สภาวะตื่นตัว

ใน สรีรวิทยาและจิตวิทยา สภาวะตื่นตัว หรือ ความตื่นตัว () เป็นสภาวะของการตื่นตัวหรือการตอบสนองต่อตัวกระตุ้น จะมีความตื่นตัวได้ก็ต่อเมื่อมีการทำงานในระบบ reticular activating system (ตัวย่อ RAS)ในก้านสมอง ในระบบระบบประสาทอิสระ (autonomic nervous system) และในระบบต่อมไร้ท่อ ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มระดับการเต้นของหัวใจและความดันเลือด และสภาวะความตื่นตัวทางความรู้สึก ทางการเคลื่อนไหว และทางความพร้อมเพรียงในการตอบสนองต่อตัวกระตุ้น

มีระบบประสาทหลายระบบที่เกี่ยวข้องกัน ที่เรียกรวมๆ กันว่า ระบบความตื่นตัวนี้ ระบบสำคัญ 4 ระบบในก้านสมอง ซึ่งมีการเชื่อมต่อกับเปลือกสมองทั้งหมด มีหน้าที่การงานเกี่ยวกับสารสื่อประสาทรวมทั้งอะเซทิลโคลิน (acetylcholine) นอเรพิเนฟรีน (norepinephrine) โดพามีน (dopamine) และเซโรโทนิน (serotonin) เมื่อระบบสำคัญเหล่านี้ทำงานอยู่ เขตประสาทส่วนต่างๆ ที่รับสารสื่อประสาทเหล่านั้น ก็จะเริ่มมีความไวและมีการตอบสนองต่อสัญญาณที่เข้ามาในเขตประสาท

ความตื่นตัวมีความสำคัญในการควบคุมการรับรู้ ความใส่ใจ และการประมวลข้อมูล มีความสำคัญมากในการกระตุ้นพฤติกรรมบางอย่าง เช่นการเคลื่อนไหว การแสวงหาอาหาร การตอบสนองแบบสู้หรือหนี และกิจกรรมทางเพศ

ความตื่นตัวมีความสำคัญอย่างมากในอารมณ์ด้วย จึงเป็นแนวความคิดที่ได้ถูกนำไปเป็นส่วนของทฤษฎีที่มีอิทธิพลต่างๆ เช่น ทฤษฎีอารมณ์ของเจมส์-ลานจ์ (James-Lange theory of emotion) ส่วนตามทฤษฎีของฮันส์ ไอเซงค์ ความแตกต่างในระดับความตื่นตัวขั้นพื้นฐานเป็นเหตุให้บุคคลต่างๆ มีบุคคลิกเป็นผู้ใส่ใจภายนอก (extrovert) และผู้ใส่ใจภายใน (introvert) แต่งานวิจัยภายหลังเสนออีกอย่างหนึ่งว่า มีความเป็นไปได้มากกว่า ที่ผู้ใส่ใจภายนอกและผู้ใส่ใจภายในมีระดับการปลุกความตื่นตัวได้ที่ไม่เท่ากัน คือระดับความตื่นตัวพื้นฐานของทั้งสองพวกเท่ากัน แต่มีการตอบสนองต่อตัวกระตุ้นที่ไม่เหมือนกัน

กฎของเยอร์คส-ด็อดสัน (Yerkes-Dodson Law) กำหนดว่า มีความสัมพันธ์ระหว่างความตื่นตัวและสมรรถภาพในการทำงาน คือโดยสำคัญแล้ว อ้างว่า มีระดับความตื่นตัวที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำงาน และระดับที่มากหรือน้อยเกินไปสามารถมีผลลบต่อสมรรถภาพการทำงาน เป็นความสัมพันธ์ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยสมมุติฐานการใช้ข้อมูลของอีสเตอร์บรุก (Easterbrook Cue-Utilisation hypothesis) อีสเตอร์บรุกแสดงว่า ความเพิ่มขึ้นของการตื่นตัว กลับลดจำนวนข้อมูลจากการรับรู้ ที่สามารถจะนำไปใช้ได้

ในจิตวิทยาบวก (positive psychology) ความตื่นตัวถูกนิยามว่าเป็นการตอบสนองต่อเรื่องท้าทายที่ยากลำบาก สำหรับบุคคลหรือสัตว์ที่มีทักษะพอประมาณ

