Felébredsz, édesen kinyújtva egy puha ágyat, felállsz, és egy hatalmas ablakon keresztül láthatod az óceán fölé emelkedő napot, a strand fehér homokját és a pálmafákat. Friss tengeri szellő fúj be a loggia nyitott ajtaján, és hallani lehet a szörfözés hangját. Iszik aromás frissen őrölt kávét, elhagyja a kétszintes villa ajtaját, belép az autóba egy tenyésztett lóval a motorháztetőn, elfordítja a kulcsot és a V8 motor nemes ordítását … Végül felébredsz az ébresztőóra csengetésével.
A megtévesztő agy ismét arra késztett minket, hogy higgyünk a történés valóságában. De hogyan csinálja? Hogyan sikerül arra késztetni, hogy egy ember szinte mozdulatlanul feküdjön legalább hét vagy több órán keresztül, miközben egy izgalmas telekkel mutatja be a legérdekesebb bukfencket? Ennek oka a legösszetettebb biokémiai folyamatok, amelyekben nem egy vagy két agyszerkezet vesz részt, hanem egy egész hálózat. Hogyan történik az ébrenlét kölcsönhatása és "váltása" az alváshoz? Hogyan alakul ki az alvás és mikor jönnek az álmok? Miért néha ébredünk az ébresztőóráról, hogy képesek vagyunk mozogni a hegyekre, és ingerülten néha készen állunk arra, hogy elpusztítsanak mindent, ami körül van?
Az idő fátylatán keresztül
A szomnológia - az alvást tanulmányozó tudomány - viszonylag nemrégiben jelent meg, mivel a „Morpheus királyságban” végzett első alapkutatás életkora nem haladja meg a 120 évet. Ezt megelőzően az alvás misztikus jelentést kapott, mint az élet és a halál határvonala. Arisztotelész azt mondta: "Az alvás természeténél fogva olyan állapotokhoz tartozik, mint például az élet és a nem élet határvonala, és az alvó személy nem létezik teljesen, és létezik." Az ókori nagy orvos, Hippokrates úgy gondolta, hogy az alvás a vér és hőnek a fejbõl a test belsejébe való kiáramlásának következménye. Ez a magyarázat az európai tudósok tudatában volt, és majdnem kétezer évig hitte a hitét. Az egyik dologban Hippokratésznek igaza volt: a fejében kellett keresni annak okait, hogy az ember belemerüljön az álmok világába.
Az alvásszabályozó hálózat kiváltóként működik, közbenső pozíciók nélkül. Ez a mechanizmus az elalvás és az ébredés központjainak összekapcsolódása miatt lehetséges. Amint az egyik fél elõnyt szerez, az egész rendszer azonnal ellentétes állapotba kerül. Annak érdekében, hogy minden percben ne mozogjon oda-vissza, az orexin az ébrenlét minden központját serkenti anélkül, hogy elnyomná az alvás központját. Ez az enyhe egyensúlyhiány megnehezíti a váltást annyira, hogy viszonylag ritkán váljunk alvásról ébrenlétre és fordítva. Az alváshoz való átmenethez szükséges, hogy a gerjesztő rendszer gyengüljön, és az alvásközpont aktivitása fokozódjon. Ez a lassú folyamat mindenki számára ismert, mivel fokozatosan növeli a fáradtságot.
És most eljött a huszadik század. Németországban egy beteget fogadnak Strumpel professzor klinikájába, aki részlegesen elvesztette látását és hallását sérülés következtében - süket az egyik fülben és vak az egyik szemében. Az orvosok észrevették, hogy amikor mindkét fennmaradó "ablakot a világba" bezárták, a beteg elaludt. A híres élettani orvos, Pavlov érdeklődött ezekben a megfigyelésekben, és úgy döntött, hogy hasonló kísérleteket folytat kedvenc témáival - kutyáival. Megállapította, hogy ha kizárja az érzékszervekből származó állandó impulzusok bejutását az agykéregbe, akkor alvás fordul elő. A tudós azt is megvizsgálta, hogy a monoton ingerek milyen módon ismételten megismételik a fényérintéseket a hátsó mancs combján. Majdnem mindig elpusztították az állatokat, és ez adta a kutatónak azt a jogát, hogy az alvás olyan feltételes gátlás, amely széles körben elterjedt az agykéregben,amelynek célja a kutya agyának megóvása az esetleges irritációk túlzott ismétléseitől.
