מהם חלקי המוח הקשורים לשינה?

ברור ששינה היא תהליך חשוב מאוד לחייהם של יצורים חיים, אבל... אילו אזורים במוח מעורבים בפעולת השינה? אילו יחסים ביניהם מאפשרים את הופעתו של כל שלב בשינה?

במאמר זה נתאר מהו תהליך השינה, אילו שלבים מרכיבים אותו, וכן אילו אזורים של המוח מעורב, מופעל או מעוכב בכל שלב, כלומר אילו אזורים מקושרים לשליטה העצבית של לִישׁוֹן.

• מאמר קשור: "חלקים מהמוח האנושי (ותפקודי)"

הגדרה ושלבי שינה

שינה היא מצב שנוצר על ידי ירידה בהכרה המאפשר לגוף ולמוח לנוח.. יש ירידה בפעילות המוח הנגרמת מעייפות. שינה היא צורך בסיסי, חיוני, בהיותה חיונית לתפקוד טוב ולוויסות של אזורים שונים המעורבים בתהליך זה כך שהיצור החי נמצא במצב אופטימלי ויכול להישאר בחיים.

במצב ערות הפעילות החשמלית של המוח אינה מסונכרנת עם גלי תדר מהיר הנקראים גלי בטא. כאשר הנבדק נמצא במצב מנוחה, רגוע, הגלים נעשים מעט איטיים יותר, ומוליד גלי אלפא.

במהלך השינה מבחינים בשני שלבים עיקריים: NREM או שנת גלים איטיים, ושנת REM, הנקראת גם שינה פרדוקסלית מכיוון שהגלים מגבירים שוב את תדירותם, ומייצרים גלי בטא באותו אופן כמו בערות.

בשנת REM, מלבד העלייה בתדירות הפעילות המוחית, נצפית גם עלייה בתנועות העיניים, דה-סנכרון וירידה בטונוס השרירים.

שנת NREM נחוצה כדי שהמוח יוכל לנוח ולהתאושש מפעילות ערות; מצד שני, שנת REM תהיה מקושרת בראש ובראשונה לתהליכי למידה, ותגבש את המידע המתקבל במהלך היום.

• אולי יעניין אותך: "חמשת שלבי השינה: מגלים איטיים ל-REM"

חלקי המוח המקושרים לשינה: בסיסים אורגניים של פעולת השינה

בהתחלה האמינו שהשינה פועלת כתהליך פסיבי שנוצר על ידי חילוקי דעות תחושתיים, חוסר גירוי. אבל הנוירופסיכולוג ג'וזפה מורוצי הוכיח זאת היווצרות רשתית המוח האמצעי, הממוקם ב גזע המוח, יש את הפונקציה של יצירת ערות; מצדו, ה medulla oblongata היא אחראית על עיכוב המבנה הקודם המאפשר מנוחה.

בדרך זו, המדען הזה הצליח לאשר, בהתחשב בתפקוד המעכב של המדולה אולונגטה, כי שינה היא תהליך פעיל.

• מאמר קשור: "האם כל החיות ישנות?"

אזורים במוח המעורבים בשנת NREM

כפי שכבר ציינו, בשלב זה של השינה יש ירידה בפעילות המוח, מה שמאפשר למוח לנוח ולהתאושש.

התפקוד של האזור הפרה-אופטי הונטרולטרלי היה חשוב במיוחד לתהליך השינה, ממוקם ב ההיפותלמוס לרוחב, אזור המוח הקשור בעיקר לתפקוד האנדוקריני, עם הורמונים. נמצא בניסויים שונים בבעלי חיים כי פגיעה או הרס של אזור זה גורמים לנדודי שינה מוחלטים, קשיי שינה, להיפך, הגירוי שלו יוצר ישנוניות ונמנום.

הנוירוטרנסמיטר גאבא, שליח המעורב בפעילות מוחית מופחתת, מוקרן מהאזור הפרה-אופטי הונטרולטרלי לגרעין ה- tuberomamillary, הממוקם גם הוא ב- ההיפותלמוס, לבליטת הגב הממוקמת בגזע המוח, לגרעין ה-raphe הממוקם בגזע המוח ואחראי על ייצור הסרוטונין, וכן אל ה locus coeruleus, ממוקם גם בגזע המוח ומקושר לייצור הנוירוטרנסמיטר נוראפינפרין. תחזיות אלו לגרום לעיכוב של אזורים אלה.

כפי שציינו בהתחלה, האזור הפרה-אופטי הונטרולטרלי קשור לירידה בהפעלה ולכן לשינה; עובדה זו מאושרת על ידי הפונקציה המעכבת שהיא מייצרת באזורים האמורים של ההיפותלמוס וגזע המוח. כמו כן, הוכח שאזורים אלה יהיו קשורים להפעלה מוחית והתנהגותית.

באופן דומה, גם נצפה קיומו של מעגל עיכוב הדדי הנקרא "מתנד כפכפים"., במעגל זה יש עיכוב חלופי של האזור הפרה-אופטי הונטרולטרלי ושל האזורים של תא המטען וההיפותלמוס שיוצאים, זה אומר ש ההפעלה של אחד תגרום לנטרול של השני, בדרך זו הם לא יוכלו למצוא את עצמם עובדים, מה שיאפשר תקופות שינה חלופיות עֵרוּת.

