Spavanje s brzim pokretima očiju

[thumb|395px| [Uzorak hipnograma (elektroencefalograma sna) koji prikazuje cikluse spavanja karakterizirane sve većim paradoksalnim (REM) snom
[thumb|350px|[Elektroencefalografija|EEG miša koja pokazuje REM san karakteriziran izraženim teta-ritmom]]]]
**Spavanje s brzim pokretima očiju** (**REM san** ili **REMS**) je jedinstvena faza sna kod sisara (uključujući ljude) i ptice, koju karakteriziraju nasumični brzi pokreti očiju, praćeni niskim mišićnim tonusom u cijelom tijelu i sklonost spavača da živo sanja. Temperatura tjelesnog jezgra i mozga raste tokom REM sna, a temperatura kože pada na najniže vrijednosti..

REM faza je također poznata kao **paradoksalni san** (**PS**), a ponekad i **desinhronizirani san ili san sa snovima**, zbog fizioloških sličnosti sa budnim stanjima, uključujući brze, niskonaponske desinhronizovane neuronske oscilacije moždanih talasa. Električna i hemijska aktivnost koja regulira ovu fazu izgleda da potiče iz moždanog stabla, a najznačajnije je karakteriše obilje neurotransmitera acetilholina, u kombinaciji sa gotovo potpunim odsustvom monoaminskih neurotransmitera: histamina, serotonina i norepinefrina. REM i ne-REM san se izmjenjuju unutar jednog ciklusa spavanja, koji kod odraslih ljudi traje oko 90 minuta. Kako ciklusi spavanja nastavljaju, oni se pomiču prema većem udjelu REM sna. Prelazak na REM san donosi značajne fizičke promjene, počevši od električnih naleta koji se nazivaju "ponto-genikulo-okcipitalni talasi" (PGO-talasi) koji potiču iz moždanog stabla. REM san se javlja četiri puta tokom 7-satnog sna. Organizmi u REM fazi sna obustavljaju centralnu homeostazu, što omogućava velike fluktuacije u disanju, termoregulaciji i cirkulaciji koje se ne javljaju ni u jednom drugom načinu spavanja ili budnosti. Tijelo naglo gubi mišićni tonus, stanje poznato kao REM atonija.

## Fiziologija 
### Električna aktivnost u mozgu
[thumb|right|300px|[Polisomnografija|Polisomnografski zapis REM sna. EEG istaknut crvenim okvirom. Pokreti očiju istaknuti crvenom linijom.]]
REM san se naziva "paradoksalnim" zbog sličnosti sa budnošću. Iako je tijelo paralizirano, mozak se ponaša kao da je donekle budan, s neuronima moždane kore, koji se aktiviraju istim ukupnim intenzitetom kao u budnom stanju. Elektroencefalografija tokom REM faze sna otkriva brze, niskoamplitudne, desinhronizovane neuronske oscilacije (moždane talase) koje podsjećaju na obrazac koji se vidi tokom budnosti, a razlikuju se od sporog obrasca delta talasa iz NREM faze dubokog sna. Važan element ovog kontrasta je theta ritam od 3–10 Hz u hipokampusu Korteksni i talamusni neuroni u budnom mozgu i mozgu u REM fazi spavanja su više depolarizirani (spremnije se aktiviraju) nego u mozgu u dubokom NREM fazi spavanja.

Tokom REM faze sna, električna povezanost između različitih dijelova mozga se manifestuje drugačije nego tokom budnosti. Frontalna i posteriorna područja su manje kortikokortikalna koherentna u većini frekvencija, činjenica koja je navedena u vezi sa haotičnim iskustvom sanjanja. Međutim, posteriorna područja su međusobno koherentnija; kao i desna i lijeva moždana hemisfera, posebno tokom lucidnih snova.

Potrošnja energije mozga u REM fazi sna, mjerena metabolizmom kisika i glukoze, jednaka je ili veća od potrošnje energije u budnom stanju. Stopa u ne-REM snu je 11–40% niža. Novija PET istraživanja su pokazala da distribucija moždane aktivnosti tokom REM sna varira u skladu sa vrstom aktivnosti uočene u prethodnom periodu budnosti. Amigdala također može regulirati srčanu funkciju umjesto manje aktivnog inzularnog korteksa.

Dva druga neurotransmitera, oreksin i gama-aminobuterna kiselina (GABA), izgleda da podstiču budnost, smanjuju je tokom dubokog sna i inhibiraju paradoksalni san.

