Ilmu Tidur: Bagian 1

Dalam posting ini saya akan membagikan informasi tentang subjek pemujaan saya. Tentang apa yang bisa saya lakukan kapan saja, di mana saja dan dalam jumlah berapa pun. Fakta bahwa saya lebih suka berlian dan restoran dari daftar Michelin. H- + ya, akhir dari lelucon ini akan lebih lucu jika tajuk utama tidak mengungkapkan detail tentang apa yang akan saya bicarakan tentang mimpi itu. Oh baiklah

Tidur, sebagaimana diperlukan, begitu misterius, masih membingungkan para ilmuwan - dan mereka telah meneliti selama beberapa dekade (dan orang telah tidur selama ribuan tahun). Apa yang sebenarnya terjadi dalam mimpi? Kenapa kita tidur? Bisakah saya berhenti tidur? Lalu apa yang akan terjadi? Tertarik? Kemudian baca terus dan Anda akan mengetahui seberapa dekat kita dengan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini.

1. Landasan teoritis: apa dan bagaimana diatur di bidang latihan

Semua orang mendengar tentang fase REM (fase REM): baik karena hubungannya dengan mimpi, atau karena pentingnya bagi manusia, atau hanya karena Anda menyukai lagu " Losing My Religion ". Tapi mimpi adalah sesuatu yang lebih: mengandung tiga fase lain dengan karakteristik dan fungsi yang berbeda (dan dengan probabilitas berbeda bahwa Anda akan marah ketika mereka membangunkan Anda pada tahap ini).



Fase 1 tidur, N1 - fase tidur siang di mana Anda beralih antara bangun dan tidur. Otot-otot Anda masih belum sepenuhnya rileks dan Anda mungkin mengalami sensasi jatuh - kontraksi otot yang tiba-tiba, brengsek mioklonik (beberapa ilmuwan berpendapat bahwa itu mungkin mengalir dari otak nenek moyang primata kita, dan mengacaukan relaksasi otot dengan jatuh dari pohon). Selain itu, ada perubahan dalam gelombang otak, impuls listrik sinkron yang muncul karena komunikasi sejumlah besar neuron satu sama lain (lihat Gambar. 1 untuk visualisasi semua kemungkinan gelombang otak). Saat terjaga, otak Anda memancarkan banyak gelombang yang disebut beta dan gamma. Mereka berkedut cukup tajam dan memiliki frekuensi tinggi, dan terkait dengan konsentrasi (beta), atau diyakini berperan dalam menciptakan kesadaran (gamma). Pada fase pertama tidur ini, alih-alih gelombang beta dan gamma, otak Anda mulai menghasilkan gelombang alfa yang lebih lambat dan tersinkronisasi (mereka terkait dengan relaksasi dan pengamanan), dan bahkan gelombang theta yang lebih lambat (mereka terkait dengan relaksasi dan tidur siang yang dalam) - yaitu, itu melambat. Fase ini berlangsung dari 1 hingga 10 menit.


Fig. 1: Pengantar singkat tentang ombak yang muncul di kepala Anda

Fase 2 tidur, N2. Pada fase ini, kesadaran Anda telah dimatikan. Denyut nadi dan napas melambat, suhu menurun, Anda bersiap untuk tidur nyenyak, gelombang theta masih terasa. Fase ini, bersama dengan yang sebelumnya, adalah apa yang disebut "tidur dangkal". Kami menghabiskan sebagian besar malam (sekitar 45%) di fase ini. Yang terbaik adalah bangun dari tidur yang dangkal, Anda tidak akan merasa kewalahan atau bingung, tetapi segar dan siap untuk hari yang baru.

