النوم للتقليم / جوليو تونوني وكيارا تشيارلي

في كل ليلة، عندما نكون نائمين، عميان، وبكم، وشبه مشلولين، تعمل أدمغتنا بجد. تنشط الخلايا العصبية في الدماغ النائم بنفس المعدل تقريبًا خلال ساعات الاستيقاظ، وتستهلك نفس الكمية تقريبًا من الطاقة. ما هو الغرض من هذا النشاط المتواصل عندما يفترض بنا أن نرتاح؟ لماذا ينفصل العقل تمامًا عن البيئة الخارجية بينما يستمر الدماغ في الثرثرة؟

ربما يلعب نشاط الدماغ أثناء الراحة دورًا حيويًا. ومن الواضح أن جميع الحيوانات تنام، على الرغم من أن حالة فقدان الوعي وعدم القدرة على الاستجابة هذه تزيد بشكل كبير من فرصة أن تصبح غداء لشخص آخر. طيور عجوز، ونحل عجوز، وإغوانا عجوز، وصراصير عجوز، وحتى ذباب الفاكهة عجوز، كما أثبتنا نحن وآخرون منذ أكثر من عشر سنوات.

والأكثر من ذلك، أنه خلال التطور تطورت بعض التكيفات الرائعة التي تسمح بالنوم حتى في المواقف الخاصة. على سبيل المثال، تقوم الدلافين وبعض الحيوانات البحرية الأخرى التي يجب أن تصعد إلى سطح البحر للتنفس بالتناوب بإيقاف نصف الدماغ للنوم، بينما يبقى النصف الآخر مستيقظًا.

مثل العديد من العلماء وغيرهم من غير العلماء، تساءلنا منذ فترة طويلة عن الفوائد التي تجعل النوم ضروريًا جدًا للكائنات الحية. منذ أكثر من 20 عامًا، عندما كنا نعمل معًا في مدرسة سانت آنا للدراسات المتقدمة في بيزا بإيطاليا، بدأنا نشك في أن نشاط الدماغ أثناء القيلولة يعيد بطريقة ما ضبط مليارات الوصلات العصبية التي تتغير يوميًا بسبب الأحداث التي تحدث. أثناء الاستيقاظ. ووفقاً لهذا النهج، يحافظ النوم على قدرة الدوائر العصبية في الدماغ على خلق ذكريات جديدة خلال حياة الفرد، دون الوصول إلى التشبع الزائد ودون محو الذكريات القديمة.

لدينا أيضًا فرضية حول سبب إيقاف الوعي بالبيئة الخارجية أثناء النوم. يبدو لنا أن العقل يجب أن يوقف التجربة الواعية للوجود هنا والآن حتى تتاح له فرصة دمج الذكريات القديمة والجديدة. النوم يوفر هذه الفرصة.

تثير نظريتنا بعض الجدل بين زملائنا البيولوجيين العصبيين الذين يدرسون دور النوم في التعلم والذاكرة، لأننا ندعي أن إعادة ضبط الروابط العصبية ينتج عن إضعاف الروابط بين الخلايا العصبية التي تنشط أثناء النوم. ولكن بحسب الرأي الشائع فإن نشاط الدماغ أثناء النوم تقوية الروابط العصبية المتعلقة بتخزين الذكريات الجديدة. ومع ذلك، فإن سنوات من البحث على كائنات مختلفة، بدءًا من الذباب وانتهاءً بالبشر، تدعم فرضيتنا.

الحفظ في النوم

منذ حوالي قرن من الزمان، افترض العلماء أن النوم مهم لوظيفة الذاكرة، وأظهرت العديد من التجارب التي أجريت منذ ذلك الحين أنه بعد ليلة من الراحة، وأحيانًا حتى بعد قيلولة خفيفة، يتم الاحتفاظ بالذكريات الجديدة بشكل أفضل مقارنة بالبقاء مستيقظًا طوال الليل. نفس الفترة الزمنية. وتنطبق هذه الظاهرة على كل من الذكريات التقريرية، مثل قوائم الكلمات والروابط بين الأماكن والصور، وعلى الذكريات الإجرائية (الإجرائية)، التي تشكل أساس المهارات الحسية والحركية، مثل العزف على آلة موسيقية.

