Care sunt părțile creierului asociate cu somnul?

Este clar că somnul este un proces foarte important pentru viața ființelor vii, dar... Ce zone ale creierului sunt implicate în actul de a dormi? Ce relații dintre ele permit apariția fiecărei faze a somnului?

În acest articol vom descrie cum este procesul de somn, ce faze îl constituie, precum și ce regiuni ale creierul este implicat, activat sau inhibat în fiecare fază, adică care zone sunt legate de controlul neuronal al dormi.

• Articol înrudit: „Părți ale creierului uman (și funcții)”

Definiția și fazele somnului

Somnul este o stare produsă de o scădere a conștiinței care permite atât corpului, cât și creierului să se odihnească.. Există o scădere a activității creierului cauzată de oboseală. Somnul este o nevoie de bază, vitală, fiind esențială o bună funcționare și reglare a diferite regiuni implicate în acest proces astfel încât fiinţa vie să se afle într-o stare optimă şi să poată ramai in viata.

În starea de veghe, activitatea electrică a creierului este desincronizată cu undele de frecvență rapidă numite unde Beta. Când subiectul se află într-o situație de odihnă, relaxat, undele devin puțin mai lente, dând naștere undelor Alfa.

În timpul somnului se disting două etape principale: NREM sau somn cu undă lentă și somn REM, numit și somn paradoxal deoarece undele își măresc din nou frecvența, generând unde Beta în același mod ca și în stare de veghe.

În somnul REM, pe lângă creșterea frecvenței activității creierului, se observă și o creștere a mișcărilor oculare, desincronizări și o scădere a tonusului muscular.

Somnul NREM este necesar pentru ca creierul să se odihnească și să se recupereze din activitatea de veghe; pe de altă parte, somnul REM va fi legat mai ales de procesele de învățare, consolidând informațiile obținute în timpul zilei.

• Ați putea fi interesat de: „Cele 5 faze ale somnului: de la unde lente la REM”

Părțile creierului legate de somn: baze organice ale actului de a dormi

La început s-a crezut că somnul acționează ca un proces pasiv produs de dezacorduri senzoriale, lipsă de stimulare. Dar neuropsihologul Giuseppe Moruzzi a demonstrat asta formatiune reticulara mesenencefal, situat în trunchiul cerebral, are funcția de a genera stare de veghe; la rândul lui, the medular oblongata este însărcinat cu inhibarea structurii anterioare permițând odihna.

În acest fel, acest om de știință a putut să afirme, având în vedere funcția inhibitorie a medulului oblongata, că somnul este un proces activ.

• Articol înrudit: „Toate animalele dorm?”

Zone ale creierului implicate în somnul NREM

După cum am subliniat deja, în această fază a somnului are loc o scădere a activității creierului, permițând creierului să se odihnească și să se recupereze.

Funcția zonei preoptice ventrolaterale a fost deosebit de importantă pentru procesul de somn, situat în hipotalamus lateral, regiune a creierului legată în principal de funcția endocrină, cu hormoni. S-a constatat în diferite experimente cu animale că rănirea sau distrugerea acestei zone provoacă insomnie totală, dificultăți de somn, dimpotrivă, stimularea acesteia generează somnolență și somnolență.

Neurotransmițătorul GABA, un mesager implicat cu scăderea activității creierului, este proiectat din zona preoptică ventrolaterală către nucleul tuberomamilar, situat și în hipotalamus, la proeminența dorsală situată în trunchiul cerebral, la nucleul rafe situat în trunchiul cerebral și responsabil pentru producerea de serotonină și la locus coeruleus, situat și în trunchiul cerebral și legat de producția de neurotransmițător norepinefrină. Aceste proiecții provoacă inhibarea acestor zone.

După cum am subliniat la început, zona preoptică ventrolaterală este legată de scăderea activării și deci de somn; acest fapt este reafirmat de funcția inhibitorie pe care o produce în zonele menționate mai sus ale hipotalamusului și trunchiului cerebral. De asemenea, s-a dovedit că aceste regiuni ar fi legate de activarea creierului și comportamentală.

La fel, de asemenea s-a observat existenţa unui circuit de inhibiţie reciprocă numit „oscilator flip-flop”., în acest circuit există inhibarea alternativă a zonei preoptice ventrolaterale și a regiunilor trunchiului și hipotalamusului care se proiectează, asta înseamnă că activarea unuia va determina dezactivarea celuilalt, în acest fel ei nu se vor putea trezi lucrând, permițând perioade alternative de somn și veghe.

