REM spánku. Tyto dvě oblasti jsou navíc zapojeny do integrace emoce a paměti.

 

Nové mozkové oblasti claustrum
je velmi tenká vrstva neuronů, které se nacházejí pod mozkovou kůrou. Claustrum bývá zapojen do integrace podnětů z různých smyslů a podílí se na zpracovávání emocionálních podnětů a pozornosti. Supramammillární jádro je také známé tím, že propojuje více oblastí mozku, z nichž některé jsou spojeny s emocionálním zpracováváním informací.

Výsledkem této výzkumné práce je zjištění, že REM spánek moduluje aktivaci a synaptické zpracování informací v oblastech mozku, které se podílejí na zpracovávání emocí. REM spánek je také důležitý pro kódování vzpomínek. Proto pochopení toho, co se děje v našem mozku, když sníme se může ukázat jako klíčové pro zpracování emocí a paměti.