Jakie części mózgu są związane ze snem?

Oczywiste jest, że sen jest bardzo ważnym procesem dla życia żywych istot, ale... Jakie obszary mózgu biorą udział w akcie snu? Jakie relacje między nimi pozwalają na pojawienie się każdej fazy snu?

W tym artykule opiszemy, jak wygląda proces snu, które fazy go tworzą, a także które regiony mózg jest zaangażowany, aktywowany lub hamowany w każdej fazie, to znaczy, które obszary są połączone z kontrolą neuronalną spać.

• Powiązany artykuł: „Części ludzkiego mózgu (i funkcje)”

Definicja i fazy snu

Sen to stan wywołany spadkiem świadomości, który pozwala odpocząć zarówno ciału, jak i mózgowi.. Następuje spadek aktywności mózgu spowodowany zmęczeniem. Spanie jest podstawową, życiową potrzebą, niezbędną do prawidłowego funkcjonowania i regulacji różne regiony zaangażowane w ten proces, tak aby żywa istota była w optymalnym stanie i mogła przeżyć.

W stanie czuwania aktywność elektryczna mózgu nie jest zsynchronizowana z falami o wysokiej częstotliwości, zwanymi falami beta. Kiedy obiekt jest w stanie spoczynku, jest zrelaksowany, fale stają się nieco wolniejsze, dając początek falom alfa.

Podczas snu rozróżnia się dwa główne etapy: NREM lub sen wolnofalowy oraz sen REM, zwany także snem paradoksalnym, ponieważ fale ponownie zwiększają swoją częstotliwość, generując fale beta w taki sam sposób, jak w stanie czuwania.

We śnie REM oprócz wzrostu częstotliwości aktywności mózgu obserwuje się również wzrost ruchów gałek ocznych, desynchronizację oraz spadek napięcia mięśniowego.

Sen NREM jest niezbędny, aby mózg mógł odpocząć i zregenerować się po aktywności na jawie; Z drugiej strony sen REM będzie wiązał się przede wszystkim z procesami uczenia się, utrwalającymi informacje uzyskane w ciągu dnia.

• Możesz być zainteresowany: „5 faz snu: od wolnych fal do REM”

Części mózgu związane ze snem: organiczne podstawy aktu snu

Początkowo uważano, że sen działał jako proces pasywny, wytwarzany przez spory sensoryczne, brak stymulacji. Ale neuropsycholog Giuseppe Moruzzi udowodnił, że formacja siatkowa śródmózgowie, zlokalizowane w Pień mózguma funkcję generowania czuwania; ze swojej strony, rdzeń przedłużony odpowiada za hamowanie poprzedniej struktury umożliwiającej odpoczynek.

W ten sposób naukowiec ten był w stanie potwierdzić, biorąc pod uwagę hamującą funkcję rdzenia przedłużonego, że sen jest aktywnym procesem.

• Powiązany artykuł: „Czy wszystkie zwierzęta śpią?”

Obszary mózgu zaangażowane w sen NREM

Jak już wspomnieliśmy, w tej fazie snu następuje spadek aktywności mózgu, co pozwala mózgowi odpocząć i zregenerować się.

Funkcja brzuszno-bocznego obszaru przedwzrokowego była szczególnie ważna dla procesu snu, zlokalizowany w podwzgórze boczny, obszar mózgu związany głównie z funkcją endokrynną, z hormonami. Stwierdzono w różnych eksperymentach na zwierzętach, że uszkodzenie lub zniszczenie tego obszaru powoduje całkowitą bezsenność, trudności w zasypianiu, a wręcz przeciwnie, jego pobudzenie generuje senność i senność.

Neuroprzekaźnik GABA, przekaźnik związany ze zmniejszoną aktywnością mózgu, jest rzutowany z brzuszno-bocznego obszaru przedwzrokowego do jądra guzkowo-sutkowego, również zlokalizowanego w podwzgórza, do grzbietowego występu zlokalizowanego w pniu mózgu, do jądra szwu zlokalizowanego w pniu mózgu i odpowiedzialnego za produkcję serotoniny, oraz do miejsce sinawe, również zlokalizowany w pniu mózgu i powiązany z produkcją neuroprzekaźnika noradrenaliny. Te projekcje powodować zahamowanie tych obszarów.

Jak wskazaliśmy na początku, brzuszno-boczny obszar przedwzrokowy jest związany ze zmniejszoną aktywacją, a zatem ze snem; Fakt ten jest potwierdzany przez hamującą funkcję, jaką wytwarza w wyżej wymienionych obszarach podwzgórza i pnia mózgu. Udowodniono również, że regiony te są związane z aktywacją mózgu i behawioralną.

Podobnie też zaobserwowano istnienie wzajemnego obwodu hamującego zwanego „oscylatorem flip-flop”., w tym obwodzie następuje naprzemienne hamowanie brzuszno-bocznego obszaru przedwzrokowego oraz wystających obszarów tułowia i podwzgórza, co oznacza, że aktywacja jednego spowoduje dezaktywację drugiego, w ten sposób nie będą w stanie pracować, umożliwiając naprzemienne okresy snu i czuwanie.