Pe de altă parte, s-a observat că acest circuit nu funcționează întotdeauna bine și pot apărea dezechilibre și decompensări care duc la tulburări somn-veghe precum narcolepsia, cataplexie (se produce o pierdere a tonusului muscular), paralizie de somn si halucinatii hipnagogice.

În mod similar, s-a dovedit că neuronii hipocretinergici ai hipotalamusului lateral (adică neuronii care secretă hipocretină) sunt responsabili pentru reglarea și stabilizarea circuitul alternant somn-veghe, oscilatorul flip-flop, făcându-l să rămână aprins și permițând astfel individului sau animalului să rămână în stare de veghe sau treaz.

La fel, s-a văzut și că actiunea adenozinei, substanta care apare dupa activitatea corticala, pe prosencefalul bazal (legata in principal de functii funcții cognitive precum atenția și învățarea), produce inhibarea sau dezactivarea acesteia, permițând astfel apariția dormi.

Pe de alta parte, adenozina poate actiona si prin dezactivarea neuronilor hipocretinergici ai hipotalamusului lateral, legati de starea de veghe, dupa cum am vazut.

• Ați putea fi interesat de: „Părți ale sistemului nervos: structuri și funcții anatomice”

Zone ale creierului implicate în somnul REM

După cum am menționat deja în primele secțiuni, activitatea sau undele cerebrale din timpul somnului REM sunt similare cu cele ale stării de veghe, prezentând o frecvenţă electrică mare observată cu tehnica electroencefalogramei.

Un semn caracteristic și distinctiv al fazei REM este apariția undelor PGO (protuberanță-geniculată-occipitală), semnalând astfel că individul se află în REM. Undele PGO sunt unde electrice mari și scurte care încep în puț, mergând către nucleii geniculați laterali și mai târziu către lobul occipital, în special la cortexul vizual primar.

Regiunea cu cea mai mare implicare în solul REM este protuberanța dorsolaterală, care este alcătuită din neuroni colinergici, producători ai neurotransmițătorului acetilcolină. Această regiune este inhibată de nucleii rafei și locus coeruleus, menționat mai sus, prin proiecția de noradrenalina si respectiv serotonina si astfel permitand si aparand somnul NREM sau starea de veghe.

În mod similar, s-a observat că zona peribrahială, situată în pons, care este alcătuită din nucleul pedunculopontin și tegmental laterodorsal, împreună cu nucleul reticular intermediar superior, ele sunt formate din neuroni colinergici care produc acetilcolina, care, după cum am spus, una dintre funcțiile lor este de a controla Somn REM.

A) Da, în funcție de regiunea în care se proiectează neuronii colinergici, aceștia vor da naștere sau vor permite diferite funcții ale fazei REM: Proiecțiile către talamus (una dintre principalele regiuni de trecere a informațiilor ale creierului) și către creierul anterior bazal permit activarea și desincronizarea corticală, precum și conexiunile cu nucleul geniculat lateral permit sau sunt legate de PGO.

S-a mai considerat că proiecțiile către tectul mezencefal, situat în trunchiul cerebral, controlează mișcările rapide ale ochilor, iar legătura cu zona preoptică laterală ar putea fi legată de erecția penisului în timpul somnului.

În cele din urmă, conexiunile cu neuronii nucleului magnocelular al medulei oblongate, situate tot în trunchiul cerebral, îi permit să inhibe neuroni motorii a măduvei spinării, producând astfel atonia musculară, pierderea tonusului muscular, tipic somnului REM.

• Articol înrudit: „Sfaturi pentru a dormi bine și pentru a învinge insomnia”

Zonele implicate în activarea creierului

De asemenea, este interesant de știut care zone ale creierului sunt legate de activare sau excitare, deoarece acestea vor fi importante și vor participa la controlul neuronal al somnului.

Principala regiune implicată în activitatea creierului este sistemul activator reticular ascendent, cunoscut și sub numele de SARA. Acesta este alcătuit din neuroni din partea superioară a trunchiului cerebral, din hipotalamus și din creierul anterior bazal. Aceste căi conectează talamusul și cortexul cerebral, permițându-le să transmită și să răspundă corect la intrările senzoriale.

Dacă acest sistem are loc răni sau deteriorări, va avea loc o alterare și scăderea conștienței. În acest fel, o funcționare optimă a SARA va da naștere unei stări corecte de veghe, nepermițând stări de relaxare sau somn.