زومیت: دانشمندان میگویند با تحریک نوعی خاص از فعالیت مغزی در زمان بیداری، ممکن است بتوانیم برخی از مزایای خواب عمیق، از جمله بهبود حافظه را تجربه کنیم.
دانشمندان با تحریک فعالیتهای مغزی موشها در زمان بیداری، موفق شدند برخی از مزایای خواب، از جمله تقویت حافظه را در این جانوران ایجاد کنند. این دستاورد نویدبخش آن است که در آینده بتوان بدون نیاز به بستن چشمها و فرو رفتن در خواب کامل، بخشی از عملکردهای ترمیمی مغز را به انجام رساند.
خواب به عنوان راهکاری ضروری برای انجام وظایف ترمیمی مغز شناخته میشود. یکی از این وظایف، مکانیسم همایستایی سیناپسی است؛ فرآیندی که درجریان آن، مغز اتصالات عصبی بیشمار ایجادشده در طول روز را پاکسازی، پیوندهای مهم را تثبیت و اتصالات غیرضروری را تضعیف یا حذف میکند.
در طول مرحله خواب بدون حرکات سریع چشم (NREM) (حالت خواب عمیقی که حدود ۸۰ درصد از خواب بزرگسالان را تشکیل میدهد)، قشر مغز بهطور مکرر سیگنالهایی را بهطور همزمان ارسال و سپس نورونها را خاموش میکند. این الگو که به فعالیت خواب موج آهسته معروف است، با همایستایی سیناپسی ارتباط دارد و ممکن است مکانیسم کلیدی عملکردهای ترمیمی خواب باشد.
بهگزارش نیوساینتیست، کیارا سیرلی از دانشگاه ویسکانسین مدیسون و همکارانش در پژوهشی تازه، در پی پاسخ به این پرسش بودند که آیا میتوان بخشی از قشر مغز را در حالی که فرد بیدار است، به حالت خواب عمیق واداشت؟ برخی جانوران مانند دلفینها و اردکها بهطور طبیعی این کار را انجام میدهند؛ بهطوری که نیمی از مغز آنها به خواب NREM میرود و نیمهی دیگر برای هوشیاری در برابر شکارچیان بیدار میماند.
تیم پژوهش برای بررسی امکان القای چنین وضعیتی، موشها را بهگونهای مهندسی ژنتیکی کردند که فعالیت نورونیشان با استفاده از نور خاموش شود. آنها با کاشت الکترود در نیمی از مغز موشها و قراردادن وسایل جدید برای بازی در اختیارشان، آنها را برای پنج ساعت بیدار نگه داشتند. در نزدیکی پایان این بازه زمانی، الکترود نوری بهطور مکرر برای ۳۰ دقیقه روشن و خاموش شد و خواب NREM را شبیهسازی کرد.
سپس، وقتی به موشها اجازهی خواب داده شد، ثبت فعالیت مغزشان نشان داد که سمت تحریکشدهی مغز، نشانههای معمول خستگی ناشی از محرومیت از خواب را نشان نمیدهد. بهگفتهی پژوهشگران، «از آنجایی که آن بخش کوچک از مغز در حالت بیداری کار پاکسازی خود را انجام داده بود، دیگر به خواب عمیق اضافه نیاز نداشت.»
در مرحله بعد، پژوهشگران این پرسش را مطرح کردند که آیا مجبور کردن مغز به تجربه خواب در زمان بیداری میتواند حافظه را تقویت کند یا خیر. به همین دلیل موشهای اصلاح ژنتیکیشده را در جعبهای مربعی قرار دادند که کف آن در هر دو طرف بافت یکسانی داشت. پس از ۱۵ دقیقه کاوش، موشها به سه گروه تقسیم شدند: گروه خواب، گروهی که به مدت یک ساعت محروم از خواب شد، و گروهی که دچار همان محرومیت از خواب شد، اما تحریک مصنوعی خواب عمیق را دریافت کرد.
روز بعد، همهی موشها به محیطی بازگشتند که بخشی از آن تغییر کرده بود. موشهای گروه بیخواب که هیچ تحریکی دریافت نکرده بودند، در تشخیص محیط جدید از محیط قدیمی دچار مشکل شدند، اما دو گروه دیگر که یا خوابیده بودند یا تحریک مغزی دریافت کرده بودند، تفاوت محیط جدید را به خوبی درک کردند.
ولادیسلاو ویازوفسکی از دانشگاه آکسفورد، معتقد است یافتههای تازه حداقل روی کاغذ، از توانایی بازتولید تجربهی مشابه در انسان برخوردار است و بررسی اینکه آیا القای مصنوعی چنین فعالیتی در زمان بیداری میتواند حس سرزندگی و رفع خستگی ایجاد کند یا خیر، بسیار هیجانانگیز است.
در قدم بعدی، تیم پژوهش قصد دارند بررسی کند که آیا میتوان چنین تأثیری را در انسان از طریق روشهای غیرتهاجمی نظیر تحریک الکتریکی فراجمجمهای ایجاد کرد یا خیر. بااینحال، ویازوفسکی تأکید میکند که خواب احتمالاً هرگز بهطور کامل جایگزین نخواهد شد؛ چراکه خواب دارای دو مرحله NREM و REM (حرکات سریع چشم) است و هنوز مشخص نیست که چرخش میان این دو حالت چگونه خواب کامل و ترمیمی را شکل میدهد.
به بیان دیگر، حتی اگر دانشمندان بتوانند برخی مزایای خواب را در زمان بیداری بازسازی کنند، هنوز فاصلهی زیادی تا حذف کامل نیاز انسان به خواب وجود دارد.