إن الدليل على أن النوم يحسن الذاكرة جعل العلماء يبحثون عن علامات تشير إلى أن الدماغ يعالج المواد الجديدة التي يتعلمها أثناء النهار والليل. وقد وجدوها بالفعل: أظهرت الدراسات التي أجريت على مدى العشرين عامًا الماضية، أولًا على القوارض ثم على البشر، أن أنماط النشاط العصبي أثناء النوم تشبه أحيانًا أنماط النشاط المسجلة أثناء استيقاظ الأشخاص. على سبيل المثال، عندما يتعلم الفأر التنقل في متاهة، تشتعل الخلايا العصبية (الخلايا العصبية) الموجودة في منطقة من الدماغ تسمى الحصين في أنماط معينة. أثناء النوم اللاحق، "تكرر" الفئران هذه الأنماط بتردد أعلى من المتوقع بشكل عشوائي.

وبسبب هذه النتائج، افترض العديد من الباحثين أن "الجهاز التكراري" أثناء النوم يعمل على إصلاح الذكريات من خلال تقوية إضافية للمشابك العصبية - نقاط الاتصال بين الخلايا العصبية - التي بدأت تتقوى أثناء الاستيقاظ. والفكرة هي أنه إذا اشتعلت الخلايا العصبية المترابطة بشكل متكرر، فإن المشابك العصبية التي تربطها ستنقل الإشارات من خلية عصبية إلى أخرى بسهولة أكبر، مما يساعد الدوائر العصبية على تشفير الذكريات. تُسمى عملية التعزيز الانتقائي هذه بالتقوية التشابكية، ويُعتقد عمومًا أن هذه هي الآلية الكامنة وراء التعلم والذاكرة في الدماغ.

ومع ذلك، في حين أن عمليات التكرار والتعزيز تحدث أثناء اليقظة، إلا أن العلماء لم يعثروا بعد على دليل مباشر على أن المشابك العصبية المشاركة في دوائر التكرار تتقوى بالفعل أثناء النوم. لم نتفاجأ بنقص الأدلة، لأنه يتوافق مع تفسيرنا أنه بينما نكون نائمين وفاقدين للوعي، فإن كل ذلك النشاط الذي يقوم به الدماغ، و"العتاد التكراري" والنشاط العشوائي على ما يبدو للخلايا العصبية، في الأساس المنهكة التوصيلات العصبية، ولا يقويها.

سعر اللدونة

هناك العديد من الأسباب الوجيهة للاعتقاد بأنه لكي يعمل الدماغ بشكل صحيح، يجب إضعاف المشابك العصبية، وليس فقط تقويتها. أولاً، تستهلك المشابك العصبية القوية طاقة أكثر من المشابك الضعيفة، ولا يمتلك الدماغ مخزونًا لا ينضب من الطاقة. في البشر، الدماغ مسؤول عن ما يقرب من 20٪ من ميزانية الطاقة في الجسم، أكثر من أي عضو آخر بالنسبة لوزنه. وما لا يقل عن ثلثي استهلاك الطاقة يدعم النشاط التشابكي. يعد بناء المشابك العصبية وتقويتها أيضًا مصدرًا رئيسيًا للإجهاد الخلوي، لأنها تتطلب من الخلايا تصنيع مختلف المكونات وإرسالها إلى المشابك العصبية، بدءًا من الميتوكوندريا (محطات توليد الطاقة في الخلايا) والحويصلات التشابكية (التي تحمل جزيئات الإشارة) إلى البروتينات. والدهون اللازمة للتواصل المتشابك.

ولذلك يبدو واضحا لنا أن مثل هذا الاستغلال للموارد ليس مستداما. لا يستطيع الدماغ الاستمرار في زيادة نقاط الاشتباك العصبي ليلا ونهارا خلال حياة الفرد بأكملها. ليس لدينا أدنى شك في أن التعلم يحدث في المقام الأول من خلال تقوية المشابك العصبية. نحن ببساطة نشك في أن تقوية المشابك العصبية تستمر في الحدوث أثناء النوم.

