Kodėl žmogus miega?

Kodėl žmogus miega?

Ana Хоружая
"Populiariausi mechanika" №8, 2015

Tu pabusti, mielai minkšta minkšta lova, pakelti ir pamatyti per didžiulį langą saulė kyla virš vandenyno, balto smėlio paplūdimio ir palmių. Per atviras lodžijos duris pūstamas šviežias jūros vėjas, o banglenčių garsas. Jūs geriate aromatinę šviežiai maltą kavą, išeikite iš dviejų aukštų vilnos duris, sėdėkite automobiliu, pasodinkite arklys ant gaubto, pasukite raktą ir po V8 variklio kilniu randus … pagaliau pabusti nuo žadintuvo garsų.

Vėlgi, gudri smegenys privertė mus tikėti įvykio realybe. Bet kaip jis tai daro? Kaip jis sugeba žmogus meluoti beveik septynias valandas ar ilgiau, nejudėdamas, parodydamas įdomius burbuliukus su įdomiu sklypu? To priežastis yra sudėtingiausi biocheminiai procesai, kuriuose dalyvauja ne viena ar dvi smegenų struktūros, bet visas tinklas. Kaip sąveika ir "perjungimo" pabudimas miegoti? Kaip miegas vystosi ir kada atsiranda sapnai? Kodėl kartais, atsibodus nuo pavojaus varpelio, manome, kad sugeba perkelti kalnus ir kartais drąsiai pasiruošęs sunaikinti viską aplink?

Per laiko uždangą

Somnologija, mokslas, studijuojantis miegą, pasirodė palyginti neseniai, nes Morpheus karalystės pirmųjų fundamentaliųjų tyrimų amžius neviršija 120 metų. Prieš šią svajonę buvo suteikta mistinė reikšmė, kaip riba tarp gyvenimo ir mirties. Aristotelis sakė: "Miegas akivaizdžiai priklauso nuo tokių valstybių kaip, pavyzdžiui, siena tarp gyvenimo, o ne gyvenimo, ir miego, nėra visiškai ir egzistuoja". Didysis senovės Hipokrato daktaras manė, kad miegas atsiranda dėl kraujo ir šilumos nutekėjimo nuo galvos iki vidinės kūno dalies. Šis paaiškinimas priklausė Europos mokslininkų protui ir buvo įsišaknijęs beveik du tūkstančius metų. Vienu atveju Hipokratas buvo teisus: priežastis, kodėl žmogus panardinamas į svajonių pasaulį, reikia ieškoti galvoje.

Ir tada atėjo XX a. Vokietijoje pacientas atvyksta į profesoriaus Strumpelės kliniką, kuri iš dalies prarado savo regėjimą ir klausą dėl traumos – kurčių vienoje ausyje ir aklų vienoje akyje. Gydytojai pastebėjo, kad kai likusieji "langai į pasaulį" buvo uždaryti, pacientas užmigo. Garsusis fiziologas Pavlovas susidomėjo šiomis pastabomis ir nusprendė atlikti panašius eksperimentus su jo mėgstamiausiais padaliniais, šunimis.Jis nustatė, kad jei mes pašalinsime nuolatinį impulsų srautą iš jutimo į smegenų žievę, tada atsiras miegas. Mokslininkas taip pat ištyrė monotoninių dirgiklių poveikį, pakartotinai pakartodamas šviesos prilipimus prie odos piršto plaštakoje. Jie beveik visada suleido gyvūnus miegoti, ir tai suteikė mokslininkui teisę įtarti, kad miegas yra sąlyginis slopinimas, plačiai paplitęs smegenų žievėje, kuris yra skirtas šunų smegenims apsaugoti nuo pernelyg didelio dirginimo kartojimo.

Kitas miego paslapčių įveikimo žingsnis buvo elektroencefalografijos (EEG) metodo atsiradimas. 1905 m. Vokiečių fiziologas Hansas Bergeris buvo pirmasis, kuris užregistravo sinusoidinius elektrinio potencialo svyravimus, dažnį 8-11 Hz, labiausiai išryškėjusį smegenų pakaušiuose regionuose ramioje būsenoje su uždaromis akimis. Šios vibracijos vadinamos alfa ritmu.

