Vilka delar av hjärnan är förknippade med sömn?

Det är tydligt att sömn är en mycket viktig process för levande varelsers liv, men... Vilka delar av hjärnan är inblandade i sömnen? Vilka relationer mellan dem tillåter uppkomsten av varje fas av sömn?

I den här artikeln kommer vi att beskriva hur sömnprocessen är, vilka faser den utgör, samt vilka regioner i hjärnan är involverad, aktiverad eller hämmad i varje fas, det vill säga vilka områden som är kopplade till den neurala kontrollen av sömn.

• Relaterad artikel: "Delar av den mänskliga hjärnan (och funktioner)"

Definition och faser av sömn

Sömn är ett tillstånd som skapas av ett minskat medvetande som gör att både kropp och hjärna kan vila.. Det finns en minskning av hjärnaktiviteten orsakad av trötthet. Att sova är ett grundläggande, livsnödvändigt behov, som är väsentligt för en god funktion och reglering av olika regioner involverade i denna process så att den levande varelsen är i ett optimalt tillstånd och kan hålla sig vid liv.

I vaket tillstånd är hjärnans elektriska aktivitet inte synkroniserad med snabba frekvensvågor som kallas betavågor. När motivet är i en vilosituation, avslappnad, blir vågorna lite långsammare, vilket ger upphov till alfavågor.

Under sömnen särskiljs två huvudstadier: NREM eller slow wave sleep, och REM-sömn, även kallad paradoxal sömn eftersom vågorna ökar sin frekvens igen och genererar Beta-vågor på samma sätt som vid vakenhet.

I REM-sömn, förutom ökningen av frekvensen av hjärnaktivitet, observeras också en ökning av ögonrörelser, desynkroniseringar och en minskning av muskeltonus.

NREM-sömn är nödvändig för att hjärnan ska vila och återhämta sig från vaken aktivitet; å andra sidan kommer REM-sömnen framför allt att vara kopplad till inlärningsprocesser, vilket konsoliderar den information som erhålls under dagen.

• Du kanske är intresserad av: "Sömnens 5 faser: från långsamma vågor till REM"

De delar av hjärnan som är kopplade till sömn: organiska baser för sömnhandlingen

Först trodde man att sömn fungerade som en passiv process som produceras av sensoriska oenigheter, brist på stimulering. Men det bevisade neuropsykologen Giuseppe Moruzzi retikulär bildning mellanhjärnan, belägen i hjärnbalk, har funktionen att generera vakenhet; för hans del förlängda märgen den är ansvarig för att hämma den tidigare strukturen som tillåter vila.

På detta sätt kunde denna forskare bekräfta, med tanke på den hämmande funktionen av medulla oblongata, att sömn är en aktiv process.

• Relaterad artikel: "Sover alla djur?"

Områden i hjärnan som är involverade i NREM-sömn

Som vi redan har påpekat, i denna fas av sömn sker en minskning av hjärnaktiviteten, vilket gör att hjärnan kan vila och återhämta sig.

Funktionen hos det ventrolaterala preoptiska området har varit särskilt viktig för sömnprocessen, som ligger i hypotalamus lateral, hjärnregion huvudsakligen relaterad till endokrina funktioner, med hormoner. Det visade sig i olika experiment med djur att skadan eller förstörelsen av detta område orsakar total sömnlöshet, sömnsvårigheter, tvärtom, dess stimulering genererar dåsighet och dåsighet.

Signalsubstansen GABA, en budbärare involverad med minskad hjärnaktivitet, projiceras från det ventrolaterala preoptiska området till den tuberomamillära kärnan, också belägen i hypotalamus, till det dorsala utsprånget i hjärnstammen, till raphe-kärnan i hjärnstammen och ansvarar för produktionen av serotonin, och till locus coeruleus, också lokaliserad i hjärnstammen och kopplad till produktionen av signalsubstansen noradrenalin. Dessa prognoser orsaka hämning av dessa områden.

Som vi har påpekat i början är det ventrolaterala preoptiska området relaterat till minskad aktivering och därför till sömn; detta faktum bekräftas på nytt av den hämmande funktionen som den producerar i de tidigare nämnda områdena i hypotalamus och hjärnstammen. Det har också bevisats att dessa regioner skulle vara relaterade till hjärnan och beteendeaktivering.

På samma sätt också förekomsten av en ömsesidig inhiberingskrets som kallas en "flip-flop-oscillator" har observerats., i denna krets finns det omväxlande hämning av det ventrolaterala preoptiska området och av de regioner av bålen och hypotalamus som skjuter ut, detta betyder att aktiveringen av den ena kommer att orsaka inaktivering av den andra, på detta sätt kommer de inte att kunna finna sig själva att arbeta, vilket tillåter omväxlande sömnperioder och vaka.