Fase 3 tidur, N3. Semuanya serius di sini: ini adalah fase tidur nyenyak. Ini juga disebut fase gelombang lambat, karena - Anda dapat menebaknya - gelombang otak melambat dan menjadi lebih besar. Sekarang bola dikuasai oleh gelombang delta, yang paling lambat dari semua yang mampu dilakukan otak Anda. Anda tidak bereaksi terhadap suara di sekitar, sulit bagi Anda untuk bangun, dan otot Anda benar-benar santai. Fase tidur ini disebut regeneratif, karena jaringan Anda dipulihkan , energi diperbarui , ginjal membersihkan darah - yah, Anda mengerti. Jika Anda bangun selama tidur nyenyak, Anda akan mendapati diri Anda dalam keadaan ini (fakta yang terbukti secara ilmiah):



Fase REM + kelumpuhan tidur: mimpi mungkin merupakan fitur tidur yang paling menarik, terutama pada tahap ini, dan hidup dan kompleks. Properti yang menentukan adalah pergerakan mata secara acak dan cepat dari sisi ke sisi. Tujuan dari gerakan-gerakan ini belum sepenuhnya dipahami (tetapi apa yang sepenuhnya jelas dalam neurobiologi?), Di antara teorinya adalah pemindaian adegan - adegan yang kita lihat dalam mimpi, dan juga pembentukan memori (kita akan membicarakan fungsi tidur ini nanti). Tekanan darah dan pernapasan Anda naik hampir ke tingkat terjaga, gelombang otak menyerupai tingkat yang sama - bahkan ada sejumlah besar gelombang beta ! Karena semua keanehan ini, fase REM telah mendapatkan nama "tidur paradoks". Ini menakutkan, tetapi perlu mengetahui bahwa otot-otot Anda lumpuh total pada saat itu - GABA dan neurotransmiter glisin mencegah sinyal otak mencapai otot-otot Anda dan melindungi Anda dari reaksi tidur dan mungkin membahayakan diri sendiri. Ternyata, pada kenyataannya, Anda hanya berbaring lumpuh total, sementara mata Anda bergegas kesana kemari. Menawan Para ilmuwan percaya bahwa ketika transisi ke fase REM dan keluar dari fase REM tidak berjalan dengan lancar, itu dapat menyebabkan kelumpuhan tidur - keadaan yang menakutkan ketika Anda sadar kembali, tetapi Anda masih tidak bisa bergerak. Dalam kondisi peralihan antara terjaga dan mimpi yang hidup, orang sering berbicara tentang bagaimana mereka melihat semua jenis mimpi buruk, yang biasanya dapat dibagi menjadi beberapa kategori seperti inkubus (seseorang merasakan tekanan pada dada dan memiliki kesulitan bernapas, dan dapat melihatnya dengan cara yang iblis duduk di dadanya), tamu tak diundang (seseorang merasakan kehadiran yang tidak diinginkan dari beberapa makhluk mengerikan) dan perasaan keluar dari tubuh. Ini menjelaskan banyak cerita tentang fenomena paranormal dan penculikan oleh alien (maaf, Agen Mulder!). Sekitar 7,6% dari semua orang menderita kelumpuhan tidur, dan di kalangan siswa proporsi ini meningkat cukup signifikan, hingga 28%.

Selama malam rata-rata, seseorang biasanya melewati beberapa siklus tidur (masing-masing berlangsung sekitar 90 menit), dan semakin dekat ke pagi hari, fase REM menjadi lebih sering.


Tinjauan singkat tentang apa yang terjadi di malam hari. Dapat dilihat bahwa pada awal malam, fase gelombang lambat mendominasi, dan pada paruh kedua periode tidur, fase REM mulai menang.

2. Bagaimana otak tertidur?

Tidak mungkin untuk menentukan saat yang tepat untuk tertidur. Pada satu titik, Anda masih merenungkan hal bodoh yang Anda lakukan lima tahun lalu, dan di titik lain Anda sudah meluncur menuju fase kedua tidur. Jadi apa yang terjadi di otak saat tertidur?

