فقط یک شب بی‌خوابی، ارتباط میان سلول‌های مغز را تغییر می‌دهد

به گزارش خبرگزاری آنا؛ پژوهشگران با استفاده از روش‌های پیشرفته تصویربرداری از مغز دریافتند که محرومیت از خواب، تنها احساس خستگی و کاهش تمرکز را به همراه ندارد، بلکه می‌تواند بر ساختار ارتباطی میان سلول‌های عصبی نیز اثر بگذارد. این یافته، نگاه دانشمندان به نقش خواب در حفظ سلامت مغز را وارد مرحله تازه‌ای کرده است.

سال‌هاست دانشمندان تلاش می‌کنند به یکی از بنیادی‌ترین پرسش‌های علوم اعصاب پاسخ دهند؛ اینکه مغز هنگام خواب دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد و چرا خواب برای ادامه عملکرد طبیعی آن ضروری است. یکی از فرضیه‌های مهم در این زمینه می‌گوید در طول ساعات بیداری، ارتباط میان سلول‌های عصبی به تدریج تقویت می‌شود و خواب فرصتی برای تنظیم دوباره این شبکه پیچیده فراهم می‌کند. اکنون نتایج یک مطالعه تازه  منتشر شده در سایت «ارث» (Earth)، نشان می‌دهد که تنها یک شب بی‌خوابی می‌تواند روند طبیعی این تنظیم را بر هم بزند و نشانه‌های آن را می‌توان در مغز انسان مشاهده کرد.

خواب؛ زمانی برای بازآرایی شبکه‌های مغزی

مغز انسان از میلیارد‌ها سلول عصبی تشکیل شده است که از طریق نقاط اتصال ویژه‌ای با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این نقاط اتصال که «همایه عصبی» (Synapse) نام دارند، محل انتقال پیام‌های شیمیایی و الکتریکی میان سلول‌های عصبی هستند و نقش اساسی در یادگیری، حافظه، تصمیم‌گیری و پردازش اطلاعات دارند.

یکی از نظریه‌های شناخته‌شده در علوم اعصاب، «فرضیه هم‌ایستایی همایه‌ای» (Synaptic Homeostasis Hypothesis) است. بر اساس این نظریه، فعالیت‌های روزانه باعث تقویت تدریجی تعداد زیادی از همایه‌های عصبی می‌شود. اگر این روند بدون وقفه ادامه پیدا کند، شبکه عصبی مغز بیش از اندازه فعال و پرمصرف خواهد شد. به همین دلیل، خواب فرصتی فراهم می‌کند تا بخشی از این ارتباطات دوباره تنظیم شوند و مغز تعادل عملکردی خود را حفظ کند.

اگرچه آزمایش‌های متعدد روی جانوران از این نظریه حمایت کرده بودند، اما مشاهده مستقیم چنین فرایندی در مغز انسان تا امروز امکان‌پذیر نشده بود.

تصویربرداری از مغز پس از یک شب بی‌خوابی

گروهی از پژوهشگران برای بررسی این موضوع از نوعی روش پیشرفته تصویربرداری مغزی استفاده کردند. این روش به جای مشاهده مستقیم همایه‌های عصبی، پروتئینی را ردیابی می‌کند که روی کیسه‌های بسیار کوچکی قرار دارد که وظیفه انتقال پیام‌های شیمیایی میان سلول‌های عصبی را بر عهده دارند. افزایش مقدار این پروتئین می‌تواند نشانه‌ای از افزایش تراکم نقاط ارتباطی میان سلول‌های مغز باشد.

در این مطالعه، ۴۰ فرد سالم شرکت کردند. همه داوطلبان دو بار و در دو روز متوالی تحت تصویربرداری مغزی قرار گرفتند. نیمی از آنان بین دو نوبت تصویربرداری خواب طبیعی داشتند، اما گروه دیگر نزدیک به ۲۸ ساعت بیدار ماندند و در تمام این مدت به دقت تحت نظارت قرار داشتند تا حتی برای چند لحظه نیز به خواب نروند.

برای جلوگیری از تأثیر ساعت زیستی بدن بر نتایج، هر دو تصویربرداری در ساعت یکسانی از روز انجام شد. همچنین وجود گروهی که خواب طبیعی داشت، امکان مقایسه دقیق تغییرات ناشی از محرومیت از خواب را فراهم کرد.

افزایش ارتباطات میان سلول‌های مغز

نتایج تصویربرداری نشان داد تنها یک شب بی‌خوابی با افزایش نشانگر‌های مرتبط با ارتباطات عصبی در بیشتر نواحی بررسی‌شده مغز همراه است. از میان هشت ناحیه مورد مطالعه، در شش ناحیه افزایش این نشانگر مشاهده شد؛ تغییری که در افرادی با خواب طبیعی تقریباً دیده نمی‌شد.

بیشترین تغییرات در «هیپوکامپ» (Hippocampus)، بخشی از مغز که نقش مهمی در شکل‌گیری حافظه دارد، ثبت شد. پژوهشگران همچنین افزایش این نشانگر را در «تالاموس» (Thalamus)، مرکز مهم انتقال اطلاعات در عمق مغز، و بخش‌هایی از «قشر آهیانه‌ای» (Parietal Cortex) مشاهده کردند.

اگرچه میزان این تغییرات در حدود دو تا شش درصد بود، اما تکرار منظم آن در میان شرکت‌کنندگان نشان می‌دهد این تغییرات حاصل خطای اندازه‌گیری یا نوسان‌های تصادفی نبوده‌اند، بلکه احتمالاً بازتاب پاسخ واقعی مغز به یک شب محرومیت از خواب هستند.