Promóciós videó:
Az alvás titkainak leküzdése felé tett következő lépés az elektroencefalográfia (EEG) módszer megjelenése volt. 1905-ben, a német fiziológus, Hans Berger, először regisztrálta az elektromos potenciál szinuszos oszcillációit 8-11 Hz frekvenciával egy olyan személyben, aki nyugodt állapotban volt, csukott szemmel, leginkább az agy okipitisz régióiban. Ezeket az ingadozásokat alfa-ritmusnak nevezik.
Az alvás kezdetét és időtartamát összetett élettani folyamatok szabályozzák, amelyek között két fő van: a homeosztatikus alvásigény (az úgynevezett S folyamat, lefelé mutató nyilak) és a belső óra (C folyamat, az ábrán felfelé mutató nyilak). A sárga vonal mutatja e két folyamat "összegét".
Az 1930-as években a helyzet kicsit világosabbá vált: a tudósok, miután elvágták a macska agytörzsét a középső agyszinten, az állattól kómát okoztak - az alváshoz hasonló állapotot. Ugyanakkor lassú elektromos rezgéseket figyeltünk meg a macska EEG-jén, amelyeket később "álmos orsóknak" neveztek (a rajz egy fejjel lefordított orsóra hasonlított). Amikor az agyat az első nyaki szegmensek szintjén elvágták, és elválasztották a gerincvelőt az agytól, akkor az ébredő agy úgynevezett előkészítését kaphatták: a macska szemével követte az előtte mozgó tárgyakat, és az EEG 14-30 Hz frekvenciájú oszcillációkat mutatott (béta ritmus). Világossá vált, hogy az állatok agyában különböző struktúrák vannak - felelősek az elalvásért és az ébredésért.
Vidámság központja
A 19. század végén Vladimir Bekhterev és Santiago Ramon y Cajal ismertették az ébrenlétért felelős macska agytörzsének szerkezetét. Az agytörzs közepén az idegrostok által áthatolt nyitott neuroncsoportot láttak. Az olasz idegtudós kutató, Giuseppe Moruzzi és az amerikai neurológus, Horace Magun azonban azonban csak a huszadik század második felében alakította ki ezt a formációt. Ezt a szerkezetet retikuláris formációnak nevezték (latinul a "reticula" jelentése "hálózat"). Az agytörzsben helyezkednek el a magok, amelyek az agyba jutó szenzoros receptorok összes impulzusát magukban koncentrálják. A retikuláris képződmény neuronjainak hosszú folyamata (axonjai) kapcsolódik az agykéreghez és a gerincvelő neuronjaihoz. A kéregből és a gerincvelőből származó idegrostok szintén maga a retikuláris képződéshez vezetnek,így összetett visszacsatolási rendszer jön létre. A retikuláris képződésből származó jelek (retikuláris kisülés) az ébrenlét mechanizmusait indítják el az agykéregben, a kéreg viszont ellenőrzi a retikuláris képződmény állapotát.
Koporsó alvással
1990-ben jelent meg az Ébredés című film, mely a híres pszichiáter, Oliver Sachs azonos nevű könyve alapján készült. Beszél egy 80 idős beteg furcsa csoportjáról, akik már több mint 40 éve ismeretlen betegségben szenvednek, mint az autizmus vagy a Parkinson kór. A Sachs-betegek voltak azok a titokzatos járványok utolsó túlélői, amelyek hirtelen 1916-1917 télen kezdődtek meg Európában, majd az egész világon elterjedtek és az első világháború utáni időszakban 5 millió embert öltek meg. A betegek hirtelen apátiabe estek és magas lázban, látáskárosodásban és hallucinációkban szenvedtek. Aztán a betegség krónikus formává vált, és rengeteg különféle klinikai megnyilvánulás kísérte. De minden formának van egy közös vonása - alvászavar. Ez a tény érdekesnek tűnt Konstantin von Economo báró bécsi neurológus számára. Megállapította, hogy egyes betegek hetekig, hónapokig túl sokat aludtak, és csak arra ittak, hogy inni és enni, mások pedig teljesen elveszítették az alvásukat. A boncolások során a tudós hasonló anatómiai képet talált: a diencephalon bizonyos területein a betegekben az idegsejtek súlyos halála volt.