Za razliku od naglih promjena u električnim obrascima, hemijske promjene u mozgu pokazuju kontinuirane periodične oscilacije.

#### Modeli regulacije REM faze sna 
Prema hipotezi aktivacije i sinteze koju su predložili Robert McCarley i Allan Hobson 1975–1977, kontrola nad REM snom uključuje puteve "REM-on" i "REM-off" neurona u moždanom stablu. REM-on neuroni su prvenstveno holinergički (tj. uključuju acetilholin); REM-off neuroni aktiviraju serotonin i noradrenalin, koji, između ostalih funkcija, potiskuju REM-on neurone. McCarley i Hobson sugerišu da REM-on neuroni zapravo stimulišu REM-off neurone, čime služe kao mehanizam za cikliranje između REM i ne-REM sna.  Koristili su Lotka-Volterra jednačine da bi opisali ovaj ciklički inverzni odnos. Prestanak uzimanja oreksina i GABA-e može uzrokovati odsustvo drugih ekscitacijskih neurotransmitera; istraživači posljednjih godina u svoje modele sve više uključuju GABA regulaciju.

### Pokreti očiju 
Većina pokreta očiju u snu sa "brzim pokretima očiju" je zapravo manje brza od onih koje normalno pokazuju budni ljudi. Također su kraćeg trajanja i veća je vjerovatnoća da će se vratiti na svoju početnu tačku. Oko sedam takvih petlji se odvija tokom jedne minute REM sna. U snu sa sporim talasima, oči se mogu razdvojiti; međutim, oči paradoksalnog spavača se kreću u tandemu. ali direktna veza tek treba biti jasno utvrđena. Kongenitalno slijepe osobe, koje obično nemaju vizuelne slike u snovima, i dalje pomiču oči u REM snu.

### Cirkulacija, disanje i termoregulacija 
Općenito govoreći, tijelo suspenduje homeostazu tokom paradoksalnog sna. Otkucaji srca, srčani pritisak, minutni volumen srca, arterijski pritisak i frekvencija disanja brzo postaju nepravilni kada tijelo pređe u REM fazu sna. Ako muškarac ima erektilnu disfunkciju (ED) dok je budan, ali ima epizode noćne tumescencije (NPT) tokom REM faze, to bi ukazivalo na to da je ED psihološke, a ne fiziološke prirode. Kod žena, erekcija klitorisa (noćna klitorisna tumescencija ili NCT) uzrokuje uvećanje, uz prateći protok krvi u vagini i transudaciju (tj. podmazivanje). Tokom normalne noći sna, penis i klitoris mogu biti u erekcijama ukupno od jednog sata do čak tri i po sata tokom REM faze.

Tjelesna temperatura nije dobro regulirana tokom REM faze sna, te stoga organizmi postaju osjetljiviji na temperature izvan svoje termoneutralne zone. Mačke i drugi mali krzneni sisari će drhtati i brže disati kako bi regulirali temperaturu tokom NREMS faze — ali ne tokom REMS-a. Drugim riječima, ako na kraju faze dubokog sna, termalni indikatori organizma padnu izvan određenog raspona, on neće ući u paradoksalni san da deregulacija ne bi dozvolila da temperatura dalje odstupi od poželjne vrijednosti. Njihov već negativni membranski potencijal smanjuje se za dodatnih 2–10 milivolti, čime se povećava prag koji stimulus mora savladati da bi ih pobudio. Inhibicija mišića može biti rezultat nedostupnosti monoaminskih neurotransmitera (koji ograničavaju količinu acetilholina u moždanom stablu) i možda mehanizama koji se koriste u inhibiciji mišića u budnom stanju. Mogu se javiti i neki lokalizirani trzaji i refleksi.

Nedostatak REM faze atonija uzrokuje poremećaj REM ponašanja, gdje pogođene osobe fizički proživljavaju svoje snove, ili obrnuto "sanjaju svoje postupke", prema alternativnoj teoriji o odnosu između mišićnih impulsa tokom REM faze i povezanih mentalnih slika (što bi se odnosilo i na ljude bez ovog stanja, osim što su komande njihovim mišićima potisnute).

