خواب و فرایندهای آن, یکی از بزرگترین مباحث علمی در دنیا است. یکی از کلیدی‌ترین ارگان‌های بدن که در خواب بسیار جنجال‌برانگیز است, مغز است. محققین بسیاری درباره خواب و فعل و انفعالات جاری در مغز حین خواب, مطاله انجام داده‌اند. در این مقاله تلاش شده است تا آخرین دست‌آوردها در این زمینه ارائه شود.

فعالیت مغز در زمان خواب

علم خواب, قرن‌هاست انسان‌ها را به خود مجذوب کرده است, اما هنوز هم یک موضوع نسبتا ناشناخته است. پیش از دهه 1920, خواب را به‌عنوان یک مرحله غیرفعال می‌پنداشتند که در آن, ذهن منفعل و خاموش بود. اما در سال 1924, یک روان‌پزشک آلمانی به این حقیقت اشاره کرد که الگوهای متفاوتی از فعالیت امواج در زمان خواب در مقابل موضوعات آزمودنی تست هوشیار وجود دارد. حرکات سریع چشم یا REM , حدود 30 سال بعد کشف شد. از آن زمان به بعد, محققان خواب گام‌های موثری در این راستا برداشته‌اند, اما هنوز هم کاملا با هدف خواب REM یا تمام مکانیسم‌های خواب موافق نیستند.

دسته‌ بندی امواج مغزی

انواع مختلف امواج مغزی, سطوح متنوعی از فعالیت‌های مغز را هم در زمان بیداری و هم خواب معرفی می‌کند.

امواج بتا, گونه‌ای از فعالیت امواج مغزی است که معمولا در زمان هوشیاری و بیداری نمایان می‌شود.

امواج آلفا, در طول وضعیت آرامش و استراحت, مانند مدیتیشن اتفاق می‌افتد.

امواج تتا, در دو مرحله ابتدایی خواب رخ می‌دهد.

امواج دلتا, که کندترین امواج مغزی است, در مرحله سوم و چهارم خواب Non-REM پدیدار می‌شود.

خواب REM , ترکیبی است از تمام این گونه‌های امواج, به علاوه امواج همزمان, که در زمان رویا دیدن اتفاق می‌افتند.

مراحل خواب و فعالیت مغز

فعالیت مغز زمانی که زن خواب است, بوسیله الکتروانسفالوگراف (EEG), اتفاق می‌افتد. دانشمندان می‌توانند فعالیت مغزرا در حین مراحل مختلف خواب بر پایه امواج EEG مشاهده کنند.

چهار مرحله خواب موج آهسته یا Non-REM وجود دارد که به‌عنوان مقدمه‌ای برای ورود به مرحله خواب REM – عمل می‌کند. سپس چرخه بصورت سرتاسری آغاز می‌شود ودر طول شب, این چرخه بارها و بارها تکرار می‌شود.

مرحل اول در Non-REM , مرحله ایست که ما در ابتدای خواب وارد آن می‌شویم. در این مرحله, فعالیت مغزی به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. بطور همزمان, عضلات سست می‌شوند و شرایط حیاتی مانند ضربان قلب و فشار خون افت می‌کند.

در مرحله دوم, بدن برای خواب عمیق آماده می‌شود.

در مرحله سوم, امواج دلتا, که امواجی بلند و کند در فعالیت‌های مغز هستند, بوسیله امواج سریع‌تر سوراخ سوراخ می‌شوند.

مرحله چهارم, یک دوره انتقالی است, قبل از اینکه خواب REM آغاز شود.

در طول خواب Non-REM , ثبیت حافظه و سایر عملکردهای شناختی صورت می‌گیرد. به همین دلیل است که فقدان خواب کوتاه‌مدت می‌تواند مسبب بسیاری از مسائل عصبی باشد.