ทฤษฎีความตื่นตัวของฮันส์ ไอเซงค์พรรณนาถึงวงจรธรรมชาติของสภาวะความตื่นตัวในสมองของผู้ใส่ใจภายใน เปรียบเทียบกับผู้ใส่ใจภายนอก และกำหนดว่า สมองของผู้ใส่ใจภายนอกถูกกระตุ้นน้อยกว่าโดยธรรมชาติ ดังนั้น ผู้มีบุคคลิกอย่างนี้จึงมีความโน้มเอียงไปในการแสวงหาสถานการณ์ และเข้าไปมีส่วนร่วมในพฤติกรรม ที่จะกระตุ้นความตื่นตัว

ดังนั้น ผู้ใส่ใจภายในเป็นผู้มีการกระตุ้นเกินส่วนโดยธรรมชาติ และเพราะเหตุนั้น จึงหลีกเลี่ยงการกระตุ้นความตื่นตัวที่รุนแรง เปรียบเทียบกับผู้ใส่ใจภายนอกผู้มีการกระตุ้นน้อยไปโดยธรรมชาติ และเพราะเหตุนั้น จึงเข้าไปเกี่ยวข้องกับสถานการณ์ที่ปลุกความตื่นตัว แคมป์เบลล์และฮอลีย์ (ค.ศ. 1982) ศึกษาความแตกต่างระหว่างการตอบสนองของผู้ใส่ใจภายในและผู้ใส่ใจภายนอก ในเขตที่ทำงานในห้องสมุด งานวิจัยนั้นพบว่า ผู้ใส่ใจภายในมักเลือกเขตที่สงบที่มีเสียงและมีคนน้อยหรือไม่มี ผู้ใส่ใจภายนอกมักเลือกเขตที่มีกิจกรรมกำลังเป็นไปอยู่ ที่มีเสียงและมีคนมากกว่า

งานวิจัยของดาอูสซิสส์และแม็คเคลวี (ค.ศ. 1986) แสดงว่าผู้ใส่ใจภายใน ทำงานที่เกี่ยวข้องกับความจำแย่กว่าเมื่อมีเพลงเปิดเทียบกับที่ไม่มี ส่วนผู้ใส่ใจภายนอกได้รับอิทธิพลน้อยกว่าจากการเปิดเพลง และโดยคล้ายๆ กัน เบลอเจวิค สเล็ปเซวิค และโจคอฟล์เจวิค (ค.ศ. 2001) พบว่า ผู้ใส่ใจภายในมีปัญหาเกี่ยวกับสมาธิและความเหนื่อยหล้ามากกว่าในการประมวลผลทางใจ เมื่อทำงานในที่มีเสียงหรือมีสิ่งรบกวนอย่างอื่น ระดับของตัวกระตุ้นต่างๆ ที่มีอยู่รอบๆ มีอิทธิพลอย่างยิ่งต่อสมรรถภาพการทำงานและต่อพฤติกรรม โดยผู้ใส่ใจภายในจะรับอิทธิพลมากกว่าเพราะถูกกระตุ้นมากกว่าโดยธรรมชาติ และผู้ใส่ใจภายนอกจะรับอิทธิพลน้อยกว่าเพราะถูกกระตุ้นน้อยกว่าโดยธรรมชาติ

Neuroticism หรือ อเสถียรภาพทางอารมณ์ และการใส่ใจภายนอก เป็นองค์สองอย่างในลักษณะของบุคคลิกภาพใหญ่ห้าอย่าง องค์ประกอบสองอย่างของบุคคลิกภาพนี้กำหนดพฤติกรรมและการตอบสนองของบุคคล ต่อสิ่งกระตุ้นภายนอกในสิ่งแวดล้อม ทั้งที่มีความสำคัญและไม่มีความสำคัญ