Az agy ezen területét hipotalamusznak hívják, mert a thalamus alatt található, az agy azon területe, amely az érzékek jeleit újraelosztja. Ha közvetlenül be tudnánk illeszteni a mutatóujját a fejbe az orrhíd szintjén, akkor pontosan abban a lyukban pihentünk volna, ahol található - a "török nyereg". A hipotalamusz az egyik legfontosabb központ, amely az autonóm idegrendszert szabályozza, különösen a testhőmérsékletet, a vérnyomást, az étvágyat, a szexuális vágyat és a szomjat szabályozza. A közgazdaságtan természetesen nem tudta mindezt. Arra gyanította azonban, hogy legyen egy központ, amely az alvást irányítja. "Nyilvánvalóan - fejezte be a kutató -, ezek a sejtek csinálnak valamit, amelynek köszönhetően elaludunk."
Most, a bostoni Harvard Egyetem Cliford Seiper kutatásának köszönhetően kiderült, hogy a hipotalamuszban valóban van egy speciális terület, amelyet elaludáskor aktiválnak - a ventrolaterális preoptikus régió (VLPO). A neuronok axonjai a VLPO-tól az ébredést támogató területeken mennek le. Ezzel szemben annak érdekében, hogy megakadályozzuk az elalvást, az erőtér központjának kapcsolatban kell állnia a hipotalamussal, hogy az idegrostok fentről felfelé menjenek.
Seiper és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a hipotalamus elülső részének sejtjei alvóközpontok, amelyek axonjaikkal az agytörvény ébrenlétének központjai elfojtására szolgálnak, ideértve a középső agyat és a pontokat. Ez a folyamat végül elalszik. "Talán ez a kulcsa annak a teljes mechanizmusnak, amely a hipotalamuszon keresztül szabályozza az alvás és ébrenlét állapotát" - írta a neurológus. Tehát 2005-ben megjelent az alvás modern koncepciója, amelyet Siper a Nature folyóiratban megjelent cikkében publikált. E koncepció szerint a teljes "alvásrendszer" több összekapcsolt csomópontból álló hálózat, amely bizonyos időpontokban különleges módon kapcsol be, és szabályozza az alvást és az ébrenlétét.
Agyi konfrontáció
Az általános alvás-ébresztő rendszer első része a gátló rendszer. Ez a VLPO az elülső hipotalamuszban, ahonnan egy gátlási hullám kerül az ébrenlét rendszerre, és ez az agy átváltásához "alvó üzemmódba". A biokémia szempontjából a rendszer fő "fékfolyadéka" a gamma-amino-vajsav (GABA). A speciális receptorokon keresztül hatással van az idegsejtek aktivitására. A GABA receptorok egy olyan csatorna a sejtmembránban, amelyet nagy fehérjemolekulák vesznek körül, amelyek megváltoztathatják térbeli szerkezetüket (viszonylag "kibontakozva" vagy "hajtva"). Amikor a GABA receptorokhoz kötődik, a csatorna lumene növekszik, több klór-ion halad át rajta, ami a sejtmembrán elektromos vezetőképességének csökkenéséhez vezet, és ezáltal kevésbé érzékeny az elektromos befolyásokra. És ez az impulzusaktivitás elnyomásához vezet - a cella "csökkenti a sebességet" egy gyors "galoptól" egy nyugodt "lépésig".
A rendszer második része a gerjesztő rendszer, amely nyolc idegcsomópontra épül, amelyek két párhuzamos köteget képeznek. Ezen keresztül gerjesztési hullámok vezetnek az agykéregbe. Az egyik köteg a retikuláris formációban kezdődik (ez az agytörzs), a másik az úgynevezett kék foltban (Locus coeruleus). Az itt levő sejtek az agyban gerjesztő neurotranszmitter norepinefrin legnagyobb részét termelik. A terület felelős a félelem és pánik előfordulásáért, valamint az izgalom nagy részéért.