Lezije ponsa u svrhu sprječavanja atonije izazvale su funkcionalni "poremećaj REM ponašanja" kod životinja. Spavači koji se probude iz REM faze obično daju duže, narativnije opise snova koje su doživljavali i procjenjuju trajanje svojih snova kao duže. (U stvari, ovo bi se moglo smatrati hibridnim stanjem koje kombinuje esencijalne elemente REM sna i budne svijesti.) Zbog sanjanja koje nije REM faza, neki istraživači spavanja žestoko su osporavali važnost povezivanja sanjanja sa REM fazom sna. Mogućnost da dobro poznati neurološki aspekti REM faze sami po sebi ne uzrokuju sanjanje sugerira potrebu za ponovnim ispitivanjem neurobiologije sanjanja *per se*. Studija provedena na Medicinskom fakultetu Harvard 2000. godine testirala je efekte paroksetina i fluvoksamina na zdrave mlade odrasle muškarce i žene tokom 31 dana: početna sedmica bez lijeka, 19 dana na paroksetinu ili fluvoksaminu s jutarnjim i večernjim dozama i pet dana apsolutnog prekida uzimanja lijeka. Rezultati su pokazali da je tretman SSRI-jem smanjio prosječnu učestalost prisjećanja snova u poređenju s početnim mjerenjima kao rezultat serotoninergične REM supresije.

San pomaže procesu kojim kreativnost formira asocijativne elemente u nove kombinacije koje su korisne ili ispunjavaju neke uslove. Ovo se dešava u REM snu, a ne u ne-REM snu. Umjesto da je posljedica procesa pamćenja, ovo se pripisuje promjenama tokom REM faze sna u holinergičkoj i noradrenalinergičkoj neuromodulaciji. Ovo je u suprotnosti sa budnim stanjem, gdje viši nivoi norepinefrina i acetilholina inhibiraju ponavljajuće veze u neokorteksu. REM san kroz ovaj proces dodaje kreativnost omogućavajući "neokorteksnim strukturama da reorganizuju asocijativne hijerarhije, u kojima bi se informacije iz hipokampusa reinterpretirale u odnosu na prethodne semantičke reprezentacije ili čvorove."

REM san obično traje 20–25% ukupnog sna kod odraslih osoba: oko 90–120 minuta noćnog sna. Prva REM epizoda se javlja oko 70 minuta nakon uspavljivanja. Slijede ciklusi od oko 90 minuta, pri čemu svaki ciklus uključuje veći udio REM sna. Dojenčad provode više vremena u REM fazi sna nego odrasli. Udio REM faze sna se zatim značajno smanjuje u djetinjstvu. Starije osobe imaju tendenciju da spavaju manje općenito, ali spavaju u REM fazi otprilike isto apsolutno vrijeme (i stoga provode veći dio sna u REM fazi).

Spavanje s brzim pokretima očiju može se podijeliti na toničke i fazne modove. Tonusni REM karakteriziraju theta ritmovi u mozgu; fazni REM karakteriziraju PGO-talasi i stvarni "brzi" pokreti očiju. Obrada vanjskih podražaja je uveliko inhibirana tokom faznog REM-a, a nedavni dokazi ukazuju na to da je osobe koje spavaju teže probuditi se iz faznog REM-a nego u snu sa sporim talasima.

## Efekti deprivacije 
Selektivna deprivacija REMS-a uzrokuje značajno povećanje broja pokušaja prelaska u REM fazu tokom spavanja. Tokom noćnog oporavka, osoba obično brže prelazi u fazu 3 i REM san te doživljava REM oporavak, što se odnosi na povećanje vremena provedenog u REM fazi u odnosu na normalne nivoe. Ovi nalazi su u skladu s idejom da je REM san biološki neophodan. Međutim, "povratak" REM sna obično ne traje u potpunosti koliko je procijenjena dužina propuštenih REM perioda. Mogući uzrok ovih rezultata je  viši norepinefrin.

Pretpostavlja se da akutna deprivacija REM faze sna može poboljšati određene vrste kliničke depresije— kada se čini da je depresija povezana s neravnotežom određenih neurotransmitera. Iako nedostatak sna općenito smeta većini populacije, više puta je dokazano da ublažava depresiju, iako privremeno. Više od polovine osoba koje iskuse ovo olakšanje izvještava da ono prestaje biti učinkovito nakon što sljedeće noći zaspu. Stoga su istraživači osmislili metode poput promjene rasporeda spavanja tokom određenog broja dana nakon perioda deprivacije REM faze. and combining sleep-schedule alterations with pharmacotherapy da produži ovaj efekat. Antidepresivi (uključujući selektivne inhibitore ponovnog preuzimanja serotonina, triciklike i inhibitore monoaminooksidaze) i stimulansi (kao što su amfetamin, metilfenidat i kokain) ometaju REM san stimulišući monoaminske neurotransmitere koji moraju biti potisnuti da bi se REM san pojavio. Primijenjeni u terapijskim dozama, ovi lijekovi mogu u potpunosti zaustaviti REM san sedmicama ili mjesecima. Apstinencijska kriza uzrokuje povratak REM sna.