ومن ناحية أخرى، فإن ضعف نقاط الاشتباك العصبي أثناء النوم سيعيد دوائر الدماغ المختلفة إلى المستوى الأساسي من القوة ويمنع الاستهلاك الزائد للطاقة وتصلب الخلايا. نحن نرى عملية النوم هذه على أنها الحفاظ على التوازن المتشابك، ونطلق على النظرية الشاملة لدور النوم اسم "نظرية التوازن المتشابك" (خجولة)). في الأساس، تشرح نظرية الخجل الحاجة الأساسية والعامة للنوم لجميع الكائنات التي تنام: فالنوم يعيد الدماغ إلى حالة يمكنه من خلالها التعلم والتكيف عندما نكون مستيقظين. إن المخاطرة التي نتحملها أثناء الانفصال لفترة طويلة عن البيئة هي الثمن الذي ندفعه مقابل مرونة الدماغ - قدرته على تغيير الأسلاك استجابة للأحداث الخارجية.

ولكن كيف تفسر نظرية الخجل التأثير المفيد للنوم على التعلم والذاكرة؟ كيف يمكن للمشابك العصبية الضعيفة أن تحسن القدرة العامة على اكتساب المهارات والحقائق؟ ضع في اعتبارك أنه خلال اليوم العادي، يترك كل ما تواجهه تقريبًا آثارًا عصبية في الدماغ، وأن الأحداث المهمة، مثل مقابلة شخص جديد أو تعلم العزف على مقطوعة على الجيتار، ليست سوى جزء صغير من التشفير العصبي. لتحسين الذاكرة، يحتاج الدماغ المسن إلى التمييز، بطريقة ما، بين "ضجيج" المعلومات غير ذات الصلة و"إشارة" الأحداث المهمة.

نقترح أنه أثناء النوم، يؤدي الإطلاق التلقائي للخلايا العصبية في الدماغ إلى تنشيط العديد من الدوائر العصبية في مجموعات مختلفة، بما في ذلك سجلات الذاكرة الجديدة والشبكات القديمة من الاتصالات التي تم تعلمها بالفعل. (الأحلام هي لمحة من هذه المنافسة العصبية الحرة.) يسمح النشاط التلقائي للدماغ بالتحقق من الذكريات الجديدة التي تتوافق بشكل أفضل مع ذكريات الماضي المهمة وإضعاف المشابك العصبية التي لا تتوافق مع خطة الذاكرة العامة. نقوم نحن وباحثون آخرون بدراسة الآليات الممكنة التي يمكن من خلالها لنشاط الدماغ أن يضعف بشكل انتقائي المشابك العصبية التي تشفر "الضوضاء" مع الحفاظ في الوقت نفسه على المشابك العصبية المقابلة لـ "الإشارة".

وبينما يقوم الدماغ بفحص السيناريوهات الخيالية وإضعاف الاتصالات في الأماكن الصحيحة، فمن الأفضل عدم الوعي بالبيئة وعدم التصرف داخلها. وبعبارة أخرى: من الأفضل أن ننام. وبالمثل، لا ينبغي أن تتم استعادة التوازن المتشابك عندما نكون مستيقظين، لأن أحداث اليوم سوف تتولى العملية وتبرز على حساب كل المعرفة التي تراكمت في الدماغ على مدار الحياة. الانفصال العميق أثناء النوم يحرر الدماغ من طغيان الحاضر، ويخلق الظروف المثالية لتكامل الذكريات وترسيخها.

رابط ضعيف

إن نظريتنا القائلة بأن الدماغ يستخدم إطلاق الإشارات العصبية أثناء النوم لإضعاف المشابك العصبية بدلاً من تقويتها، يتم دعمها جزئياً من خلال تحليل متعمق للبيانات التي تم جمعها من العمود الفقري المشترك لأبحاث النوم: تسجيل الدماغ الكهربائي (EEG). يسجل جهاز AEG أنماط النشاط الكهربائي في القشرة الدماغية باستخدام أقطاب كهربائية متصلة بفروة الرأس. منذ عدة عقود مضت، حددت تسجيلات EAG للدماغ النائم فئتين رئيسيتين من النوم: نوم حركة العين السريعة (REM) والنوم غير REM (NREM)، والذي يتناوب بالتناوب أثناء الليل. كل فئة لديها نمط فريد من موجات الدماغ. بالإضافة إلى وميض مقل العيون تحت الجفون الضخمة، وهو ما أعطى نوم حركة العين السريعة اسمه، تتميز هذه المرحلة بموجات دماغية سريعة نسبيًا: ارتفاعات وانخفاضات سريعة في مخطط EAG، على غرار مخططات EAG في حالة اليقظة. وعلى العكس من ذلك، فإن التذبذبات البطيئة، التي يبلغ ترددها حوالي دورة واحدة في الثانية، هي السمة الأبرز لنوم حركة العين غير السريعة.

