[naz.gigili]

هر شب که به اتاق خوابمان می‌رویم و می‌آرامیم، کم‌کم به حالت ناهوشیار خواب فرو می‌رویم، بیشتر ما ۸ ساعت را در خواب به سر می‌بریم و این بدان معناست که یک سوم از عمرمان را در خواب و رویا سپری می‌کنیم. اگر شما به دلیل مهمانی‌های شبانه یا شب‌زنده‌داری‌های زمان امتحانات خود را از خواب محروم کنید، بدنتان بزودی به شما هشدار خواهد داد که از این کار بپرهیزید. این وضع در کوتاه مدت تحمل می‌شود ولی ادامه آن در طولانی مدت مشکل‌ساز می‌شود. سیکل خواب و بیداری در زمره فعالیت‌های ریتمیک ما قرار می‌گیرد. چرا این فعالیت‌ها وجود دارند؟ کدام مراکز مغز را درگیر می‌کنند و چگونه کار می‌کنند؟
● ریتم‌درون‌زاد
سیکل ‌خواب و بیداری یک ریتم درون‌زاد است که در طی سال‌های اول زندگی در چهارچوب شب و روز جای می‌گیرد. این ریتم را “سیرکادین” می‌نامند (سیرکا به معنای حدود و دین به معنای روز در زبان لاتین.) خواب در طول زندگی از اهمیت زیادی برخوردار است: نوزادان در بازه‌های کوتاه کوتاه در طی روز می‌خوابند. کودکان معمولا بعد از ناهار چرت می‌زنند و بزرگسالان معمولا تنها به هنگام شب می‌خوابند. خواب برای شما لازم است. گفته می‌شود وینسون چرچیل، نخست‌وزیر سال‌های جنگ جهانی دوم علاقه‌مند به چرت‌های کوتاه‌مدت حتی گاه در هنگام گردهمایی کابینه بود!
تنظیم سیکل خواب و بیداری و گنجاندن آن در چهارچوب شب و روز به عهده تعدادی از نورون‌هاست که در بالای کیاسمای بینایی قرار دارند و هسته “فوق کیاسمایی” نامیده می‌شوند. نورون‌های این بخش، از طریق اتصالات فراوان و غیر معمول بین دندریتی خود یک الگوی شلیک هماهنگ را میسر می‌سازند و بدین ترتیب بخشی از ساعت بیولوژیک مغز محسوب می‌شوند. در انسان‌ها این زمان ‌بندی با دقت کمی کندتر از یک روز تنظیم شده است، اما به طور معمول اطلاعاتش را با ورودی‌هایی که از طریق چشم دریافت می‌کند، تصحیح می‌نماید. این سرعت بیولوژیک از مشاهد انسان‌هایی که در اعماق غار و به دور از نشانه‌های زمان درست به سر می‌بردند، مسجل شد. در این افراد ریتم شبانه روزی ۲۵ ساعت گزارش شده است.
● مراحل خواب
خواب چندان که به نظر می‌رسد یک فرایند منفعل نیست. اگر الکترودهایی روی پوست سر فردی نصب کنیم و فرد در جریان یک آزمایش، بخوابد خواهیم دید که امواج مغزی‌- الکتروانسفالوگرافی وی چندین مرحله مجزا از هم را پشت سر می‌گذارد. در هنگام بیداری مغز امواج کم شدتی را از خود به نمایش می‌گذارد. در ابتدای خواب این امواج مسطح‌تر می‌شوند اما به تدریج با عبور از مراحل مجزای خواب شدت این امواج افزایش و فرکانس آنها کاهش می‌یابد. این مراحل، خواب با امواج آهسته نامیده می‌شوند. علت این تغییرات در فعالیت الکتریکی مغز به خوبی روشن نشده است.
اما عقیده بر آن است که نورون‌های مغز هنگامی که نسبت به ورودی‌های معمول خود پاسخ نمی‌دهند، با یکدیگر هماهنگ می‌شوند. از آنجایی که نورون‌های مسئول حرکات عضلات اسکلتی به طور فعال مهار می‌شوند،‌ توان عضلات کاهش می‌یابد. اما خوشبختانه نورون‌های مسئول حرکات تنفسی و قلب همچنان به کار خود ادامه می‌دهند!
در طول خواب این چرخه چندین بار تکرار می‌شود. در یکی از مراحل خواب، فعالیت مغزی مشابه حالات بیداری می‌گردد و کره چشم‌مان نیز در پشت پلک‌های بسته‌مان شروع به حرکت می‌کند.
این مرحله، مرحله حرکت سریع چشم یا “رم” نامیده می‌شود و در طی آن احتمال خواب دیدن ماکزیمم است. اگر فرد را در این مرحله از خواب بیدار کنیم تقریبا همیشه اعلام می‌کند که رویا دیده است. و این قضیه حتی در مورد افرادی که از رویا‌ندیدن خود شاکی هستند نیز صدق می‌کند (محض تجربه می‌توانید این کار را بر روی یکی از اعضای خانواده‌تان اجرا کنید.)! در واقع بیشتر ما ۴ تا ۶ نوبت در طی خواب شبانه، در مرحله رم به سر می‌بریم. نوزادان مقدار بیشتری را در این فاز سپری می‌کنند. این فاز حتی در حیوانات نیز گزارش شده است.