## Kod ostalih životinja
[thumb|[Nojevo spavanje, sa REM i fazom sporog sna ]]
thumb| Brzi pokreti očiju kod psa

Iako se različito manifestuje kod različitih životinja, REM san ili nešto slično njemu javlja se kod svih kopnenih sisara — kao i kod ptica. Primarni kriteriji koji se koriste za identifikaciju REM-a su promjena električne aktivnosti, mjerena EEG-om, i gubitak mišićnog tonusa, isprepleteni napadima trzanja u faznom REM-u.

Količina REM sna i ciklusa varira među životinjama; Predatori doživljavaju više REM sna od plijena.

Opažanja skakajućih pauka u njihovom noćnom položaju mirovanja također ukazuju na REM stanje slično snu koje karakteriziraju napadi trzanja i pokreta mrežnjača te naznake mišićne atonije (noge se uvijaju kao rezultat gubitka pritiska, uzrokovanog mišićnom atonijom u prosomi).

Eksperimenti deprivacije sna na životinjama mogu se postaviti drugačije od onih na ljudima. Metoda "saksije za cvijeće" uključuje postavljanje laboratorijske životinje iznad vode na platformu toliko malu da padne nakon gubitka mišićnog tonusa. Prirodno grubo buđenje koje rezultira može izazvati promjene u organizmu koje nužno prevazilaze jednostavno odsustvo faze sna.

## Moguće funkcije
Neki istraživači tvrde da održavanje složenog moždanog procesa kao što je REM faza sna ukazuje na to da ona ima važnu funkciju za preživljavanje sisara i ptica. Ispunjava važne fiziološke potrebe vitalne za preživljavanje u mjeri u kojoj produženi nedostatak REM faze sna dovodi do smrti kod eksperimentalnih životinja. I kod ljudi i kod eksperimentalnih životinja, gubitak REM faze sna dovodi do nekoliko abnormalnosti u ponašanju i fizioloških abnormalnosti. Gubitak REM faze sna je primijećen tokom različitih prirodnih i eksperimentalnih infekcija. Preživljavanje eksperimentalnih životinja se smanjuje kada je REM faza sna potpuno oslabljena tokom infekcije; to dovodi do mogućnosti da su kvalitet i kvantitet REM faze sna generalno neophodni za normalnu fiziologiju tijela. Nadalje, postojanje efekta "REM povratka" sugerira mogućnost biološke potrebe za REM snom.

Iako precizna funkcija REM sna nije dobro shvaćena, predloženo je nekoliko teorija.

### Pamćenje
San općenito pomaže pamćenju. REM san može pogodovati očuvanju određenih vrsta sjećanja: konkretno, proceduralno pamćenje, prostorno pamćenje i emocijsko pamćenje. Kod pacova, REM san se povećava nakon intenzivnog učenja, posebno nekoliko sati nakon, a ponekad i tokom više noći. Eksperimentalna deprivacija REM sna ponekad je inhibirala konsolidaciju pamćenja, posebno u vezi sa složenim procesima (npr. kako pobjeći iz složenog lavirinta). Tucker et al pokazali su da dnevna drijemka koja sadrži isključivo ne-REM fazu sna poboljšava deklarativno pamćenje—ali ne proceduralno pamćenje. Prema „sekvencijskoj hipotezi“, dvije vrste sna rade zajedno kako bi konsolidovale pamćenje.