1930 m. Situacija tapo dar aiškesnė: mokslininkai, nupjaudę kačiuko smegenų kamieną vidutinio smegenų lygyje, sukėlė gyvūno būklę svajingoje valstybėje.Tuo pačiu metu buvo stebimi lėtiniai elektriniai svyravimai kačių EEG, vėliau vadinamų "miegančiu velenu" (šis skaičius atrodė apverčiamuoju velenu). Kai smegenys buvo nukirpta pirmųjų gimdos kaklelio segmentų lygiu, nugaros smegenys buvo atskirtos nuo smegenų, mums pavyko gauti taip vadinamą "pabudimo" smegenų narkotiką: kačiukas stebėjo objektus, judančius priešais jį, o EEG parodė svyravimus su 14-30 Hz dažniu (beta ritmu). Tapo aišku, kad gyvūnų smegenyse yra skirtingos struktūros – atsakinga už užmigimą ir atsakomybę už pabudimą.

Linksmas centras

XIX a. Pab. XIX a. Pabaigoje buvo aprašytos katės smegenų kamieno struktūros, kurias Vladimiras Bekhterevas ir Santjagas Ramonas ir Kahalas aptiko difuzinį neuronų kaupimąsi nervų skaidulomis smegenų kamieno viduryje. Bet kodėl ši formacija reikalinga, Italijos neurobiologas Giusepe Moruzzi ir Amerikos neurologas Horaceas Magunas buvo įrengti tik XX a. Antroje pusėje. Jie vadino šią struktūrą retikuliniu formavimu ("reticulum" lotynų kalba reiškia "tinklas"). Būtent smegenų kamiene yra branduoliai, kurie pačios pačios koncentruoja visus impulsus iš jausmų receptorių, kurie patenka į smegenis.Ilgos retikulinės formos neuronų procesai (aksonai) yra prijungti prie smegenų žievės ir nugaros smegenų nervų. Kortikos ir nugaros smegenų nervų pluoštai taip pat patenka į retikulinį formavimą, todėl susidaro sudėtinga grįžtamojo ryšio sistema. Signalai iš tinklinis darinys (tinklinės iškrova) sukelti budrumo mechanizmai žievės ir žievės, savo ruožtu, kontroliuoja tinklinis darinys būklę.

Krepšys su svajoniu

1990 m. Filmas "Awakening" buvo išleistas ant ekranų, paremtas garsiosios psichiatro Oliverio Sacho populiariosios knygos memuarais. Jis kalba apie keistą 80 senyvo amžiaus pacientų grupę, kuri jau daugiau nei 40 metų serga nežinia liga, tokia kaip autizmas ar Parkinsono liga. Pacientai Sachs "buvo paskutinis likti gyvų aukų paslaptingą epidemiją, staiga prasidėjęs žiemos Europoje 1916-1917-aisiais, tuomet keičiamasi visas pasaulis ir kuri pagal laikotarpiui po I pasaulinio karo gyvena apie 5 milijonai žmonių. Ligos sukėlė staigios apatijos ir kenčia nuo karščio, regėjimo sutrikimų ir haliucinacijų. Tada liga tapo lėta ir lydėjo didžiulis įvairių klinikinių apraiškų. Bet visose formose buvo vienas bendras dalykas – miego sutrikimas.Šis faktas atrodė įdomu Vienos neurologui Baronui Constantinui von Economui. Jis nustatė, kad kai kurie pacientai miego per daug savaičių, mėnesių, atsibunda tik gerti ir valgyti, o kiti visiškai prarado miegą. Pasibaigus autopsijai, mokslininkas nustatė panašų anatominį vaizdą: kai kuriai dienesefalono daliai pacientų masinė nervų ląstelių mirtis.

Ši smegenų dalis yra vadinama hipotalamu, nes ji yra po galvučiu, smegenų regionu, kuris perskirsto signalus iš jausmo organų. Jei mes galėtume įterpti rodomąjį pirštą tiesiai į nosies tiltelio galą, tuomet mes buvome pailsėję toje vietoje, kurioje jis buvo, – "turkų balnelis". Hipotalamas – vienas iš svarbiausių centrų, valdančių autonominę nervų sistemą, reguliuoja, visų pirma, kūno temperatūrą, kraujo spaudimą, apetitą, seksualinį poreikį ir troškulį. Žinoma, šis "Economo" nežinojo. Tačiau jis įtaria, kad turėtų būti miego centras. "Akivaizdu, – padarė išvadą mokslininkas, – šios ląstelės daro kažką, dėl kurio užmigo".