Di kedalaman otak Anda, ada hal kecil seperti nukleus suprachiasmatic (SCN), yang mengendalikan siklus tidur-bangun 24 jam kami. Ini menerima langsung dari mata informasi tentang jumlah cahaya di tempat Anda berada. Ia menggunakan informasi ini untuk mengatur ulang jam internal Anda ke siklus siang-malam normal. Jam internal yang sesuai mengatur banyak fungsi tubuh - suhu, pelepasan hormon, dan apa yang menarik perhatian kita sekarang - tidur dan bangun . Menariknya, meski tanpa cahaya sama sekali, jam internal kami bekerja dengan ritme sekitar 24 jam. Ditemukan bahwa ini dimungkinkan karena aktivitas siklik dari gen tertentu (sesuai dengan nama " gen jam "). Gen-gen ini menghasilkan berbagai tingkat "protein jam" yang berbeda tergantung pada waktu hari - dan protein ini sudah mengatur ritme harian (suhu tubuh, produksi melatonin, konsentrasi, dll.)

SCN secara kompleks dikaitkan dengan - bersiap-siap untuk nama panjang berikutnya - inti ventrolateral tubercle optik (VLA) - sebuah struktur yang tetap aktif selama tidur. Dipercaya bahwa koneksi ini mengaktifkan VLA dan berkontribusi pada timbulnya tidur - karena selama aktivasi neuron VLA, mereka melepaskan bahan kimia penghambat (GABA dan galanin), yang pada gilirannya menekan sistem kebangkitan kita. Jadi, melalui rantai komando yang panjang, sakelar berputar dan status bangun Anda perlahan turun ke nol. Neuron VLA juga dapat diaktifkan oleh bahan kimia yang disebut adenosin . Adenosine berangsur-angsur menumpuk pada siang hari sebagai akibat dari pemecahan glikogen, yang menyimpan energi dalam tubuh, dan setelah menumpuk cukup banyak, ia mulai meningkatkan kelelahan dan mendorong Anda untuk beristirahat. Ini disebut pengaturan homeostatis, di mana otak mencoba menyeimbangkan kelelahan dengan istirahat.


Ikhtisar rantai komando

Senyawa kimia lain yang berkaitan dengan tidur dapat ditemukan sebagai suplemen makanan di supermarket [di AS / sekitar. terjemahan.]: melatonin . Ini diproduksi oleh tubuh pineal , dan produksinya, seperti banyak zat lain, diatur oleh ritme sirkadian. Ketika matahari terbenam, SCN memberi tubuh pineal perintah untuk memulai produksi melatonin (yang kehadirannya di tubuh hampir tidak terlihat di siang hari), ia memasuki aliran darah dan menyebabkan tidur. Para ilmuwan baru-baru ini memperingatkan kita tentang bahaya menggunakan telepon pintar, televisi, dan perangkat pemancar cahaya lainnya pada waktu tidur, karena mengganggu tingkat melatonin kita. Dalam cahaya perangkat elektronik, konsentrasi komponen biru jauh lebih kuat daripada di alam, dan cahaya biru berbahaya ini menekan produksi melatonin lebih dari cahaya frekuensi lainnya. Ini membingungkan siklus tidur-bangun dan dapat menyebabkan penurunan kualitas dan kuantitas tidur, karena otak mulai menjadi bingung dengan jam berapa hari itu. Jadi bantulah dirimu sendiri dan baca buku sebelum tidur. Atau bermeditasi. Atau seks. Apa pun tanpa cahaya biru.


Perbandingan pengurangan produksi melatonin karena cahaya terang (lingkaran) dan peningkatan produksi ketika mengenakan kacamata yang menghalangi cahaya biru (segitiga putih), serta produksi normal melatonin dalam cahaya redup (segitiga hitam)

3. Mengapa kita tidur, dan mengapa tidur itu penting?

Pertanyaan yang sangat bagus Sayangnya, tidak ada jawaban pasti untuk itu. Seperti yang dikatakan William Dement, pendiri Stanford Sleep Research Center, "Sejauh yang saya tahu, satu-satunya alasan yang sangat bagus untuk tidur adalah karena kita mengantuk." Jadi mari kita lihat apa yang sudah kita ketahui (kecuali untuk sedikit kebijaksanaan ini).

