Nová studie na krysách vnáší světlo do toho, jak životní styl s nedostatkem spánku může narušit fungování lidského těla, aniž by si to člověk uvědomil. Čím větší nedostatek spánku krysy mají, tím častěji některé z jejich neuronů vypnou – s následným poklesem výkonu. Vědci z Národního institutu zdraví objevili, že i když jsou zvířata vzhůru a jsou aktivní, některé skupiny neuronů v části mozku, kde dochází k myšlení (tedy v kůře), krátce usínají. „Takové unavené neurony v bdělém mozku mohou být u lidí zodpovědné za poruchy pozornosti, špatné úsudky, náchylnost k chybám a vznětlivost, což míváme, když jsme nevyspalí, i když se ještě zvlášť ospalí necítíme,“ vysvětluje Giulio Tononi, M.D., Ph.D., z University of Wisconsin-Madison. „Překvapivě v mozku s nedostatkem spánku se skupiny neuronů vypínají v jedné části kůry, ale v jiné ne, a nebo dokonce v části jedné oblasti ano a v druhé ne.“ Tononi s kolegy píší o svých pozorováních online v časopisu Nature z 28. dubna 2011. Předchozí studie poukazovaly na taková lokální zdřímnutí s prodlouženým bděním. Málo se však vědělo, jak se může měnit příslušná neuronová aktivita. Aby zjistili více, udržovali výzkumníci krysy několik hodin v bdělém stavu a sledovali elektrickou aktivitu na různých místech kůry. Dali jim do klecí nové objekty – barevné míče, krabičky, trubičky a voňavý hnízdní materiál od jiných krys. Čím byly krysy ospalejší, tím víc skupin neuronů v kůře se vypínalo, zřejmě náhodně, na různých místech. Elektrické profily těchto unavených neuronů se podobaly těm, které měly neurony v kůře během NREM nebo ve spánku s pomalými vlnami. Avšak celkový EEG krys (měření elektrické aktivity mozku na temeni) potvrdilo, stejně jako jejich chování, že jsou vzhůru. Takže neuronová únava se liší od zřejmějšího mikrospánku – tří až patnáctisekundové výpadky se zavřením očí a EEG jako ve spánku, s nímž se někdy setkáváme při prodloužené bdělosti. Je to podobnější místním výpadkům pozorovaným u některých forem epilepsie, upozorňují výzkumníci. I když je to prchavé, unavené neurony opravdu ovlivňují výkonnost. Když se neurony v kůře pro pohyb vypnuly zlomek sekundy před tím, než se krysa pokusila dosáhnout na cukrovou kuličku, snížilo to pravděpodobnost úspěchu o 37,5 %. A celkový počet těchto chyb s prodlouženou bdělostí významně stoupal. To naznačuje, že unavené neurony, a s tím související vzestup aktivity pomalých vln, mohou přispět k odpovědnosti za zhoršený výkon lidí s nedostatkem spánku, kteří se mohou zdát chováním i subjektivně jako bdělí.

Skupinky neuronů, které se vypínají s dlouhým bděním, jsou v mnohém zrcadlem progresivních změn, které nastávají během regeneračního spánku následujícího po období nedostatku spánku. Podle Tononiho obojí slouží k zachování rovnováhy – části kompenzačních mechanismů, které regulují potřebu spánku. Právě tak jako nedostatek spánku způsobuje v celém mozku stav nestability, může také způsobit místní nestabilitu kůry, pravděpodobně vyčerpáním hladiny chemických přenašečů v mozku. Tak mohou unavené neurony vypnout jako součást úsporného nebo obnovujícího procesu pro přetížené neuronové spoje.

„Výzkum ukazuje, že nedostatek spánku v dospívání může mít nepříznivé citové a poznávací následky, které mohou ovlivnit vývoj mozku,“ poznamenal ředitel NIMH Thomas R. Insel, M.D. „Širší linie studií, ke které tohle patří, částečně uvažuje o změnách ve vzorcích spánku rozvíjejícího se mozku jako o možném ukazateli zdraví neurálních spojů, který může začít upadat během kritického přechodu z dětství k dospívání.“

Reference

Local sleep in awake rats. Vyazovskiy VV, Olcese U, Hanlon EC, Nir Y, Cirelli C, Tononi G. Nature. 2011 April 28. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2011-04/niom-tnc042711.php

K tématu spánku se můžete podívat také tady http://www.rozhlas.cz/leonardo/priroda/_zprava/pstros-spi-jako-ptakopysk—940797 (pozn. překl.) 

Obrázek nahoře: Jedna sekunda signálu EEG, autor: Hugo Gamboa; Wikimedia Commons
Obrázek dole: Záznam EEG spícího člověka, autor: S. Jähnichen; Wikimedia Commons 

Z originálu Tired Neurons Caught Nodding off in Sleep-deprived Rats; Mensa International Journal, srpen 2011, číslo 551 přeložila Jitka Nováková