چرا مغز در هنگام خواب، انرژی خود را خالی می‌کند

مجموعه: اخبار پزشکی

تاریخ انتشار : پنجشنبه, ۱۵ مرداد ۱۴۰۵ ۲۲:۰۷

به گزارش ایرنا، وبگاه سای‌تِک‌دِیلی در گزارشی آورده است:

این یافته‌ها نشان می‌دهد که مغز در خواب ممکن است انرژی را سریع‌تر از آنچه تولید می‌کند، مصرف کند.

پژوهشگران دانشگاه توهوکو در ژاپن با مطالعه روی مغز موش‌ها، یک تناقض انرژی در مرحله خواب رِم (حرکات سریع چشم) کشف کردند. در این مرحله که رویاهای واضح و شفاف رخ می‌دهند، خون بیشتری به مغز می‌رسد و سوخت ذخیره می‌شود، اما انرژی قابل‌استفاده در سلول‌های عصبی کاهش می‌یابد. این یافته‌ها که در مجله زیست‌شناسی ارتباطات/ Communications Biology منتشر شده، نشان می‌دهد که مغز در خواب ممکن است انرژی را سریع‌تر از آنچه تولید می‌کند، مصرف کند.

پروفسور کو ماتسوی (Ko Matsui) از دانشگاه توهوکو می‌پرسد: آیا تا به حال بعد از یک رویای واضح و شفاف احساس خستگی کرده‌اید؟ ظاهر خواب آرام است، اما مغز به‌شدت فعال است، به‌ویژه هنگام رویادیدن. ما کنجکاو بودیم که چرا رویا دیدن گاهی خسته‌کننده است.

خوابی که بیداری را تداعی می‌کند

خواب رِم گاهی خواب متناقض نامیده می‌شود، چون فعالیت مغز در این مرحله شبیه بیداری است؛ چشم‌ها حرکت می‌کنند، رویاهای واضح و شفاف رخ می‌دهند، اما عضلات بدن عمیقاً شل می‌شوند. این مرحله از خواب با پردازش خاطرات، تنظیم عواطف و ارتباط بین مناطق مختلف مغز مرتبط است.

چگونه سوخت مغز در خواب تغییر می‌کند؟

پژوهشگران برای مشاهده تغییرات سوخت‌وساز مغز در خواب طبیعی، جمجمه موش‌ها را با یک رزین شفاف پوشاندند تا بتوانند بخش بزرگی از قشر مغز (بیرونی‌ترین لایه مغز) را بدون برداشتن جمجمه مشاهده کنند.

آن‌ها با استفاده از تصویربرداری فلورسانس، سه بخش از سیستم انرژی مغز را ردیابی کردند:

۱. حجم خون (نشان‌دهنده ورودی سوخت)؛

۲. پیروات (ماده‌ای که از تجزیه قند در مغز تولید می‌شود)؛

۳. آدنوزین تری فسفات یا ATP (مولکولی که سلول‌های عصبی از آن به‌عنوان سوخت فوری استفاده می‌کنند).

آماده‌سازی مغز برای خواب رِم؛ ۵۰ ثانیه قبل از شروع

پژوهشگران در مراحل دیگر خواب که رویادیدن کمتر اتفاق می‌افتد، رابطه‌ای نزدیک بین فعالیت مغز و گردش خون شناسایی کردند؛ اما در آستانه خواب رم، وضعیت کاملاً متفاوت بود. حجم خون حدود ۵۰ ثانیه قبل از شروع رسمی خواب رم افزایش یافت؛ یعنی مغز پیش از آغاز این مرحله، خود را برای نیازهای انرژی آن آماده می‌کند.

چرا انرژی سلول‌های عصبی کاهش می‌یابد؟

هنگامی که خواب رم آغاز شد، سوخت ذخیره‌شده در سلول‌های پشتیبان مغز افزایش یافت، اما انرژی قابل‌استفاده در سلول‌های عصبی کاهش پیدا کرد. پژوهشگران هنوز علت دقیق آن را نمی‌دانند، اما چند احتمال وجود دارد:

۱. سلول‌های عصبی در طول پردازش خاطرات و بازآرایی مدارهای مغز، انرژی را به‌سرعت مصرف می‌کنند؛
۲. انتقال سوخت از سلول‌های پشتیبان به سلول‌های عصبی در خواب رم تغییر می‌کند.

چرا این کشف مهم است؟

این یافته‌ها نشان می‌دهد که فقط رسیدن خون بیشتر به مغز، به معنای انرژی بیشتر برای سلول‌های عصبی نیست. مغز ممکن است انرژی را بر اساس نیازهای لحظه‌ای خود توزیع کند و در خواب رم، شبکه‌های خاصی را که درگیر پردازش‌های داخلی هستند، اولویت بدهد.

یوسوکه تاکاهاشی (Yusuke Takahashi)، محقق اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد: درک چگونگی تعادل عرضه و مصرف انرژی در مغز می‌تواند به توضیح کارآمدی شگفت‌انگیز هوش زیستی کمک کند. خواب رم یک مثال طبیعی از چگونگی بازآرایی اقتصاد انرژی در مغز برای پشتیبانی از پردازش‌های داخلی پیچیده است.

جالب اینجاست که مغز بزرگسالان انسان با وجود کنترل مداوم ادراک، حافظه، حرکت، عواطف و عملکردهای داخلی بدن، با توانی معادل یک لامپ کم‌نور (حدود ۲۰ وات) کار می‌کند.