Как лишаването от сън активира мозъчни механизми за поддръжка на когнитивните функции

Влияние на съня върху мозъчната физиология и вниманието

Почти всеки е изпитвал състояние на замъглен ум и разсеяност след нощ с лош сън. Ново изследване на MIT разкрива биологичните процеси, които протичат в мозъка по време на тези кратки моменти на разсейване – мозъкът извършва жизненоважна поддръжка, обичайно случваща се по време на сън.

Роля на цереброспиналната течност (ЦСТ) в мозъчната хигиена

По време на нормален нощен сън цереброспиналната течност, която омекотява и предпазва мозъка, има ключова функция в изчистването на метаболитните отпадъци, натрупани през деня.

В изследване от 2019 г., проведено от проф. Лаура Луис от MIT, беше установено, че ЦСТ тече ритмично навътре и навън от мозъка, синхронизирано с мозъчните вълни.

Изследване на ефектите от липсата на сън

Луис и нейният екип изследваха 26 доброволци при условия на принудително безсъние и след възстановителен сън. Те бяха подложени на когнитивни задачи, докато учените измерваха различни физиологични параметри, включително:

• Електроенцефалограми (ЕЕГ)
• Функционална магнитно-резонансна томография (фМРТ)
• Сърдечна честота
• Дишане
• Диаметър на зениците
• Кислородно насищане на мозъка
• Течение на ЦСТ

Резултати: Участниците, лишени от сън, показаха значително по-бавни реакции и в някои случаи не забелязваха стимули.

Физиологични промени по време на разсейване

Учените наблюдаваха няколко ключови промени, сред които:

• Пулсиращи потоци на ЦСТ навън от мозъка при начало на разсейване, последвани от обратно навлизане при възстановяване на вниманието.
• Намаление на дишането и сърдечната честота.
• Свиване на зениците около 12 секунди преди ЦСТ да започне да тече навън, което се разширява след възстановяване на вниманието.

Хипотеза: Мозъкът се опитва да навакса липсата на сън, провокирайки пулсиращи потоци на ЦСТ, дори за сметка на способността за съсредоточаване.

„Един от начините да се разбере този феномен е, че когато мозъкът е силно нуждаещ се от сън, той се стреми да влезе в нещо като сънливо състояние, за да възстанови някои когнитивни функции“, обяснява Зинонг Янг, водещ автор на статията.

Интегриран контрол на когнитивни и физиологични процеси

Проф. Луис посочва:

„Когато вниманието отслабне, може да го усетите на сетивно и психологическо ниво, но това отразява събитие, което се случва в целия мозък и тяло.“

Резултатите предполагат съществуването на интегриран невронен механизъм, който контролира както високи мозъчни функции, така и базовите физиологични процеси.

Екипът предполага, че този механизъм вероятно е норадренергичната система – мрежа, регулираща множество когнитивни и телесни функции чрез норадреналин (норепинефрин). Тази система също осцилира по време на нормален сън.

Практическо значение на изследването

Изследването разширява разбирането за взаимодействието между съня, вниманието и мозъчната физиология, което може да има значение за лечението на когнитивни разстройства и оптимизиране на продуктивността.

Когато сме лишени от сън, мозъкът активира механизми на „микросън“ или почивка, дори когато това пречи на вниманието, за да изчисти токсини и поддържа основни функции.

Затова е важно да ценим качествения сън не само за бодрост и настроение, но и като основен процес за поддържане на мозъчната хигиена. Изследването на Луис и колегите ѝ предлага нова перспектива за разбирането на причините за моменти на несъсредоточеност и възможни стратегии за подобрение чрез подобряване на съня.