Koji su dijelovi mozga povezani sa spavanjem?

Jasno je da je san vrlo važan proces za život živih bića, ali... Koja su područja mozga uključena u čin spavanja? Koji odnosi među njima omogućuju pojavu svake faze spavanja?

U ovom članku ćemo opisati kakav je proces spavanja, koje faze ga čine, kao i koje regije mozak je uključen, aktiviran ili inhibiran u svakoj fazi, odnosno koja su područja povezana s neuralnom kontrolom spavati.

• Povezani članak: "Dijelovi ljudskog mozga (i funkcije)"

Definicija i faze spavanja

Spavanje je stanje uzrokovano smanjenjem svijesti koje omogućuje odmor i tijelu i mozgu.. Dolazi do smanjenja moždane aktivnosti uzrokovane umorom. Spavanje je osnovna, vitalna potreba, neophodna za dobro funkcioniranje i regulaciju različite regije uključene u ovaj proces tako da je živo biće u optimalnom stanju i može ostati živ.

U budnom stanju električna aktivnost mozga nije usklađena s valovima brze frekvencije zvanim Beta valovi. Kada je subjekt u stanju mirovanja, opušten, valovi postaju malo sporiji, što dovodi do Alfa valova.

Tijekom spavanja razlikuju se dvije glavne faze: NREM ili sporo valno spavanje i REM spavanje, koje se također naziva paradoksalno spavanje jer valovi ponovno povećavaju svoju frekvenciju, generirajući Beta valove na isti način kao u budnom stanju.

U REM spavanju, osim povećanja učestalosti moždane aktivnosti, uočava se i povećanje pokreta očiju, desinhronizacija i smanjenje mišićnog tonusa.

NREM san je neophodan da bi se mozak odmorio i oporavio od budne aktivnosti; s druge strane, REM spavanje će biti povezano prije svega s procesima učenja, konsolidirajući informacije dobivene tijekom dana.

• Možda će vas zanimati: "5 faza sna: od sporih valova do REM"

Dijelovi mozga povezani sa spavanjem: organske osnove čina spavanja

Isprva se vjerovalo da spavanje djeluje kao pasivan proces uzrokovan senzornim nesuglasicama, nedostatkom stimulacije. Ali neuropsiholog Giuseppe Moruzzi je to dokazao retikularna formacija srednji mozak, koji se nalazi u moždano deblo, ima funkciju generiranja budnosti; sa svoje strane, duguljasta moždina zadužena je za inhibiciju prethodne strukture dopuštajući odmor.

Na taj je način ovaj znanstvenik mogao potvrditi, s obzirom na inhibicijsku funkciju produžene moždine, da spavanje je aktivan proces.

• Povezani članak: – Spavaju li sve životinje?

Područja mozga uključena u NREM san

Kao što smo već istaknuli, u ovoj fazi sna dolazi do smanjenja moždane aktivnosti, što omogućuje mozgu da se odmori i oporavi.

Funkcija ventrolateralnog preoptičkog područja bila je posebno važna za proces spavanja, koji se nalazi u hipotalamus lateralna, moždana regija uglavnom povezana s endokrinom funkcijom, s hormonima. U različitim pokusima na životinjama utvrđeno je da ozljeda ili uništenje ovog područja uzrokuje potpunu nesanicu, poteškoće sa spavanjem, naprotiv, njezina stimulacija stvara pospanost i pospanost.

Neurotransmiter GABA, glasnik uključen u smanjenu moždanu aktivnost, projicira se iz ventrolateralnog preoptičkog područja u tuberomamilarnu jezgru, također smještenu u hipotalamusa, dorzalne izbočine smještene u moždanom deblu, jezgre raphe smještene u moždanom deblu i odgovorne za proizvodnju serotonina, i prema locus coeruleus, također smješten u moždanom deblu i povezan s proizvodnjom neurotransmitera norepinefrina. Ove projekcije uzrokovati inhibiciju ovih područja.

Kao što smo istaknuli na početku, ventrolateralno preoptičko područje povezano je sa smanjenom aktivacijom, a time i sa spavanjem; ovu činjenicu potvrđuje inhibicijska funkcija koju proizvodi u prije spomenutim područjima hipotalamusa i moždanog debla. Također je dokazano da bi ove regije bile povezane s aktivacijom mozga i ponašanja.

Slično, također uočeno je postojanje kruga recipročne inhibicije nazvanog "flip-flop oscilator"., u ovom krugu postoji naizmjenična inhibicija ventrolateralnog preoptičkog područja i regija trupa i hipotalamusa koji se probijaju, to znači da aktivacija jednog će uzrokovati deaktivaciju drugog, na taj način neće moći pronaći sebe na poslu, dopuštajući izmjenjiva razdoblja spavanja i bdijenje.