Dabar, dėka Cliffordo Seiperio tyrimo iš Harvardo universiteto Bostone, tapo žinoma, kad hipotalamoje iš tiesų yra ypatinga sritis, kuri aktyvuojama miegant, ventrolateraliai preoptikinei sričiai (VLPO). VLPO neuronų axons nukreiptos į sritis, kurios palaiko budrumą. Ir atvirkščiai, norint užkirsti kelią miegoti, gyvybingumo centras turi būti susijęs su hipotalamu, kad nerviniai pluoštai taip pat eiti į viršų.

Seiperis ir jo kolegos padarė tokią išvadą: ląstelės priekinėje pogumburio dalyje yra miego centras, kuris savo axonu pagalba slopina smegenų kamieno budrus, įskaitant vidurinį ir smegenų tiltelį. Šis procesas galiausiai lemia užmigimą. "Galbūt tai yra raktas į visą mechanizmą, kuris kontroliuoja miego ir pabudimo būklę per hipotalamus", – rašė neurologas. Taigi 2005 m. Atsirado šiuolaikiška miego sąvoka, kurią Saperis paskelbė savo straipsnyje žurnale "Gamta". Pagal šią sąvoką visa "miego sistema" yra kelių tarpusavyje sujungtų mazgų tinklas, kuris tam tikrais momentais perjungia ypatingą būdą ir reguliuoja miegą ir budrumą.

Smegenų konfrontacija

Pirmoji bendrosios miego-pažadinimo sistemos dalis yra stabdžių sistema. Tai yra VLPO priekiniame hipotalamyje, iš kurio stabdymo banga siunčiama į pabudimo sistemą, o tai veda prie smegenų perėjimo į "miego režimą". Biochemijos požiūriu pagrindinė sistemos "stabdžių skystis" yra gama-aminobutyro rūgštis (GABA). Veikiant specialiems receptoriams, jis slopina neuronų aktyvumą. GABA receptoriai yra ląstelių membranos kanalas, apsuptas didelių baltymų molekulių, galinčių pakeisti savo erdvinę struktūrą (sąlygiškai kalbant, "atsiskleisti" ar "sugadinti"). Kai GABA prisijungia prie receptorių, kanalo liumenai padidėja, per jį praeina daugiau chloro jonų, dėl ko sumažėja ląstelės membranos laidumas, todėl ji mažiau jautriai reaguoja į elektros poveikį. Ir tai veda prie impulsinės veiklos slopinimo – ląstelė "mažina apyvartą" nuo greito šūvio iki ramybės "žingsnio".

Antroji sistemos dalis yra sužadinimo sistema, kuri remiasi aštuoniais nerviniais mazgais, kurie sudaro dvi lygiagrečias sijas. Joje sužadinimo bangos vyksta į didžiųjų pusrutulių žievę.Vienas ryšys prasideda retikulinio formavimosi (tai yra smegenų kamienas), kitas – vadinamojoje mėlynoje vietoje (Locus coeruleus) Čia esančios ląstelės gamina didžiąją dalį sužadinimo neurotransmiterio norepinefrino smegenyse. Ši sritis yra atsakinga už baimės ir panikos atsiradimą, taip pat didelę dalį mūsų jaudulio.

Yra ir kitų neuromediatorių (dopaminas, serotoninas ir kt.), Tačiau jie yra susiję su kitais smegenų procesais. Tačiau yra dar vienas specifinis mieguistas neurotransmiteris. Šoniniame (šoniniame) hipotalamyje yra keletas dešimčių tūkstančių nervų ląstelių, gaminančių specialų neurotransmiterių oreksiną (hipokretiną). Ši cheminė medžiaga buvo nustatyta tik 1998 m. Jei orexin yra per mažas arba jei atitinkamų receptorių molekulių nepakanka smegenyse, atsiranda retos ligos – narkolepsija, pasižyminti staigiais mieguistumo ir užmigimo simptomais.

Diena, naktis – diena toli

Tačiau tai yra tik miego mechanizmo dalis. Kaip ir visi laukiniai gyvūnai, žmonės gyvena pagal savo vidinius ritmus, susietus su dienos ir nakties ciklais.Yra laikas, kai žmogus yra linkęs miegoti, ir yra laiko aktyvaus darbo. Kūnas turi "biologinį laikrodį" – melatonerginę sistemą. Pagrindiniai jo veikėjai yra suprachiasminiai hipotalamino ir pinainės kūno (epiphizės) branduoliai, esantys tarpinių smegenų dalyje.