● محرومیت از خواب
چندین سال پیش، یک نوجوان آمریکایی تصمیم گرفت تا به اراده خودش تا طولانی‌ترین زمانی که می‌تواند نخوابد و برای خود مکانی در کتاب رکورد گینس ثبت کند. آرزوی او این بود که ۲۶۴ ساعت نخوابد و او در این کار موفق شد!
البته شرایط آزمایش او بسیار کنترل شده بود و چندین پزشک از نیروی دریایی آمریکا آن را نظارت می‌کردند. البته ما به شما توصیه می‌کنیم که چنین آزمایشی را تکرار نکنید! این پسر، به طرز شگفت‌انگیزی دوام آورد. مشکلات اصلی او (منهای تمایل شدید برای خواب) دشواری در تکلم، ناتوانی در تمرکز‌کردن، کم کاری‌های حافظه و رویاپردازی‌های توهم گونه بود. اما بدن او در شرایط فیزیکی بسیار مطلوبی به سر می‌برد و او هرگز ارتباط خود را با دنیای واقعیت بیرونی از دست نداد. در شب اول پس از این دوره‌ بی‌خوابی او ۱۵ ساعت خوابید و در روزهای بعد نیز مقاطع کوتاه خواب در طول روز نیز داشت. این تجریه و چندین تجربه مشابه،‌ محققین را متقاعد نمود که این مغز ماست که به خواب نیاز دارد و نه بدن ما. مطالعات دیگر، از جمله مطالعه‌های کنترل شده بر روی حیوانات،‌ نتایج مشابهی به دست دادند.
● چرا می‌خوابیم؟
مسائل زیادی همچنان به صورت یک ابهام باقی مانده‌اند و خواب یکی از آنهاست. برخی بر این باورند که خواب تنها یک وضعیت سکون است که در جریان آن، حیوانات از خطر درامان می‌مانند. اما مسئله فراتر از اینهاست. مطالعات بر روی تجارب محرومیت از خواب ما را به سوی این باور پیش می‌بردند که خواب رم و فازهای مشخصی از با امواج کوتاه برای بازسازی مغز حیاتی هستند. ما این نوع خواب را در ۴ ساعت اول شب تجربه می‌کنیم. بنابراین خواب زمانی است که مغز داده‌هایش را بازآرایی می‌کند و شاید بهترین زمان برای انجام این کار هنگامی است که مغز هیچ اطلاعات حسی را پردازش نمی‌کند. تحقیقات پیشنهاد می‌کند که در این مدت آنچه در طی روز آموخته شده در مغز تثبیت می‌شود و این، یک فرایند حیاتی در کارکرد حافظه است.
● ریتم‌ها چگونه عمل می‌کنند؟
ثبت گرفتن از فعالیت‌های نورونی در گذر از فازهای گوناگون خواب، انبوهی از اطلاعات را در مورد مکانیسم فعالیت‌های ریتمیک در اختیارمان گذارده است. این اطلاعات گویای وجود یک سیستم فعال کننده ساقه مغز است که نوروترنسیمترهای گوناگونی از جمله آدنوزین را در بر می‌گیرد.
این سیستم در جریان قطاری از واکنش‌های مولکولار رخ می‌دهد که ما را از مرحله‌ای به مرحله دیگر خواب گذر می‌دهد.
دانش نوروژنتیک منجر به برداشتن گام بلندی به سمت جلو گشته است. ژن‌های متعددی شناسایی شده‌اند که اجزای مولکولار سیستم ریتیمک را تشکیل می‌دهند. بسیاری از این تحقیقات بر روی “دروزوفیلا” یا مگس میوه صورت گرفته است و بدین ترتیب دو ژن per و tim شناسایی شده‌اند که با تقابل عمل با یکدیگر، سنتز خود را تنظیم می‌کنند.
سنتز mRNA و پروتئین در طول روز انجام می‌گیرد.
و این پروتئین‌ها روی هم انباشته شده و با ارتباطی که بین شان برقرار می‌شود، سنتزشان را کنترل می‌کنند. با روشنایی روز بعد، میزان این پروتئین‌‌ها به حداقل می‌رسد و این نقطه‌ای است که ژن‌های مسئول پروتئین‌های PER و TIM کار خود را از سر می‌گیرند.
این چرخه همواره تکرار می‌شود؛ حتی اگر نورون‌های مسئول آن در ظرفی زنده نگاه داشته شود. ساعت بیولوژیک پستانداران و از جمله خود ما با مکانیسم بسیار مشابه این مگس‌ها کار می‌کند. از آنجا که ریتم سیرکادین پیشینه‌ای طولانی در تاریخ تکامل دارد، جای تعجب نخواهد بود که مکانیسم‌های مولکولی مشابه در ارگانیسم‌های گونا گونی ایفای نقش کنند.

مترجم:‌ دکتر احسان‌الله محمدی