Vannak más neurotranszmitterek (dopamin, szerotonin és mások is), ám ezek az agy különböző folyamataival kapcsolatosak. Van azonban egy másik speciális alvó neurotranszmitter. Az oldalsó (oldalsó) hipotalamusz több tízezer idegsejtből áll, amelyek speciális neurotranszmittert, orexint (hypocretin) termelnek. A biokémikusok csak 1998-ban izolálták ezt az anyagot. Ha túl kevés az orexin, vagy ha az agyban hiányzik a megfelelő receptormolekulák, akkor ritka betegség jelentkezik - narkolepszia, amelyet az álmosság és az elaludás hirtelen fellépése jellemzi.
Nap, éjszaka - nap távol
Ez azonban csak az alvás mechanizmusának része. Mint minden élő természet, az emberek a saját belső ritmusuknak megfelelően élnek, amelyek a nappali és az éjszakai ciklushoz kapcsolódnak. Van idő, amikor egy személy hajlamos aludni, és van idő az aktív munkára. A testnek van egy "biológiai órája" - a melatonerg rendszer. A fő szereplői a hypothalamus és a tobozmirigy suprachiasmalis magjai, amelyek az agy közbenső régiójában helyezkednek el.
Amikor a fény eléri a retinát, erről információk a hypothalamus suprachiasmal magjaiba (kis órákban) jutnak, majd egy hosszú utat meghaladóan bejut a tobozmirigybe, vagyis az úgynevezett harmadik szembe, amely sok állatot szolgál, például hüllőket és madarakat. fényszint-érzékelő. Az emberekben az evolúció során az agy nagy féltekéje jelentősen megnőtt, lezárva a tobozmirigyt, és elvesztette a kapcsolatot a fénnyel. A természetnek ki kellett találnia ezt a komplex és manapság meglévő módszert az "álmos" hormon szintézisének szabályozására.
A tobozmirigy melatonint termel, az éjszaka és a sötétség hormonját. Amikor este a fényszint csökken, melatonin szabadul fel, amely jelzi a sejteknek, hogy „a nap véget érjenek”. Fő funkciója a gátló hatás a szuprachiasmatikus magokra, amelyeken keresztül aktiválódnak az ébrenlét rendszerei.
Ezt a folyamatot összehasonlíthatjuk egy olyan termosztáttal, amely bizonyos hőmérsékletet fenntart a hűtőszekrényben. Minél tovább élünk aktív életet, annál erőteljesebben az alvásközpont érzi a vágyat, hogy a kapcsolót alváshoz fordítsa. Minél hosszabb ideig alszunk, annál kevesebb az alvás szükségessége, hogy egy bizonyos ponton az ébrenléti rendszer átvegye az ébredést, és úgy érezzük, hogy aludtunk. Ezt a szabályozási modellt két tényezőnek hívják, és 1982-ben fejlesztette ki a Zürichi Egyetem Pszichofarmakológiai és Szomológiai Tanszékének vezetője, Alexander Borbeli. Elmondása szerint az alvásigény bizonyos időpontokban a kronobiológiai és a homeosztatikus (a belső egyensúly fenntartása) tényezők kölcsönhatásának eredménye. A tudós ezeket az összetevőket S és C folyamatoknak nevezte. Az S folyamat az alvásigény homeosztatikus összetevője, a C folyamat a belső óra befolyása, amelynek fő feladata az éjszakát hosszú alváshoz hagyni.
"Ezzel szemben az S folyamat olyan, mint egy homokóra" - mondja Borbeli. - Az ébrenlét során a homokot felülről öntik az alsó edénybe, elalváskor az óra megfordul. Ezért a jó pihenés érzéséhez nem csak az a fontos, hogy mennyi időt aludtunk egymás után, hanem az is, hogy mennyi időt töltöttünk a nap folyamán az S komponens kialakításához, és ennek jó gyakorlati alkalmazása van, amely sokan ismertek: ha tudod, hogy a következő nem lesz képes eleget aludni éjszaka, megpróbálhatja korán aludni az előző nap közepén. És akkor sokkal jobban fogod érezni magát.
És ez csak egy átfogó pillantás az alvásért felelős rendszerre. Ahogyan Jürgen Zulli, a regensburgi szomnológus mondja: "Az alvás nem pihenés, ez más ébrenlét."
Anna Horuzhaya