قبل عشر سنوات، اكتشف الراحل ميرسيا ستيريادي من جامعة لويل في كيبيك أن التذبذبات البطيئة لنوم حركة العين غير السريعة تنشأ عندما تنشط مجموعة من الخلايا العصبية معًا لفترة قصيرة من الزمن (ON)، ثم تصبح صامتة لجزء من الثانية. (إيقاف) ثم أطلقا النار معًا مرة أخرى. كان هذا أحد أهم الاكتشافات الأساسية في أبحاث النوم. ومنذ ذلك الحين اكتشف العلماء أنه حتى عند الطيور والثدييات تكون شدة الموجات البطيئة أكبر إذا سبقتها فترة طويلة من اليقظة، وتقل شدتها مع استمرار النوم.

لقد افترضنا أنه إذا كانت المشابك العصبية قوية، فستكون الخلايا العصبية قادرة على تنسيق إطلاقها إلى حد أكبر، وستكون النتيجة موجات بطيئة ذات كثافة كبيرة. إذا كانت المشابك العصبية ضعيفة، فسيكون هناك تنسيق أقل بين الخلايا العصبية وستكون شدة الموجات البطيئة التي سيتم استقبالها أقل. ومن نتائج المحاكاة الحاسوبية والتجارب على الإنسان والحيوان، خلصنا إلى أن الموجات البطيئة القوية والحادة في بداية الليل تشير إلى تقوية نقاط الاشتباك العصبي خلال فترة الاستيقاظ التي سبقتها، في حين تم قياس موجات النشاط الضعيفة والضحلة في وقت مبكر. في الصباح تشير إلى أن نقاط الاشتباك العصبي تضعف أثناء النوم.

الدعم المباشر الذي تضعف فيه المشابك العصبية أثناء النوم، وربما حتى يضعف، يأتي من الدراسات التي أجريت على الحيوانات. ففي الذباب، على سبيل المثال، نرى أن النوم يعكس الزيادة في عدد المشابك العصبية وحجمها، والتي تحدث أثناء النهار، خاصة عندما يتعرض الذباب للمحفزات البيئية. الأشواك المشبكية هي نتوءات فريدة على الامتدادات المسؤولة عن اكتشاف الإشارات في الخلايا العصبية. فبينما تتواصل ذباب الفاكهة مع الذباب الآخر أثناء النهار، بحلول المساء، تنمو أشواك متشابكة جديدة على الخلايا العصبية في جميع أنحاء الدماغ.

ومن المثير للدهشة بنفس القدر، أن عدد اللدغات يعود إلى خط الأساس بحلول صباح اليوم التالي، ولكن هذا يحدث فقط إذا سمح للذباب بالنوم. لقد رأينا ظاهرة مماثلة في القشرة الدماغية لدى الفئران المراهقة: عدد المسامير المشبكية يميل إلى الزيادة عندما تكون الحيوانات مستيقظة، وينخفض ​​عندما تكون نائمة. ويسود اتجاه مماثل في القوارض البالغة، على الرغم من أن عدد اللسعات ليس هو الذي يتغير أثناء اليقظة أو النوم، ولكن تواتر جزيئات معينة، تسمى مستقبلات AMPA، والتي توجد في اللسعات وتحدد قوة المشبك العصبي. عندما اختبرنا مستقبلات AMPA، وجدنا أن عدد المستقبلات في كل مشبك عصبي يزيد أثناء اليقظة وينخفض ​​بعد النوم. المزيد من المستقبلات يجعل المشبك العصبي أقوى، بينما عدد أقل من المستقبلات يعني أن المشبك العصبي قد أضعف.