Memori

Para ilmuwan telah mencurigai adanya hubungan romantis antara tidur dan konsolidasi memori (yaitu, stabilisasi) untuk waktu yang lama, dan dalam beberapa dekade terakhir, jika tidak berabad-abad, banyak penelitian telah dilakukan untuk memperkuat pendapat ini (tetapi tidak satu pun dari mereka benar-benar meyakinkan). Ada perbedaan antara kedua jenis memori: deklaratif (tentang informasi berdasarkan fakta, menjawab pertanyaan "apa?") Dan prosedural (menjawab pertanyaan "bagaimana?", Misalnya, memori berotot tentang mengendarai sepeda atau bermain gitar). Akan sangat nyaman jika kita memiliki perbedaan yang jelas seperti "mimpi dengan gelombang lambat bertanggung jawab untuk ini, dan fase REM bertanggung jawab untuk itu", tetapi, sayangnya, semuanya tercampur dalam kenyataan.

Biasanya, tidur membantu kerja ingatan : orang yang tidur setelah mempelajari sesuatu biasanya mengingat informasi baru lebih baik daripada mereka yang tidak tidur setelah belajar. Mempelajari daftar kata, gerakan jari yang rumit , atau bahkan mengungkap pola tersembunyi yang kompleks - semua ini mendapat manfaat dari tidur setelah proses pembelajaran.

Ada teori bahwa slow-wave sleep (SMW), yang berlaku di bagian pertama malam, terutama membantu untuk mengkonsolidasikan memori deklaratif . Diyakini bahwa stabilisasi ingatan yang baru didapat terjadi melalui reaktivasi mereka di hippocampus, pusat ingatan kita, selama tidur. "Memutar ulang" ingatan, otak menstabilkan jejak mereka, sehingga kemungkinan kehilangannya berkurang. Satu studi menemukan bahwa jika Anda mempelajari sesuatu yang baru dengan menghirup aroma mawar dan kemudian menyajikan aroma itu kepada orang yang sedang tidur selama SMB, aktivitas hippocampusnya meningkat, dan ingatannya menjadi lebih kuat pada hari berikutnya. Jadi itu:

1. Selama SMV, reaktivasi hippocampal ditingkatkan.
2. Memori membaik.
3. ???
4. Untung!

Fase REM, di sisi lain, dikaitkan dengan memori prosedural , yang konsolidasi tidak tergantung pada hippocampus (dan lebih tergantung pada pengulangan perintah gerakan di bagian otak yang terlibat dalam mengendalikan otot - otak kecil, otak kecil, ganglia basal , dan korteks motorik). Tidak banyak yang diketahui tentang mekanisme yang tepat untuk mengkonsolidasikan memori jenis ini, sehingga paragraf ini akan pendek. Namun, ada penelitian yang tidak setuju dengan pemisahan yang jelas (secara ilmiah, menolak hipotesis proses ganda ). Misalnya, ditunjukkan bahwa tidur SMV dapat membantu mengkonsolidasikan memori motorik (= prosedural), dan fase REM berperan dalam menstabilkan ingatan peristiwa dan fakta. Rupanya, tidak ada pemisahan tugas yang jelas. Ini menunjukkan bahwa kedua fase penting untuk kedua jenis memori (teori seperti itu disebut "hipotesis konsisten"): mereka tidak bersaing satu sama lain, tetapi saling melengkapi. Kebetulan bahwa satu fase (SMV) dapat membuat kontribusi yang lebih besar untuk satu jenis memori (deklaratif), dan sebaliknya.