מצד שני, הבחינו שהמעגל הזה לא תמיד עובד טוב ו חוסר איזון וחוסר פיצויים יכולים להתרחש המובילים להפרעות שינה-ערות כגון נרקולפסיה, קטפלקסיה (יש ירידה בטונוס השרירים), שיתוק שינה והזיות היפנוגוגיות.

באופן דומה, הוכח כי הנוירונים ההיפוקרטינרגיים של ההיפותלמוס הצדי (כלומר, הנוירונים המפרישים היפוקרטין) אחראים על ויסות וייצוב מעגל השינה-ערות המתחלף, מתנד הכפכף, הגורם לו להישאר דולק ובכך מאפשר לאדם או לבעל החיים להישאר במצב ער או ער.

כמו כן, זה גם נראה הפעולה של אדנוזין, חומר המופיע לאחר פעילות קליפת המוח, על המוח הקדמי הבסיסי (קשור בעיקר לתפקודים תפקודים קוגניטיביים כגון קשב ולמידה), מייצרים עיכוב או השבתה של זה, ובכך מאפשר הופעת לִישׁוֹן.

מצד שני, אדנוזין יכול לפעול גם על ידי נטרול הנוירונים ההיפוקרטינרגיים של ההיפותלמוס הצדי, הקשורים למצב הערות, כפי שראינו.

• אולי יעניין אותך: "חלקים של מערכת העצבים: מבנים ותפקודים אנטומיים"

אזורים במוח המעורבים בשנת REM

כפי שכבר הזכרנו בסעיפים הראשונים, הפעילות או גלי המוח במהלך שנת REM דומים לאלו של ערות, מראה תדר חשמלי גבוה שנצפה בטכניקת האלקטרואנצפלוגרמה.

סימן אופייני ומיוחד לשלב ה-REM הוא הופעת גלי PGO (protuberance-geniculate-occipital), ובכך מסמן שהפרט נמצא ב-REM. גלי ה-PGO הם גלים חשמליים גדולים וקצרים שמתחילים ב-pons, עוברים לגרעינים הגניקוליים הצדדיים ומאוחר יותר ל-pons. אונה עורפית, במיוחד לקורטקס החזותי הראשוני.

האזור עם המעורבות הגדולה ביותר באדמת REM הוא הבליטות הגבי, המורכב מתאי עצב כולינרגיים, יצרנים של הנוירוטרנסמיטר אצטילכולין. אזור זה מעוכב על ידי הגרעינים של ה-raphe וה-locus coeruleus, שהוזכרו לעיל, באמצעות הקרנה של נוראפינפרין וסרוטונין בהתאמה ובכך מאפשרים ומופיעים שנת NREM או מצב של עֵרוּת.

באופן דומה, נצפה שהאזור הפריברכיאלי, הממוקם בפונס, המורכב מהגרעין הפדונקולופונטין ומגרעין הטגמנטלי הלארדורסלי, יחד עם הגרעין הרשתי הבינוני העליון, הם נוצרים על ידי נוירונים כולינרגיים המייצרים אצטילכולין, שכפי שאמרנו, אחד מתפקידיהם הוא לשלוט על שינה בשלב התנועת העיניים המהירה.

א) כן, בהתאם לאזור שבו מקרינים הנוירונים הכולינרגיים, הם יולידו או יאפשרו פונקציות שונות של שלב ה-REM: ההשלכות אל התלמוס (אחד מאזורי מעבר המידע העיקריים במוח) ואל המוח הקדמי הבסיסי מאפשרות את הפעלה ודיסינכרון של קליפת המוח, וקשרים עם הגרעין הגניקולטי הצידי מאפשרים או קשורים PGO.

זה גם נחשב כך הקרנות לטקטום המוח האמצעי, הממוקם בגזע המוח, שולטות בתנועות עיניים מהירות, והקשר עם האזור הפרה-אופטי לרוחב יכול להיות קשור לזקיפה של הפין במהלך השינה.

לבסוף, הקשרים עם הנוירונים של הגרעין המגנו-תאי של המדוללה אולונגאטה, הממוקמים אף הם בגזע המוח, מאפשרים לו לעכב את הנוירונים המוטוריים של חוט השדרה, ובכך מייצר אטוניית שרירים, אובדן טונוס שרירים, אופייני לשנת REM.

• מאמר קשור: "טיפים לשינה טובה ולנצח נדודי שינה"

אזורים המעורבים בהפעלת המוח

מעניין גם לדעת אילו אזורים במוח קשורים להפעלה או עוררות, שכן הם יהיו חשובים וישתתפו בשליטה העצבית של השינה.

האזור העיקרי המעורב בפעילות המוח הוא מערכת המפעיל הרשתית העולה, הידוע גם בשם SARA. זה מורכב מנוירונים בחלק העליון של גזע המוח, ההיפותלמוס והמוח הקדמי הבסיסי. מסלולים אלה מחברים את התלמוס וקליפת המוח, ומאפשרים להם לשדר ולהגיב בצורה נכונה לתשומות חושיות.

אם מתרחשת פציעה או נזק למערכת זו, יהיה שינוי וירידה בהכרה. באופן זה, תפקוד מיטבי של ה-SARA יגרום למצב ערנות נכון, שלא יאפשר מצבי רגיעה או שינה.