Vladyslav Vyazovskiy, Universiteit van Oxford
Jy het waarskynlik gehoor mense sê hulle geniet dit om te hardloop omdat dit hulle laat afskakel. Miskien voel jy so self. goed onlangse navorsing in muise stel voor dat daar eintlik 'n wetenskaplike basis hiervoor kan wees, omdat breinaktiwiteit werklik verminder as jy 'n eenvoudige, herhalende aksie uitvoer. Daarbenewens kan die oefening jou liggaam uitstrap, so 'n oefening kan eintlik jou brein se behoefte aan slaap verminder.
Om wakker te wees en aan die slaap te wees, is nie twee wedersyds eksklusiewe, eenvormige state nie. Soms kan jy wees meer diep in die slaap of meer wakker as ander, en die grens tussen die twee kan vervaag word. Jou normale gedrag, soos die vermoë om vinnig te reageer op onverwagte gebeure, versleg as jy wakker bly as jou gewone slaaptyd. Ons weet nie presies hoekom dit is nie, maar dit mag daardie dele van u brein wees gaan slaap selfs wanneer jy tegnies wakker is. Maar met die regte motivering kan ons ook onsself dwing om wakker te bly en tydelik ons ​​prestasie te herstel.
Hoe lank ons ​​moet slaap of wakker kan bly, hang tot 'n mate af op ons geneNie, maar bewyse dui daarop Hulle word ook beïnvloed deur watter aktiwiteite ons doen terwyl ons wakker is. Verrassend genoeg weet ons nog nie wat dit gaan wees om wakker te wees wat druk op ons liggame plaas om te slaap nie, maar wetenskaplikes verwys dikwels na as "Proses S". Soos 'n uurglas dui die vlakke van Proses S aan hoe lank ons ​​wakker of aan die slaap geraak het en hoe waarskynlik sal ons op enige oomblik aan die slaap raak of wakker word.
Onlangse bewyse dui daarop daardie slaap word nie deur die brein as 'n geheel geïnisieer nie, maar deur plaaslike netwerke van neurone wat meer wakker gebruik word. My kollegas en ek het gewonder of dele van die brein wat vir sekere gedrag verantwoordelik is, meer van invloed gehad het op ons vermoë om wakker te bly as ander.
Die hele nag met die muise
Om hierdie teorie te toets, het ons gebruik gemaak van 'n bekende neiging vir muise om hardloop spontaan op 'n wiel, wat soms elke aand baie kilometers dek. Wanneer muise so hardloop, spandeer hulle aansienlik meer tyd wakker, asof hul behoefte aan slaap op 'n stadiger tempo ophoop, of as daar iets oorheers word. Om lig te werp op hierdie geheimsinnige proses, het ons presies ondersoek wat gebeur in die brein van spontane lopende muise.
In ons studie, het ons die elektriese aktiwiteit van individuele senuweeselle in elke mus se neocortex - die buitenste laag van die brein - aangeteken terwyl hulle op 'n wiel gehardloop het. Tipies, wanneer 'n muis (of 'n mens) wakker en aktief is, brand die neurone teen 'n hoë dosis. Dit is omdat die brein die omgewing moet monitor, bewegings koördineer en onmiddellik besluite neem. Hierdie konstante breinaktiwiteit vereis baie energie - an beraamde 20% van alle energie wat deur die liggaam gebruik word.
Verrassend, ons het gevind dat wanneer die muise met hoë spoed gehardloop het, het sommige van hul neurone heeltemal gestop. En die algehele breinaktiwiteit in die motoriese en sensoriese areas van die neocortex het gemiddeld met minstens 30% afgeneem. Paradoksaal dui dit daarop dat oor die algemeen aktiewe fisiese gedrag en intense beweging nie noodwendig 'n meer aktiewe brein benodig nie.
Ons het ook opgemerk dat wanneer die diere betrokke was by baie verskillende gedrag, hul neurone op verskillende maniere spuug, van stadig tot vinnige ontslag. Maar tydens die eentonige proses van hardloop het die neurale spikes baie meer konsekwent geword. Dit dui daarop dat hardloop nie net verband hou met minder aktiwiteit in die algemeen nie, maar ook met die opkoms van 'n meer stabiele, eenvormige breinstaat.
Ons volgende vraag was of dit 'n verskil sou maak aan algehele breinaktiwiteit gedurende die loop van uitgebreide wakkerperiodes. vorige studies het voorgestel dat hoe langer jy wakker bly, hoe meer opwindend jou brein word (hoe meer waarskynlik jou neurone gaan brand). Ons het gevind dat ons muise se neurone gemiddeld meer spykers geproduseer het voordat hulle geslaap het as in die tydperk kort nadat hulle wakker geword het, 'n paar uur vroeër. Maar as die muise baie tyd spandeer het, het hierdie toename in spiking nie gebeur nie. Dit dui daarop dat as die neurone nie gebruik word nie, word hulle nie meer opgewonde nie.
Op grond van hierdie waarnemings het ons tot die gevolgtrekking gekom dat as 'n muisdag oorheers word deur take wat herhalende of ritmiese bewegings (soos hardloop) vereis, sou die brein in 'n fundamentele ander toestand as normaal wees. Hierdie toestand kan selfs toelaat dat die brein rus sonder om diep slaap te betree en van dieselfde voordele te voorsien. Onlangse bewyse konsekwent stel dat kort periodes van oefening voordelig kan wees vir kognitiewe funksies in 'n soortgelyke manier om te slaap.
Ander voorbeelde uit die natuur ondersteun hierdie idee. Byvoorbeeld, voëls slaap veel minder wanneer hulle sonder vlug vlieg baie dae of migreer. Daar is selfs bewyse van 'n soortgelyke effek by die mens, soos 'n verband tussen meditasie en a verminderde behoefte aan slaap. Ons weet nie seker waarom dit gebeur nie, maar dit kan wees dat meditasie geassosieer word met 'n breinstaat waar die tyd effektief laer loop. En dit kan dieselfde wees vir die muise op die wiel.
Daar is nog baie vrae wat beantwoord moet word oor hoekom ons moet slaap en hoe dit ons brein beinvloed. Maar wat steeds meer duidelik word, is dat ons nie die geheim van slaap kan verstaan ​​sonder om te verstaan ​​wat gebeur as ons wakker is nie.
Vladyslav Vyazovskiy, medeprofessor in neurowetenskap, Universiteit van Oxford
As, soos Shakespeare so treffend opgemerk het, die hele wêreld 'n verhoog is en elkeen van ons slegs spelers is, ...