Tapi ini, tentu saja, tidak mengakhiri ceritanya. Ada - tiba-tiba! Adalah teori lain yang mencoba menggambarkan konsolidasi memori. Ini disebut "homeostasis sinaptik" dan, pada dasarnya, mengklaim bahwa ketika Anda bangun dan mendapatkan ingatan dan pengalaman baru, koneksi antara sel-sel otak Anda (sinapsis) diperkuat (dan yang baru dibuat), dan ketika Anda tidur, otak mencoba mengurangi kenaikan harian yang sangat besar ini ke tingkat yang wajar dengan menghilangkan sinapsis yang tidak perlu. Jadi, kita dapat mengatakan bahwa kita tidur untuk melupakan - dan menaikkan level sinyal di atas tingkat kebisingan, memulai hari baru dengan segar dan siap untuk pelatihan baru. Koneksi yang tidak perlu dan memori acak dihapus, dan yang penting diperkuat melalui pengulangan. Sebuah studi baru-baru ini menemukan bukti visual langsung dari hipotesis ini: para peneliti, menggunakan mikroskop resolusi tinggi, pertama-tama menentukan ukuran dan bentuk 6920 sinapsis, dan kemudian menunjukkan bahwa setelah beberapa jam tidur, 80% sinapsis menurun sekitar 18%.


Sinapsis besar dari mouse yang terjaga dan sinapsis menyusut dari mouse yang sedikit tidur.

Tentu saja, jawaban yang benar tidak ada - kebenaran ada di antara keduanya, dan semua teori ini hanya menjelaskan sebagian dari apa yang terjadi. Tetapi sekarang Anda akan berpikir dua kali sebelum memutuskan untuk belajar semalaman sebelum ujian; melelahkan dan melemparkan diri Anda dengan energik, Anda tidak akan membuat otak mengingat informasi lebih baik - tetapi beberapa jam tidur dapat melakukan ini.

Rumah tangga

Fungsi tidur yang disarankan lainnya adalah tata graha. Saat Anda tidur, otak menarik bentuk pembersih dan pergi untuk membersihkan semua sampah yang terkumpul di sana selama refleksi siang hari. Dalam beberapa penelitian tentang tikus, para peneliti telah menemukan sebuah sistem yang menghilangkan sisa otak selama tidur. Analog otak dari sistem limfatik, jaringan tubulus kecil yang membersihkan produk samping menggunakan cairan serebrospinal, bertanggung jawab untuk ini. Para ilmuwan menyebutnya " sistem glyphatic " karena bekerja seperti sistem limfatik, tetapi dengan bantuan sel-sel otak tambahan, glia . Ketika tikus jatuh tertidur, sistem ini dihidupkan sepenuhnya (selama terjaga, aktivitasnya hanya 5% dari aliran dalam mimpi!) Dan sel-sel otak bahkan berkontraksi sedikit dalam ukuran sehingga ruang di sekitar mereka bisa lebih mudah dibersihkan. Produk sampingan aktivitas yang dapat dilepas termasuk protein seperti amiloid beta - penjahat di balik penyakit Alzheimer (mereka tersapu dua kali lebih banyak saat tidur daripada saat terjaga!) - dan zat lain yang terkait dengan penyakit neurodegeneratif. Jadi, jika Anda tiba-tiba ingin bekerja sepanjang malam, pikirkan semua racun yang menumpuk di otak Anda, dan alih-alih bekerja di malam hari, tidurlah setidaknya beberapa jam.

Secara umum, meskipun masih belum sepenuhnya jelas mengapa kita menghabiskan sepertiga dari hidup kita dalam mimpi, kita sudah memiliki pedoman yang cukup bagus.

Pada bagian kedua artikel ini, saya akan mengungkapkan informasi yang luar biasa tentang mimpi, tentang apa yang dapat mengganggu tidur, dan saya akan memberikan beberapa tips tentang pengaturan tidur yang optimal. Jangan beralih.