ผู้มีอเสถียรภาพทางอารมณ์ย่อมประสบการปลุกความตื่นตัวแบบตึงเครียด มีลักษณะคือความตึงเครียดและความกังวลใจ ส่วนผู้ใส่ใจภายนอกย่อมประสบการปลุกความตื่นตัวที่ให้พลัง มีลักษณะคือความกระฉับกระเฉงและมีพลัง 
ส่วนเกรย์ (ค.ศ. 1981) ยืนยันว่า ผู้ใส่ใจภายนอกมีความใส่ใจต่อผลดีมากกว่าผลเสีย เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ใส่ใจภายใน ความหวังในผลดีเป็นการเพิ่มพลังให้ ดังนั้น ผู้ใส่ใจภายนอกปกติมีความตื่นตัวที่มีพลังสูงกว่า เพราะเหตุที่มีความใส่ใจผลบวกที่มากกว่า

ความตื่นตัวมีส่วนเกี่ยวข้องในการตรวจจับ การรักษาไว้ และการค้นคืนข้อมูลที่อยู่ในระบบความทรงจำ ข้อมูลที่ประกอบด้วยอารมณ์ที่ปลุกความตื่นตัว ย่อมนำไปสู่การเข้ารหัสข้อมูลความจำที่ดีกว่า และดังนั้น จึงมีอิทธิพลต่อการรักษาข้อมูลไว้และการค้นคืนข้อมูลจากระบบความจำนั้นได้ดีกว่า ความตื่นตัวในระบบความจำมีส่วนคล้ายกับการใส่ใจแบบเลือก (selective attention) ในขั้นการเข้ารหัส เพราะว่า มนุษย์มักจะเข้ารหัสข้อมูลที่ทำให้ตื่นตัว มากกว่าข้อมูลที่ประกอบกับอารมณ์เฉยๆ การเลือกสรรตัวกระตุ้นที่ปลุกความตื่นตัวในการเข้ารหัส ก่อให้เกิดความทรงจำระยะยาวที่ดีกว่าการเข้ารหัสตัวกระตุ้นที่ทำให้เกิดอารมณ์เฉยๆ กล่าวโดยอีกนัยหนึ่งก็คือ กระบวนการรักษาและการสั่งสมข้อมูลความทรงจำ มีความเข้มแข็งขึ้นเมื่อประกอบกับข้อมูลหรือเหตุการณ์ที่ปลุกความตื่นตัว แม้การค้นคืนข้อมูลหรือการจำได้ก็ชัดเจนและแม่นยำกว่าด้วย

ถึงแม้ว่าความตื่นตัวจะช่วยกระบวนการทรงจำในกรณีโดยมาก แต่ก็ยังมีรายละเอียดปลีกย่อยที่ต้องระวัง ในการเรียนรู้ ความตื่นตัวสัมพันธ์กับการระลึกได้และการค้นคืนข้อมูลในระยะยาวดีกว่าในระยะสั้น ยกตัวอย่างเช่น งานวิจัยหนึ่งพบว่า สำหรับคำที่ก่อให้เกิดความตื่นตัว มนุษย์สามารถจำคำนั้นได้ถ้าระลึกถึงอาทิตย์หนึ่งหลังจากเรียนคำนั้น ดีกว่าถ้าระลึกถึงสองนาทีหลังจากเรียน ส่วนอีกงานวิจัยหนึ่งพบว่า ความตื่นตัวมีอิทธิพลที่ต่างกันต่อความทรงจำในบุคคลต่างๆ กัน ฮันส์ ไอเซงค์ พบความสัมพันธ์ระหว่างความทรงจำและความตื่นตัวที่ต่างกัน ของผู้ใส่ใจภายในและผู้ใส่ใจภายนอก ความตื่นตัวที่สูงกว่าเพิ่มจำนวนคำที่จำได้ในผู้ใส่ใจภายนอก และลดจำนวนคำที่จำได้ในผู้ใส่ใจภายใน

เมื่อประสบกับตัวกระตุ้น ความตื่นตัวในบุคคลหนึ่งอาจจะบ่งบอกถึงความชอบใจในบุคคลนั้น งานวิจัยหนึ่งพบว่า บุคคลมักจะชอบใจตัวกระตุ้นที่คุ้นเคยมากกว่าที่ไม่คุ้นเคย ผลงานนี้บอกเป็นนัยว่า การประสบกับตัวกระตุ้นที่ไม่คุ้นเคยมีความสัมพันธ์กับพฤติกรรมการหลีกเลี่ยง คือ ตัวกระตุ้นที่ไม่คุ้นเคยอาจจะนำไปสู่ความตื่นตัวที่สูงขึ้นและพฤติกรรมหลีกเลี่ยงในระดับที่สูงขึ้น

มีงานวิจัยที่แสดงผลตรงกันข้ามว่า ความตื่นตัวที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มพฤติกรรมการเผชิญหน้าเช่นกัน มนุษย์ทำการตัดสินใจที่เป็นไปตามสภาวะอารมณ์ คือจะเลือกทางที่นำไปสู่อารมณ์ที่ชอบใจกว่า

เมื่อบุคคลมีความตื่นตัว บุคคลนั้นอาจจะพิจารณาว่า มีเหตุการณ์ต่างๆ ในวงกว้างกว่าที่น่าสนใจ และพิจารณาการตัดสินใจว่าชัดเจนกว่า ซึ่งมีอิทธิพลโดยเฉพาะในสภาวะขัดแยังกันของการเผชิญหน้าและการหลีกเลี่ยง (approach-avoidance conflict) สภาวะที่ตื่นตัวอาจจะทำให้บุคคลนั้นพิจารณาการตัดสินใจอย่างหนึ่งในทางบวกมากกว่าสภาวะที่ตื่นตัวน้อยกว่า

ทฤษฎีพลิกกลับ (reversal theory) อธิบายความชอบใจในความตื่นตัวระดับสูงและระดับต่ำในสถานการณ์ต่างๆ กัน ความตื่นตัวระดับสูงและระดับต่ำอาจจะก่อให้เกิดความพอใจหรือไม่พอใจก็ได้ ขึ้นอยู่กับอารมณ์และเป้าหมายของบุคคลนั้นในเวลานั้นๆ

ความตื่นตัวมีความสัมพันธ์กับทั้งความวิตกกังวลและความซึมเศร้า

ความซึมเศร้าอาจจะมีอิทธิพลต่อระดับความตื่นตัวของบุคคลหนึ่งๆ โดยเข้าไปรบกวนการทำงานของสมองซีกขวา งานวิจัยแสดงว่า ความตื่นตัวของลานสายตาด้านซ้ายในหญิงปรากฏว่ามีความช้าลง (คือตอบสนองต่อตัวกระตุ้นได้ช้าลง) เนื่องจากความซึมเศร้า ซึ่งแสดงถึงอิทธิพลของสมองซีกขวา

ความตื่นตัวและความวิตกกังวลมีความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันจากความสัมพันธ์ของการตื่นตัวและความซึมเศร้า ผู้ที่เป็นโรควิตกกังวลมักจะมีความรู้สึกตื่นตัวที่ผิดปกติและเกินกว่าเป็นจริง เมื่อมีภาวะเช่นนั้น ความรู้สึกตื่นตัวที่บิดเบียนไปก็จะก่อให้เกิดความกลัว และความรู้สึกเกี่ยวกับตนเองที่บิดเบียนไป ยกตัวอย่างเช่น บุคคลนั้นอาจจะเชื่อว่าเขาจะป่วยเพราะตื่นเต้นมากในการทำข้อสอบ การกลัวความปลุกเร้าของความตื่นเต้นและความรู้สึกที่มีต่อความปลุกเร้านั้น ก็จะเพิ่มระดับความวิตกกังวลของบุคคลนั้น

ความตื่นตัวของพฤติกรรมที่เพิ่มขึ้นแบบผิดปกติเป็นสภาวะที่มีเหตุมาจากการเลิกสุราหรือบาบิทเชอริท โรคสมองอักเสบเฉียบพลัน การบาดเจ็บในสมองถึงภาวะโคม่า การชักแบบเฉพาะที่ในโรคลมชัก ความผิดปกติของเมแทบอลิซึมที่เกิดจากความไม่สมดุลของอิเล็กโทรไลต์ โรคอัลไซเมอร์ โรคพิษสุนัขบ้า รอยโรคในสมองของโรคหลอดเลือดสมองและโรคมัลติเพิล สเกลอโรซิส

โดยกายวิภาค นี่เป็นความผิดปกติของระบบลิมบิก ไฮโปทาลามัส สมองกลีบขมับ อะมิกดะลา และ สมองกลีบหน้า ไม่พึงสับสนความตื่นตัวที่ผิดปกติกับสภาวะฟุ้งซ่าน (mania)