Kai šviesa patenka į tinklainę, informacija apie ją patenka į suprachiasmatiškus hipotalamino branduolius (mažas laikrodis), o po ilgo kelio jis patenka į trejeto korpusą arba vadinamąją trečią akį, kuri tarnauja labai daugeliui gyvūnų, pavyzdžiui, roplių ir paukščių, šviesos lygio detektorius. Žmonių evoliucijos procese smarkiai išaugo smegenų pusrutuliai, uždarant epifizę, ir ji prarado ryšį su šviesa. Gamta turėjo "išrasti" visą šį sudėtingą ir esamą būdą reguliuoti "mieguisto" hormono sintezę.

Melatoninas gaminamas epifizėje – nakties ir tamsos hormonas. Kai šviesos lygis vakare mažėja, prasideda melatonino gamyba, perduodant signalą į ląsteles apie "darbo dienos pabaiga". Jo pagrindinė funkcija yra slopinantis poveikis suprachizmalioms branduolims, per kurį vykdomas "pabudimo" sistemų įjungimas.

Šis procesas gali būti lyginamas su termostato, palaikančio tam tikrą temperatūrą šaldytuve, veikimą. Kuo ilgiau gyvename aktyviu gyvenimu, tuo galingiau miego centras jaučia poreikį spustelėti miego jungiklį. Kuo ilgiau miegame, tuo mažiau reikia miego, taigi tam tikru momentu atsibunda bėda, mes atsibundame ir jaučiame, kad miegojo. Toks reguliavimo modelis vadinamas dviem veiksniais, o 1982 m. Jį sukūrė Alexandro Borbeli, Ciuricho universiteto psichofarmakologijos ir somnologijos katedros vedėjas. Pasak jos, mūsų poreikis miegoti tam tikru metu yra chronobiologinės ir homeostazinės (palaikančios vidinės pusiausvyros) veiksnių sąveika. Mokslininkas šiuos komponentus pavadino procesu S ir procesu C. Procesas S yra homeostazinis miego poreikio komponentas, o procesas C yra vidinio laikrodžio įtaka, kurios pagrindinis uždavinys – palikti naktį ilgam miegui.

rodyklė žemyn) ir vidinis laikrodis (procesas C, aukštyn rodykles paveikslėlyje). Geltona linija rodo šių dviejų procesų sumą "border = 0> Miego pradžia ir trukmė priklauso nuo sudėtingų fiziologinių procesų,tarp kurių yra du pagrindiniai veiksniai – homeostazinis miego poreikis (vadinamasis procesas S, rodyklė žemyn) ir vidinis laikrodis (procesas C, aukštyn rodykles paveikslėlyje). Geltona linija rodo šių dviejų procesų "sumą"

"Iš S procesas, kita vertus, primena smėlio laikrodžio, – sako BORBÉLY -.. Budrumo trumpo smėlio viršuje apatinį indą, o užmigti laikrodžiai yra įjungtas metu" Todėl už gerą atostogų prasme svarbu ne tik tai, kiek laiko iš eilės mes miegojo, bet ir kiek laiko mes praleidome visą dieną, kad susidarytų S. komponentas Ir tai turi gerą praktinį naudojimą, žinoma, daug: jei žinote, kad per ateinančius naktį, kur negalima miegoti, galite pabandyti miegoti iš anksto praėjusios dienos viduryje. Ir tada jūs jausitės daug geriau.

Ir tai tik paviršutiniškas žvilgsnis į sistemą, atsakingą už miegą. Kaip regensburgo somnologas Jurgenas Zullis sako: "miegas nėra ramybė, tai dar vienas neaktyvus".

Miego reguliavimo tinklas veikia kaip trigeris be tarpinių padėčių. Toks mechanizmas yra įmanomas dėl abipusio miego ir pabudimo centrų blokavimo.Kai tik viena iš šalių gaus pranašumą, visa sistema iškart pateks į priešingą valstybę. Norint, kad ji nebūtų perjungiama kas minutę į priekį ir atgal, orexin sužadina visus pabudimo centrus, nenukeldami miego centro. Dėl šio nedidelio disbalanso sunku pereiti tik tiek, kad mes gana retai einame nuo miego iki budrumo ir atvirkščiai. Norėdami eiti miegoti, būtina susilpninti sužadinimo sistemą ir sustiprinti miego centro veiklą. Šis lėtas procesas yra visiems žinomas, nes palaipsniui didėja nuovargis.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: