Ljudi provedu gotovo trećinu života spavajući. Nespavanje vas bukvalno može načiniti psihotičnim, a eventualno i ubiti. Jasno je da je sklapanje očiju krucijalno za normalnu funkciju tela. Ali niko ne zna šta spavanje zaista radi.
“To je pomalo sramotno”, kaže dr Mišel Halasa, neuronaučnik sa Univerziteta Njujork. “Očigledno je za što nam je neophodno da jedemo, npr, da se reprodukujemo… ali je pomalo nejasno zašto nam je uopšte potrebno spavanje.”
Mi smo osetljivi dok spavamo, pa šta god da spavanje čini, mora biti vredno rizika pod kojim je mozak dok je oflajn. Postoji nekoliko teorija o spavanju i ipak nijedna nije potpuno čvrsta; nekoliko ih je pokušavalo da objasni šta se dešava svake noći, postavljajući kao teme istraživanja sve od ćelijskih procesa do kognicije. Istraživači tvrde da ipak izgleda jasno da je spavanje ključ moždane aktivnosti za sopstvenu reorganizaciju – tzv. plasticitet (plastičnost, sposobnost da se menja, prim.prev.)
Faze spavanja
Nije teško dokazati važnost sna. Totalna deprivacija sna u pacova dovodi do smrti u roku od dve do tri nedelje, sudeći po pionirskim istraživanja naučnika Alana Rehtšafena sa Univerziteta Čikago. Niko još nije radio slična istraživanja na čoveku iz očiglednih razloga, ali je 2014. objavljena studija u časopisu “The Journal of Neuroscience” kada je otkriveno da je samo dvadesetčetvoročasovna deprivacija sna dovela do halucinacija i simptoma sličnih shizofreniji u prethodno zdravih pojedinaca.
Još jedan razlog zbog kojeg teško otkriti zašto spavamo jeste upravo i razlog što je prilično teško izolovati i proučavati. Studije o deprivaciji sna su najčešće studije rekao je Makro Frenk, neuronaučnik sa Univerziteta Vašington, ali deprivacija sna remeti mnoge druge biološke sisteme. Teško je reći koja je od tih posledica zapravo povezana više sa deprivacijom sna, a ne sa recimo stresom.
Spavanje je teško za razumevanje i zato što mozak radi dve različite stvari tokom dve najznačajnije faze sna. Kako noć odmiče ciklus spavača protiče kroz non-REM (non-rapid eye movement) i REM (rapid-eye-movement) fazu. Non-REM san je označen sporim moždanim talasima, nazvanim teta i delta talasi. Nasuprot tome električna moždana aktivnost tokom REM faze dosta liči na budno stanje, ali mišići organizma su paralisani. (Ako ste iskusili paralizu tokom sna (sleep paralysis), to je zato što ste se probudili iz REM faze pre završetka paralize.)
Istraživanja su otkrila biološke razlike u mozgu tokom različitih faza. Na primer, tokom non-REM faze, mozak oslobađa hormon rasta, sudeći po studiji o biologiji sna iz 2006, objavljenoj u časopisu The Journal Reviews of Neurosciences. Takođe, tokom non-REM faze povećava se nivo moždanih proteina, a neki geni uključeni u sintezu proteina postaju aktivniji, kaže ta studija. Tokom REM faze, suprotno, ne dolazi do povećanja bilo koje protein-produkujuće aktivnosti.
Šta mi znamo o spavanju?
Jedan zaključak do kojeg se došlo nakon istraživanja sna jeste da je spavanje moždano-fokusiran fenomen, rekao je Frenk. Iako deprivacija sna utiče na imuni sistem i povišava nivoe hormona u telu, ipak je najveći uticaj sna na sam mozak.
“Centralni nervni sistem je uvek pogođen snom”, kaže Frenk. “Postoje možda druge stvari koje je evolucija dodala funkciji sna, ali primarna funkcija mu je ipak nešto što ima veze sa samim mozgom.”