Z drugiej strony zauważono, że ten obwód nie zawsze działa dobrze i mogą wystąpić zaburzenia równowagi i dekompensacje, prowadzące do zaburzeń snu i czuwania, takich jak narkolepsja, katapleksja (utrata napięcia mięśniowego), paraliż senny i halucynacje hipnagogiczne.

Podobnie udowodniono, że neurony hipokretynergiczne podwzgórza bocznego (czyli neurony wydzielające hipokretynę) są odpowiedzialne za regulację i stabilizację naprzemienny obwód snu i czuwania, oscylator typu flip-flop, powodujący, że pozostaje włączony, a tym samym pozwala osobie lub zwierzęciu pozostać w stanie przebudzenia lub przebudzenia.

Podobnie zaobserwowano również, że działanie adenozyny, substancja, która pojawia się po aktywności korowej, na podstawnym przodomózgowiu (głównie związane z funkcjami) funkcje poznawcze, takie jak uwaga i uczenie się), powoduje zahamowanie lub dezaktywację tego, umożliwiając w ten sposób pojawienie się spać.

Z drugiej strony, adenozyna może również działać poprzez dezaktywację neuronów hipokretynergicznych bocznego podwzgórza, związanych ze stanem czuwania, jak widzieliśmy.

• Możesz być zainteresowany: „Części układu nerwowego: struktury i funkcje anatomiczne”

Obszary mózgu biorące udział we śnie REM

Jak już wspomnieliśmy w pierwszych częściach, aktywność lub fale mózgowe podczas snu REM są podobne do tych podczas czuwania, wykazujący wysoką częstotliwość elektryczną obserwowaną techniką elektroencefalogramu.

Charakterystyczną i charakterystyczną oznaką fazy REM jest pojawienie się fal PGO (protuberance-kokowaty-potyliczny), sygnalizując tym samym, że dana osoba znajduje się w fazie REM. Fale PGO to duże i krótkie fale elektryczne, które zaczynają się w moście i docierają do jąder kolankowatych bocznych, a później do płata potylicznego, w szczególności do pierwotnej kory wzrokowej.

Regionem o największym udziale w glebie REM jest wypukłość grzbietowo-boczna, który składa się z neuronów cholinergicznych, producentów neuroprzekaźnika acetylocholiny. Region ten jest hamowany przez jądra szwu i miejsce sinawe, o których mowa powyżej, poprzez projekcję odpowiednio noradrenaliny i serotoniny, a tym samym umożliwiania i pojawiania się snu NREM lub stanu czuwanie.

Podobnie zaobserwowano, że obszar okołoramię, znajdujący się w moście, który składa się z jądra nakrywkowego nasadowo-mostowego i bocznego, wraz z górnym jądrem pośrednim siatkowatym tworzą je neurony cholinergiczne produkujące acetylocholinę, której, jak powiedzieliśmy, jedną z ich funkcji jest kontrolowanie Sen w fazie REM.

A) Tak, w zależności od regionu, w którym wychodzą neurony cholinergiczne, wywołają lub umożliwią różne funkcje fazy REM: Projekcje do wzgórza (jednego z głównych obszarów przepływu informacji w mózgu) i do podstawy przodomózgowia pozwalają aktywacja i desynchronizacja korowa, a połączenia z jądrem kolankowatym bocznym umożliwiają lub są powiązane PGO.

Uznano również, że projekcje do osłonki śródmózgowia, zlokalizowane w pniu mózgu, kontrolują szybkie ruchy gałek ocznych, a połączenie z bocznym obszarem przedwzrokowym może być związane z wzwodem prącia podczas snu.

Wreszcie połączenia z neuronami jądra wielkokomórkowego rdzenia przedłużonego, również zlokalizowanych w pniu mózgu, pozwalają hamować neurony ruchowe rdzenia kręgowego, powodując w ten sposób atonię mięśni, utratę napięcia mięśniowego, typową dla snu REM.

• Powiązany artykuł: „Wskazówki, jak dobrze się wyspać i pokonać bezsenność”

Obszary zaangażowane w aktywację mózgu

Interesujące jest również wiedzieć, które obszary mózgu są związane z aktywacją lub pobudzeniem, ponieważ będą one ważne i będą uczestniczyć w neuronalnej kontroli snu.

Głównym obszarem zaangażowanym w aktywność mózgu jest wstępujący układ aktywatora siatkowego, znany również jako SARA. Składa się z neuronów w górnej części pnia mózgu, podwzgórzu i podstawnej części przodomózgowia. Ścieżki te łączą wzgórze i korę mózgową, umożliwiając im transmisję i prawidłową reakcję na bodźce czuciowe.

Jeśli dojdzie do urazu lub uszkodzenia tego systemu, nastąpi zmiana i zmniejszona świadomość. W ten sposób optymalne funkcjonowanie SARA spowoduje powstanie prawidłowego stanu czuwania, nie dopuszczając do stanów relaksu czy snu.