S druge strane, uočeno je da ovaj sklop ne radi uvijek dobro i mogu se pojaviti neravnoteže i dekompenzacije koje dovode do poremećaja spavanja i budnosti kao što je narkolepsija, katapleksiju (dolazi do gubitka mišićnog tonusa), paralize u snu i hipnagoške halucinacije.

Slično, dokazano je da su hipokretinergični neuroni lateralnog hipotalamusa (tj. neuroni koji luče hipokretin) odgovorni za regulaciju i stabilizaciju naizmjenični krug spavanja i buđenja, flip-flop oscilator, koji uzrokuje da ostane uključen i tako dopušta pojedincu ili životinji da ostanu u budnom ili budnom stanju.

Isto tako, to se također vidjelo djelovanje adenozina, tvar koja se pojavljuje nakon kortikalne aktivnosti, na bazalnom prednjem mozgu (uglavnom u vezi s funkcijama kognitivne funkcije kao što su pažnja i učenje), izaziva inhibiciju ili deaktivaciju ovoga, dopuštajući tako pojavu spavati.

S druge strane, adenozin također može djelovati tako što deaktivira hipokretinergične neurone lateralnog hipotalamusa, koji su povezani s budnim stanjem, kao što smo vidjeli.

• Možda će vas zanimati: "Dijelovi živčanog sustava: anatomske strukture i funkcije"

Područja mozga uključena u REM san

Kao što smo već spomenuli u prvim odjeljcima, aktivnost ili moždani valovi tijekom REM spavanja slični su onima u budnosti, pokazujući visoku električnu frekvenciju uočenu tehnikom elektroencefalograma.

Karakterističan i karakterističan znak REM faze je pojava PGO (protuberance-geniculate-occipital) valova, čime se signalizira da je osoba u REM-u. PGO valovi su veliki i kratki električni valovi koji počinju u mostu, idu do lateralnih koljenastih jezgara i kasnije do okcipitalni režanj, točnije na primarni vizualni korteks.

Područje s najvećom uključenošću u REM tlo je dorzolateralna izbočina, koji se sastoji od kolinergičkih neurona, proizvođača neurotransmitera acetilkolina. Ovu regiju inhibiraju gore spomenute jezgre raphe i locus coeruleus kroz projekciju norepinefrin odnosno serotonin i time dopuštajući i pojavu NREM spavanja ili stanja bdijenje.

Slično je uočeno da peribrahijalno područje, smješteno u mostu, koje se sastoji od pedunculopontinske i laterodorzalne tegmentalne jezgre, zajedno s gornjom intermedijarnom retikularnom jezgrom tvore ih kolinergički neuroni koji proizvode acetilkolin, čija je, kao što smo rekli, jedna od funkcija kontrolirati REM spavanje.

A) Da, ovisno o regiji u kojoj se projiciraju kolinergički neuroni, oni će izazvati ili omogućiti različite funkcije REM faze: Projekcije na talamus (jedno od glavnih područja za prolaz informacija u mozgu) i na bazalni prednji mozak omogućuju kortikalna aktivacija i desinkronizacija, te veze s lateralnom genikulatnom jezgrom dopuštaju ili su povezane s PGO.

Također se smatralo da projekcije na tektum srednjeg mozga, smještene u moždanom deblu, kontroliraju brze pokrete očiju, a veza s lateralnim preoptičkim područjem mogla bi biti povezana s erekcijom penisa tijekom spavanja.

Konačno, veze s neuronima magnocelularne jezgre duguljaste moždine, također smještene u moždanom deblu, omogućuju joj da inhibira motornih neurona leđne moždine, čime se stvara atonija mišića, gubitak mišićnog tonusa, tipičan za REM san.

• Povezani članak: "Savjeti kako se dobro naspavati i pobijediti nesanicu"

Područja uključena u aktivaciju mozga

Također je zanimljivo znati koja su područja mozga povezana s aktivacijom ili uzbuđenjem, jer će biti važna i sudjelovati u neuronskoj kontroli sna.

Glavna regija uključena u moždanu aktivnost je uzlazni retikularni aktivatorski sustav, također poznat kao SARA. Sastoji se od neurona u gornjem dijelu moždanog debla, hipotalamusa i bazalnog prednjeg mozga. Ovi putovi povezuju talamus i moždanu koru, omogućujući im da prenose i ispravno reagiraju na senzorne inpute.

Ako dođe do ozljede ili oštećenja ovog sustava, doći će do promjene i smanjene svijesti. Na taj će način optimalno funkcioniranje SARA-e dovesti do ispravnog stanja budnosti, ne dopuštajući stanja opuštenosti ili sna.