هنگام رویا دیدن در خواب, چه اتفاقی می‌افتد؟

در طی خواب REM و مرحله رویاپردازی, مغز تا اندازه زیادی فعال می‌شود- معادل فعالیت مغز, زمانی‌که ما بیدار و هوشیار هستیم-درحالیکه جسم ذاتا در حالت رخوت و بی‌حسی است. بخش بسیار کوچکی از ساقه مغز, هسته فرعی سیرولئوس, مسئول خواب REM است. در موارد کمیاب که این سلول‌های اختصاصی آسیب می‌بینند, عضلات خواب‌رونده مخصوص دچار فلجی و رخوت نمی‌شوند, و این موضوع اغلب باعث می‌شود که فرد به خواب رفته, رویاهایش را به شکل فیزیکی تخلیه کرده و بیرون می‌ریزد.

اگرچه هدف بیولوژیکی خواب REM به طور کامل و دقیق شناخته نشده, مدارک وشواهد بیان می‌دارند که سلامت عاطفی با این خواب در ارتباط تنگاتنگ است. مغز, حقیقتا یکی از آخرین مرزهای علم است. پیشرفت سریع تکنولوژی خواب, ممکن است به زودی همین اساسی‌ترین عملکردهای زیستی را تغییر دهد, و به موضوعات علمی تخیلی در آینده‌ای نزدیک بوسیله نوآوری‌هایی همچون “بهینه‌سازی شخصی” برای خواب واقعیت ببخشد.اما حالا, بفرمایید به یک زمان کسل کننده هشت ساعته خوب و سنتی. خواب یک چهارم تا یک سوم عمر انسان را در بر‌ می‌گیرد.

اما واقعا چه اتفاقی رخ می‌دهد, وقتی شما در خواب هستید؟

پیش از دهه 1950, بیشتر مردم بر این باور بودند که خواب یک عمل منفعل است که جسم و مغز در حین آن غیرفعال و خاموش است. دکتر جان هاپکینز (Johns Hopkins) , متخصص خواب و نورولوژیست Mark Wu می‌گوید: “اما مشخص شده است که خواب مرحله‌ای است که مغز در طول آن, تعدادی از فعالیت‌های لازم برای زندگی و زنده ماندن را انجام می‌دهد- که رابطه بسیار نزدیکی با کیفیت زندگی دارد.”محققینی همچون Wu , زمان بسیار زیادی را به شناخت و مطالعه بیشتر درباره این فرایندها و اینکه آنها چطور بر سلامت جسم و ذهن تاثیر می‌گذارند, اختصاص می‌دهند. در اینجا نگاهی اجمالی داریم به یافته‌های محکم (و اغلب تعجب‌آور) محققین خواب- و هر آنچه که آنها را به کشف یافته های بیشتر درباره علم خواب وامیدارد.

تمام زمانی که خواب هستید, به یک شکل نمی‌گذرد

در سرتاسر زمانی که خواب هستید, مغز شما مرتبا از میان دو نوع اصلی و متفاوت خواب گردش می‌کند: خوابREM  (حرکت سریع چشم) و خواب Non-REM.

قسمت اول چرخه, خواب Non-REM است, که از 4 مرحله تشکیل شده. مرحله اول, میان هوشیاری و خواب‌آلودگی اتفاق می‌افتد. مرحله دوم, شامل خواب سبک است, زمانی‌که ضربان قلب, تنفس منظم و فشار خون افت می‌کند. مرحله سوم و چهارم در خواب عمیق اتفاق می‌افتد. اگرچه خواب REM پیشتر به‌عنوان مهم‌ترین مرحله خواب برای یادگیری و به‌خاطر سپردن پذیرفته شده بود, اطلاعات جدیدتر بیان می‌دارد, که خواب Non-REM برای این قبیل فعالیت‌ها اهمیت بیشتری دارد, به همان اندازه که مرحله آسوده‌تر و نیروبخش‌تر خواب است.

همانطور که چرخه خواب شما وارد خوابREM می‌شود, چشم‌ها به سرعت در پشت پلک‌ها حرکت می‌کنند, و امواج مغزی مشابه همان‌هایی هستند که در طول بیداری وجود دارند. همانطور که ما خواب می‌بینیم, سرعت تنفس افزایش می‌یابد و جسم موقتا سست و بی‌حس می‌شود.