Graeme Mitchison i Francis Crick su 1983. godine predložili da je, zbog svoje inherentne spontane aktivnosti, funkcija REM sna "uklanjanje određenih neželjenih načina interakcije u mrežama ćelija u moždanoj kori" - proces koji oni karakteriziraju kao "odučavanje". Kao rezultat toga, ona sjećanja koja su relevantna (čiji je temeljni neuronski supstrat dovoljno jak da izdrži takvu spontanu, haotičnu aktivaciju) se dodatno jačaju, dok se slabiji, prolazni, "šumovski" tragovi sjećanja raspadaju. Konsolidacija pamćenja tokom paradoksalnog sna je specifično povezana sa periodima brzog pokreta očiju, koji se ne dešavaju kontinuirano. Jedno objašnjenje za ovu korelaciju je da PGO električni talasi, koji prethode pokretima očiju, takođe utiču na pamćenje. Najjači dokazi za ontogenetsku hipotezu dolaze iz eksperimenata o deprivaciji REM faze sna i iz razvoja vizuelnog sistema u lateralnom genikularnom jezgru i primarnom vidnom korteksu.

### Pomjeranje pogleda
Prema "hipotezi skeniranja", usmjerena svojstva REM sna povezana su s pomjeranjem pogleda u slikama sna. Protiv ove hipoteze je da se takvi pokreti očiju javljaju kod onih koji su rođeni slijepi i kod fetusa uprkos nedostatku vida. Također, REM faze s binokularnim vidom nisu konjugirane (tj. dva oka ne pokazuju u istom smjeru istovremeno) i stoga nemaju tačku fiksacije. U prilog ovoj teoriji, istraživanja pokazuju da je u snovima orijentiranim na cilj pogled usmjeren prema radnji sna, što se određuje korelacijama u pokretima očiju i tijela pacijenata s poremećajem ponašanja u REM sna koji oživljavaju svoje snove.
### Opskrba rožnjača kisikom
Dr. David M. Maurice, specijalista za oči i bivši vanredni profesor na Univerzitetu Columbia, pretpostavio je da je REM faza sna povezana sa snabdijevanjem rožnjače kisikom i da je očna vodica, tečnost između rožnjače i šarenice, stajaća ako se ne miješa. Među dokazima koji to podržavaju, izračunao je da ako je očna vodica stagnirala, kisik iz šarenice morao je dospjeti do rožnjače difuzijom kroz očnu vodicu, što nije bilo dovoljno. Prema teoriji, kada je organizam budan, pokreti očiju (ili hladna temperatura okoline) omogućavaju cirkulaciju očne vodice. Kada organizam spava, REM faza pruža prijeko potrebno pomicanje očne vodice. Ova teorija je u skladu s opažanjem da fetusi, kao i novorođenčad sa zatvorenim očima, provode mnogo vremena u REM snu i da tokom normalnog sna, epizode REM sna osobe postaju progresivno duže kako dublje u noć. Međutim, sove doživljavaju REM san, ali ne pomiču glavu više nego u snu bez REM faze. and it is well known that owls' eyes are nearly immobile.

### Ostale teorije
Druga teorija sugerira da je potrebno isključivanje monoaminskih receptora kako bi se monoaminski receptori u mozgu mogli oporaviti i povratiti punu osjetljivost.

„Sentinelsku hipotezu“ REM sna iznio je Frederick Snyder 1966. godine. Zasnovana je na zapažanju da REM san kod nekoliko sisara (pacova, ježa, zeca i rezus majmuna) prati kratko buđenje. Ovo se ne dešava ni kod mačaka ni kod ljudi, iako je vjerojatnije da će se ljudi probuditi iz REM sna nego iz NREM sna. Snyder je postavio hipotezu da REM san periodično aktivira životinju, kako bi skenirala okolinu u potrazi za mogućim predatorima. Ova hipoteza ne objašnjava paralizu mišića kod REM sna; međutim, logička analiza bi mogla sugerirati da paraliza mišića postoji kako bi se spriječilo da se životinja potpuno probudi bez potrebe i omogućilo joj da se lahko vrati u dublji san.

Jim Horne, Istraživač sna na Univerzitetu Loughborough sugerirao je da REM faza kod modernih ljudi kompenzira smanjenu potrebu za hranom u budnom stanju traženje hrane.

Nadalje, teoretizira se da pokreti očiju igraju ulogu u određenim psihoterapijama kao što je desenzitizacija i reprocesiranje pokreta očiju (EMDR).

## Također pogledajte
* Neuronauka spavanja
* Pedunkulopontinsko jezgro (PPN)
* San i učenje

## Reference 
## Dopunska literatura
* 
* 
* 
*
*
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi 
* PBS' NOVA episode "What Are Dreams?" Video and Transcript
* LSDBase – an open sleep research database with images of REM sleep recordings.

Kategorija:San
Kategorija:Fiziologija spavanja
Kategorija:Neurofiziologija