ومن الممكن أيضًا تقييم قوة المشبك مباشرة من خلال التحفيز الكهربائي للألياف العصبية في القشرة الدماغية. تتفاعل الخلايا العصبية مع تيار كهربائي أقوى عندما تكون المشابك العصبية أقوى وأضعف عندما تكون الوصلات التشابكية ضعيفة. لقد أظهرنا أنه في الجرذان، تم تحفيز الخلايا العصبية بكثافة أكبر بعد بضع ساعات من الاستيقاظ، وبكثافة أضعف بعد النوم. وقد أجرى مارسيلو ماسكيميني من جامعة ميلانو في إيطاليا، وفيرتو هوبر، الذي يعمل الآن في جامعة زيورخ، تجربة مماثلة على البشر. وبدلاً من التحفيز الكهربائي باستخدام القطب الكهربائي، استخدموا تحفيز الدماغ المغناطيسي، وهو نبض مغناطيسي قصير عبر الجمجمة لتحفيز الأعصاب الموجودة تحتها. ثم سجلوا قوة الاستجابة في القشرة الدماغية باستخدام جهاز AEG مع مجموعة كثيفة من الأقطاب الكهربائية. وكانت النتائج لا لبس فيها: كلما طالت مدة استيقاظ الأشخاص، زادت شدة استجابة AAG. مطلوب ليلة من النوم حتى تعود الاستجابة القشرية إلى خط الأساس.

الاقل هو الاكثر

الاستنتاج المشترك لجميع هذه التجارب التي أجريناها على مدار عشرين عامًا هو أن النشاط التلقائي في القشرة الدماغية أثناء النوم يؤدي بالفعل إلى إضعاف الوصلات المتشابكة في الدوائر العصبية، إما عن طريق تقليل قدرتها على إرسال الإشارات الكهربائية أو عن طريق محوها تمامًا. هم.

هذه العملية التي نسميها "اختيار التخفيض" مصممة لضمان بقاء الدوائر العصبية بأعلى "تكيف"، إما لأنها تم تنشيطها بأقصى قوة وأكثرها ثباتًا أثناء ساعات الاستيقاظ (على سبيل المثال، تشغيل النغمات الصحيحة على الجيتار أثناء التدرب على مقطوعة موسيقية جديدة) أو لأنها تتلاءم بشكل أفضل مع الذكريات الموجودة (على سبيل المثال، في حالة وجود كلمة جديدة في لغة مألوفة). وفي الوقت نفسه، سيتم قمع المشابك العصبية في الدوائر التي تم تقويتها بشكل معتدل فقط أثناء اليقظة (مثل النوتات غير الصحيحة على الجيتار) أو التي لا تتناسب بشكل جيد مع الذكريات القديمة (مثل كلمة جديدة بلغة غير مألوفة).

إن اختيار التقليل يمكن أن يضمن أن الأحداث التي لا معنى لها لا تترك بصماتها على دوائرنا العصبية، في حين يتم الحفاظ على الذكريات ذات المعنى. على سبيل المكافأة، فإن اختيار التقليل سيفتح المجال أيضًا لدورة أخرى من تقوية المشابك العصبية أثناء اليقظة. وبالفعل، هناك نتائج تشير إلى أنه إلى جانب فوائد النوم العديدة الأخرى للتعلم والذاكرة، يساعد النوم في اكتساب ذكريات جديدة (أي المعلومات المكتسبة قبل دورة النوم التالية). أظهرت بعض الدراسات أنه بعد النوم ليلاً، يمكنك تعلم مواد جديدة بشكل أفضل بكثير مما تتعلمه في نهاية يوم مستيقظ. (أيها الطلاب انتبهوا)

على الرغم من أننا لا نملك حتى الآن دليلًا مباشرًا على الآلية التي يمكن أن تسبب إضعافًا انتقائيًا للمشابك العصبية المنشطة، إلا أن لدينا فكرة عن كيفية حدوث إضعاف المشابك العصبية. نحن نعتقد أن الموجات البطيئة لنوم حركة العين غير السريعة في الثدييات تلعب دورًا ما. وفي الدراسات المختبرية التي أجريت على أنسجة دماغ الفئران، أصبحت الخلايا العصبية أقل كفاءة في نقل الإشارات إلى بعضها البعض عندما تم تحفيزها بطريقة تحاكي التذبذبات المتزامنة لموجات النوم البطيئة.