Postoje zapravo dokazi da je spavanje nešto što neuroni rade kada su umreženi. Čak i neuronske mreže stvorene u laboratorijskim uslovima pokazuju da se faze aktivnosti i inaktivnosti koje kao da liče na buđenje i spavanje, tvrdi Frenk. To može da znači da do spavanja dolazi prirodno kada pojedini neuroni počnu da rade zajedno. Ovo može objasniti zašto i najjednostavniji organizmi pokazuju ponašanja nalik snu. Čak i Caenorhabditis elegans, maleni crv sa samo 302 neurona, kruži kroz tihe, letargične periode koje liče na spavanje. Možda je prvi prosti nervni sistem koji se razvio prikazivao te tihe periode, misli Frenk, a kako je mozak postajao veći i složeniji, stanja inaktivnosti su takođe postajala komplikovanija. “Bilo bi vrlo nepovoljno da imate kompleksan mozak kao što je naš, a da različiti delovi zapadaju u san i iz njega se bude, pa je neophodno da to na neki način bude harmonizovano”, rekao je on.
Šta se događa tokom sna?
Ipak, ideja o spavanju kao prirodnoj osobini neuronske mreže, ne objašnjava baš šta se događa tokom spavanja. Na tom polju, stručnjaci imaju brojne teorije. Jedna je da mozak obnavlja svoju energiju, sudeći po studiji iz 2016. objavljenoj u časopisu Journal Sleep Medicine Reviews. Tokom non-REM faze mozak koristi tek polovinu glukoze u odnosu na količinu koju koristi u budnom stanju. (Glukoza je šećer koji ćelije sagorevaju da bi oslobodile energiju.)
Ali ako je istinita ideja o tome da spavanje obnavlja moždanu energiju, veza između sna i potrošnji moždane energije nije baš tako laka za razumevanje. Na primer, tokom deprivacije sna, moždani slom energije počinje da koristi izvor energije zvani glikogen, koji u određenim delovima mozga postaje povišen, dok je u drugim snižen. Još istraživanja je neophodno za razjašnjenje ove teze.
Druga ideja je da spavanje omogućava mozgu da odstrani toksične produkte nastale tokom budnog stanja. Mozak je veliki konzument energije, što znači da takođe proizvodi i mnogo otpada. Neka skora istraživanja sugerišu da je spavanje vreme kada mozak sebe čisti, rekao je Frenk, ali ti rezultati još moraju da budu ponovljeni te potvrđeni. “Može biti da se takve stvari dešavaju tokom sna”, kaže Frenk, “ali ne može biti da to nisu i glavne stvari koje san obezbeđuje.”
Možda do sada najviše obećava teorija sna u kojoj su glavne uloge povezanost i plasticitet mozga. Plastičnost je uključenja u učenje i pamćenje. Iako je nejasno kako tačno to radi, veliki broj dokaza sugeriše da gubitak sna može uzrokovati probleme sa pamćenjem, posebno sa radnom memorijom, procesima koji ljudima omogućavaju da zadrže informacije u lako dostupnom sektoru tokom rešavanja problema. Ljudi kojima je izvršena deprivacija sna takođe se bore sa odabiranjem na šta da je potrebno da usmere pažnju i sa regulacijom emocija.
Jedan od načina na koji san može da utiče na plasticitet mozga jeste kroz njegov uticaj na sinapse, ili konekcije među neuronima. Istraživači su pokazali da kada životinja uči novi zadatak, njeni neuroni tokom sledećeg ciklusa spavanja očvršćavaju sinaptičke veze koje su uključene u učenje tog zadatka, sudeći po časopisu Sleep Medicine Reviews. U eksperimentu gde su istraživači stavljali krpicu preko jednog oka životinje, moždana kola povezana sa vizuelnim informacijama tog oka su slabila tokom sati, kažu istraživanja sa Univerziteta Suri Džulije Seibt i kolega. REM faza, ipak, jača moždana kola u koja je uključeno drugo oko, sugerišući da mozak koristi san za prilagođavanje nadolazećim promenama.
“I dalje može da znači da postoji nešto veoma bazično i centralno u srcu sna, nešto bazično što moždane ćelije moraju da rade, a jedna od posledica je plastična promena”, kaže Frenk.
U budućnosti, bolje razumevanje sna može doći iz istraživanja ćelija zvanih ćelije glije, govori Frenk. Ove moždane ćelije, čije ime bukvalno znači “lepak”, jednom su smatrane veoma inertnim, ali u skorije vreme je otkriveno da imaju spektar funkcija. Ćelije glije nadbrojnije su u odnosu na neurone, čak do 3 naprema 1, kaže Frenk. Tako glijalne ćelije mogu kontrolisati tok cerebrospinalne tečnosti kroz mozak, što može rezultovati čišćenjeme metaboličkog otpada tokom sna, na primer. “Može biti da razrešenje misterije sna može biti rešeno razumevanjem šta ove veoma specijalizovane ćelije glije rade.”, rekao je Frenk.