Å andra sidan har det märkts att denna krets inte alltid fungerar bra och obalanser och dekompensationer kan uppstå som leder till sömn-vaken störningar såsom narkolepsi, kataplexi (det finns en förlust av muskeltonus), sömnförlamning och hypnagogiska hallucinationer.

På liknande sätt har det bevisats att de hypokretinerga nervcellerna i den laterala hypotalamus (det vill säga nervcellerna som utsöndrar hypokretin) är ansvariga för att reglera och stabilisera den alternerande sömn-vaken-kretsen, flip-flop-oscillatorn, som får den att stanna kvar och på så sätt låter individen eller djuret förbli i ett vaket eller vakent tillstånd.

Likaså har man också sett att verkan av adenosin, substans som uppträder efter kortikal aktivitet, på den basala framhjärnan (främst relaterad till funktionerna kognitiva funktioner såsom uppmärksamhet och inlärning), producerar hämning eller deaktivering av detta, vilket gör att uppkomsten av sömn.

Å andra sidan kan adenosin också verka genom att deaktivera de hypokretinerga nervcellerna i den laterala hypotalamus, kopplade till det vakna tillståndet, som vi har sett.

• Du kanske är intresserad av: "Delar av nervsystemet: anatomiska strukturer och funktioner"

Områden i hjärnan som är involverade i REM-sömn

Som vi redan nämnde i de första avsnitten, liknar aktiviteten eller hjärnvågorna under REM-sömn de för vakenhet, visar en hög elektrisk frekvens observerad med elektroencefalogramtekniken.

Ett karakteristiskt och distinkt tecken på REM-fasen är uppkomsten av PGO-vågor (protuberance-geniculate-occipital), vilket signalerar att individen är i REM. PGO-vågorna är stora och korta elektriska vågor som börjar i ponsarna och går till de laterala genikulära kärnorna och senare till occipitala loben, specifikt till den primära visuella cortex.

Den region med störst engagemang i REM-jorden är den dorsolaterala protuberansen, som består av kolinerga neuroner, producenter av signalsubstansen acetylkolin. Denna region hämmas av kärnorna i raphe och locus coeruleus, som nämns ovan, genom projektionen av noradrenalin respektive serotonin och därmed tillåta och uppträda NREM-sömn eller tillståndet av vaka.

På liknande sätt har det observerats att det peribrachiala området, beläget i pons, som består av pedunculopontine och laterodorsal tegmental nucleus, tillsammans med den övre mellanliggande retikulära kärnan, bildas de av kolinerga nervceller som producerar acetylkolin, som, som vi har sagt, en av deras funktioner är att kontrollera REM-sömn.

A) Ja, beroende på regionen där de kolinerga neuronerna projicerar kommer de att ge upphov till eller tillåta olika funktioner i REM-fasen: Projektionerna till thalamus (en av hjärnans huvudsakliga informationspassageregioner) och till den basala framhjärnan tillåter kortikal aktivering och desynkronisering, och förbindelser med den laterala geniculate nucleus tillåter eller är relaterade till PGO.

Det har också övervägts projektioner till mellanhjärnans tektum, belägen i hjärnstammen, styr snabba ögonrörelser, och kopplingen till det laterala preoptiska området kan relateras till penisens erektion under sömnen.

Slutligen, förbindelserna med neuronerna i den magnocellulära kärnan i medulla oblongata, som också finns i hjärnstammen, gör det möjligt för den att hämma motoriska neuroner av ryggmärgen, vilket producerar muskelatoni, förlust av muskeltonus, typiskt för REM-sömn.

• Relaterad artikel: "Tips för att få en god natts sömn och besegra sömnlöshet"

Områden involverade i hjärnaktivering

Det är också intressant att veta vilka områden i hjärnan som är relaterade till aktivering eller upphetsning, eftersom de kommer att vara viktiga och kommer att delta i den neurala kontrollen av sömnen.

Den huvudsakliga regionen involverad i hjärnans aktivitet är det stigande retikulära aktivatorsystemet, även känd som SARA. Denna består av nervceller i den övre delen av hjärnstammen, hypotalamus och basala framhjärnan. Dessa vägar förbinder thalamus och hjärnbarken, vilket gör att de kan överföra och reagera korrekt på sensoriska input.

Om skada eller skada uppstår på detta system kommer det att ske en förändring och minskat medvetande. På detta sätt kommer en optimal funktion av SARA att ge upphov till ett korrekt tillstånd av vakenhet, vilket inte tillåter tillstånd av avslappning eller sömn.