تتغير كيمياء الدماغ أيضًا أثناء نوم حركة العين غير السريعة بطريقة يمكن أن تؤدي إلى إضعاف المشابك العصبية. في الشخص المستيقظ، يمتلئ الدماغ بحساء مركّز من الإشارات الكيميائية، أو المعدلات العصبية، بما في ذلك الأسيتيل كولين، والنورإبينفرين، والدوبامين، والسيروتونين، والهستامين، والهيبوكريتين. وفي وجود هذه المواد، تميل المشابك العصبية إلى التقوى عندما تمر الإشارات عبرها. أثناء النوم، وخاصة في نوم حركة العين غير السريعة، ينخفض ​​تركيز الإشارات الكيميائية في الحساء بشكل كبير. يمكن أن تؤدي هذه الإدارة للمعدلات العصبية حول المشابك العصبية إلى إضعافها عندما تمر الإشارات عبرها، بدلاً من تقويتها. كما أن عامل النمو المسمى BDNF، الذي يقوي المشابك العصبية ويشارك في تراكم الذكريات، قد يشارك أيضًا في هذه العملية. تكون مستويات BDNF في الخلايا العصبية مرتفعة أثناء اليقظة وقليلة أثناء النوم.

النوم المحلي

بغض النظر عن الآليات الدقيقة لعملية الانتقاء، هناك أدلة قوية في العديد من الأنواع البيولوجية على أن القوة الإجمالية للمشابك العصبية تزيد أثناء اليقظة وتنخفض أثناء النوم، كما تنبأت نظرية الخجل. يمكننا أن نضيف إلى النظرية ونختبرها من خلال اختبار الصعوبات الأخرى المثيرة للاهتمام الناشئة عنها.

على سبيل المثال، إذا كانت النظرية صحيحة، فكلما زادت العمليات التكيفية التي تخضع لها منطقة من الدماغ، زادت الحاجة إلى النوم. من الممكن تقدير "الحاجة إلى النوم" وفقًا لشدة موجات حركة العين غير السريعة البطيئة ومدتها. لاختبار هذا المفتاح، طلبنا من المتطوعين أن يتعلموا مهمة جديدة: كيفية الوصول إلى هدف على شاشة الكمبيوتر، مع دوران المؤشر (الذي يتم التحكم فيه بواسطة الماوس) بنمط منتظم. جزء الدماغ المشارك في هذا النوع من التعلم هو القشرة الجدارية. في الواقع، عندما نام المشاركون في الدراسة، كانت قوة الموجات البطيئة في القشرة الجدارية اليمنى لديهم أكبر مقارنة بقوة الموجات في نفس المنطقة في الليلة السابقة للتعلم. وتهدأ قوة هذه الموجات أثناء الليل كما تفعل مثل هذه التقلبات. لكن الكثافة العالية للموجات التي شاهدناها في بداية الليل تدل على أن منطقة معينة من الدماغ كانت تعمل بجد بسبب المهمة التي أسندناها إليها.

أكدت العديد من التجارب التي أجريناها نحن وباحثون آخرون أن التعلم، وبشكل أعم، تنشيط المشابك العصبية في الدوائر العصبية، ينتج حاجة محلية للنوم. لقد اكتشفنا مؤخرًا أن الاستخدام المطول أو المكثف لبعض الدوائر العصبية قد يتسبب في "نوم" مجموعات محلية من الخلايا العصبية حتى عندما يكون باقي الدماغ (والكائن نفسه) مستيقظًا. وبالتالي، إذا ظل الجرذ مستيقظًا لفترة أطول من المعتاد، فإن بعض الخلايا العصبية في القشرة الدماغية تصبح صامتة لفترات قصيرة تبدو مماثلة لفترات التوقف أثناء موجات النوم البطيئة. وفي الوقت نفسه، يركض الفأر وعيناه مفتوحتان، ويمارس أعماله، مثل أي فأر مستيقظ آخر.

وتسمى هذه الظاهرة بالنوم الموضعي، وهي تجذب انتباه الباحثين الآخرين. تشير دراساتنا الحديثة إلى أن فترات التوقف المحلية تحدث أيضًا في أدمغة البشر المحرومين من النوم وأن هذه الفترات تكون أكثر تكرارًا بعد التعلم المضني. يبدو أنه عندما نستيقظ لفترة طويلة أو نفرط في استخدام بعض الدوائر العصبية، فإن أجزاء صغيرة من الدماغ تأخذ قيلولة قصيرة دون علمنا. على المرء أن يتساءل كم من أخطاء الحكم والأخطاء الغبية وردود الفعل العصبية والحالات المزاجية السيئة ترجع إلى النوم المحلي في عقول الأشخاص المنهكين الذين يعتقدون أنهم يقظون تمامًا ومسيطرون تمامًا.