سپس, همین چرخه مادام تکرار می‌شود, با این نکته که, شما در هر چرخش, زمان کمتری را در مراحل عمیق‌تر خواب (مرحله سوم و چهارم) می‌گذرانید و زمان بیشتری را در خوابREM بسر می‌برید. در یک شب عادی و همیشگی, شما چهار یا پنج بار این چرخه را در خواب تکرار می‌کنید.

بدن شما تحت کنترل خواب قراردارد

براساس گفته‌های Wu , دو فرایند اصلی که خواب را تنظیم می‌کند: چرخه خواب شبانه‌روزی و نیاز بیولوژیکی به خواب است.

چرخه خواب شبانه‌روزی (ریتم شبانه‌روزی) توسط ساعت زیستی قرارگرفته در مغز, کنترل می‌شود. یکی از عملکردهای کلیدی این ساعت, واکنش نشان‌دادن به نشانه‌های نوری, افزایش تولید هورمون ملاتونین در شب و سپس متوقف کردن آن در زمان روشنایی و روز است. به همین خاطر است, که افراد با کوری مطلق, اغلب با خوابیدن مشکل دارند, چون در تشخیص نشانه‌های نوری و واکنش نسبت به آن, ناتوان هستند.

نیاز بیولوژیکی به خواب, هم نقش مهمی را ایفا می‌کند: بدن شما میل شدیدی به خواب دارد, خیلی شبیه به وقتی که گرسنه است و نیاز به غذا دارد. سرتاسر روز, میل نیاز به خوابیدن ایجاد می‌شود, و زمانی‌‌که این میل به یک نقطه مشخص برسد, شما به خواب نیاز دارید. یک تفاوت مهم میان میل به خواب و گرسنگی وجود دارد: بدن شما نمی‌تواند شما را در زمان گرسنگی, مجبور به خوردن کند, اما زمانی‌که خسته هستید, بدن می‌تواند شما را به خواب ببرد, حتی اگر شما در جلسه‌ مهمی باشید یا پشت فرمان ماشین و در حال رانندگی. زمانی که شما به شدت خسته باشید, بدن شما حتی قادر است که دوره‌های خواب جزئی در حد 1 یا 2 ثانیه‌ای را ایجاد کند, حتی اگر چشمهایتان باز باشد. چرت 30 دقیقه‌ای در اواخر روز, می‌تواند با کاهش نیاز زیستی بدنتان به خواب, خواب شبانه را از شما فراری دهد.

چرا به خواب نیاز دارید؟

اگر تا حالا بعد از یک خواب کم و بد در شب, احساس گیجی و گنگی داشته‌اید, این موضوع چندان عجیب نخواهد بود, چرا که خواب تاثیر چشمگیری در عملکرد مغز دارد. اولا, میزان مناسب خواب برای “انعطاف‌پذیری مغز”, یا توانایی مغز برای انطباق با درون, بسیار حیاتی و ضروری است.

اگر خواب ما تا حد زیادی کم بوده باشد, قادر نخواهیم بود انچه که در طول روز یادگرفته‌ایم را پردازش کنیم و حتی مشکل بیشتری در به یادآوردن آنها در آینده خواهیم داشت. محققان همچنین بر این باورند که خواب ممکن است روند حذف تولیدات زائد سلول‌های مغز – همان چیزهایی که بنظر وقتی که مغز بیدار و هوشیار است, کارایی و سودمندی کمتری دارند را گسترش دهد.

خواب, همچنین برای استراحت جسم بسیار حیاتی است. زمانیکه افراد خواب کافی نداشته باشند, خطرات سلامتی آنها افزایش می‌یابد. علائم افسردگی, حملات ناگهانی صرع, فشار خون بالا و میگرن‌های عودکننده.ایمنی و مصونیت از بیماری به خطر می‌افتد و احتمال بیماری و عفونت افزایش می‌یابد. همچنین, خواب در متابولیسنم بدن تاثیرگذار است: حتی یک شب خواب ناکافی و نامناسب, می‌تواند حالت پری-دیابت را برضد سلامت انسان ایجاد کند. Wu می‌گوید: ارتباطات بسیار مهم زیادی میان سلامی و خواب وجود دارد.”