ويترتب على ذلك أيضًا من نظرية الخجل أن النوم مهم بشكل خاص في مرحلة الطفولة والمراهقة. هذه هي أوقات التعلم المركّز والتغيرات المكثفة في بنية المشابك العصبية، كما أظهرت العديد من الدراسات. خلال سنوات المراهقة، يتم إنشاء المشابك العصبية وتقويتها وقطعها بمعدل سريع للغاية لا مثيل له خلال مرحلة البلوغ. إذا كان الأمر كذلك، فمن المحتمل أن يكون الاختيار المخفض أثناء النوم ضروريًا لتقليل تكلفة الطاقة لإعادة تشكيل التشابك العصبي المتسارع وتوضيح الدوائر العصبية المطلوبة خلال هذه المراحل من الحياة. لا يسع المرء إلا أن يتساءل عما يحدث عندما يكون النوم مضطربًا أو لا يصل إلى المراحل الحرجة من التطور. هل تؤثر قلة النوم على التطور الطبيعي للدوائر العصبية؟ في مثل هذه الحالة، لن تؤدي قلة النوم إلى النسيان العشوائي أو الأخطاء في الحكم فحسب، بل إلى تغييرات طويلة المدى في الطريقة التي يعمل بها الدماغ.

ونحن نعتزم مواصلة اختبار تنبؤات نظرية الخجل ودراسة آثارها. على سبيل المثال، نأمل أن نعرف ما إذا كان الحرمان من النوم أثناء التطور العصبي يؤدي بالفعل إلى تغيرات في أسلاك الدماغ. نود أيضًا أن نتعلم المزيد عن تأثير النوم على المناطق العميقة من الدماغ، مثل المهاد والمخيخ وما تحت المهاد وجذع الدماغ، وعن دور نوم حركة العين السريعة في التوازن المتشابك. قد نتمكن من معرفة ما إذا كان النوم هو بالفعل ثمن مرونة الدماغ، وهو الثمن الذي يجب أن يدفعه كل دماغ وكل خلية عصبية.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

عن المؤلفين

جوليو تونوني وكيارا سيريلي أستاذان في الطب النفسي في جامعة ويسكونسن ماديسون. يعد بحثهم حول أدوار النوم جزءًا من عمل بحثي واسع النطاق حول العقل البشري، وهو أيضًا موضوع كتاب تونوني الأخير، باي: رحلة من الدماغ إلى الروح (بانثيون، 2012).

باختصار

يجب أن يلعب النوم دورًا حيويًا، لأن جميع الحيوانات تنام.

تشير الأدلة إلى أن النوم يضعف الروابط بين الخلايا العصبية. وهذا اكتشاف مفاجئ لأن تقوية هذه الروابط أثناء اليقظة يدعم التعلم والذاكرة.

ولكن من خلال إضعاف نقاط الاشتباك العصبي، قد يحمي النوم خلايا الدماغ من التشبع بسبب التجارب اليومية ومن الاستهلاك الزائد للطاقة.

والمزيد حول هذا الموضوع

هل النوم ضروري؟ كيارا سيريلي وجوليو تونوني بلوس الأحياء، المجلد. 6، لا. 8، الصفحات 1605-1611؛ أغسطس 2008.

وظيفة الذاكرة أثناء النوم. سوزان ديكلمان وجان ولدا في الطبيعة يستعرض علم الأعصاب، المجلد. 11، لا. 2، الصفحات 114-126؛ فبراير 2010.

النوم المحلي في الفئران المستيقظة. فلاديسلاف فيازوفسكي، وأمبرتو أولسيسي، وإيرين سي. هانلون، ويوفال نير، وكيارا سيريلي، وجوليو تونوني في الطبيعة، المجلد. 472، الصفحات 443-447؛ 28 أبريل 2011.

النوم والتوازن المتشابك: الأدلة الهيكلية في ذبابة الفاكهة. دانيال بوشي، جوليو تونوني وكيارا سيريلي في العلوم، المجلد. 332، الصفحات 1576-1581؛ 24 يونيو 2011.

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل