Olet luultavasti kuullut, että he nauttivat juoksemisesta, koska se antaa heille mahdollisuuden sammua. Ehkä sinusta tuntuu niin. Hyvin tuoreet tutkimukset hiirissä ehdottaa, että tähän voi olla tieteellinen perusta, koska aivotoiminta todella pienenee, kun teet yksinkertaisen ja toistuvan toiminnan. Lisäksi, kun juoksu voi ryöstää kehoa, tällainen harjoitus voi itse asiassa vähentää aivojesi tarvetta uneen.

Herääminen ja nukkuminen eivät ole kaksi toisiaan poissulkevaa, yhtenäistä valtiota. Joskus voit olla syvemmin unessa tai enemmän levätä hereillä kuin muut, ja näiden kahden välisen rajan voi olla epätarkka. Normaali käyttäytyminen, kuten kyky reagoida nopeasti odottamattomiin tapahtumiin, heikkenee, kun pysyt hereillä tavanomaisen nukkumisen jälkeen. Emme tiedä tarkasti, miksi tämä on, mutta se voi olla, että osa aivoista mennä nukkumaan vaikka olet teknisesti hereillä. Mutta oikean motivaation avulla voimme myös pakottaa itsemme pysymään hereillä ja jopa palauttaa suorituskykyämme tilapäisesti.

Kuinka kauan meidän täytyy nukkua tai pysyä hereillä, riippuu jossain määrin geeneistämme, Vaan todisteet osoittavat ne vaikuttavat myös siihen, mitä toimintoja teemme, kun olemme hereillä. Yllättävää kyllä, emme vieläkään tiedä, mitä se on heräämisessä, joka painostaa kehojamme nukkumaan, mutta tiedemiehet usein viittaavat siihen, että "Process S". Kuten tiimalasi, prosessin S tasot osoittavat, kuinka kauan olemme olleet hereillä tai unessa ja kuinka todennäköisesti meidän on nukahtava tai herätä milloin tahansa.

Viimeaikaiset todisteet osoittavat että nukkua aloittaa ei aivot kokonaisuutena vaan paikallisten neuronien verkostojen avulla, joita käytettiin enemmän hereillä. Kollegani ja minä ihmettelimme, onko aivojen osilla, jotka ovat vastuussa tietyistä käyttäytymisistä, enemmän vaikutusta kykymme pysyä hereillä kuin toiset.

Koko yön hiirillä

Tämän teorian testaamiseksi käytimme hyvin tunnettua taipumusta hiirille aja spontaanisti pyörällä, joskus kattaa useita kilometrejä joka ilta. Kun hiiret kulkevat näin, he viettävät huomattavasti enemmän aikaa hereillä, ikään kuin heidän nukkumistarpeensa kerääntyisivät hitaammin, tai jos jotain olisi ohittanut sen. Tämän salaperäisen prosessin valaistamiseksi tutkittiin tarkalleen, mitä tapahtuu spontaanisti juoksevien hiirien aivoissa.

Tutkimuksessamme, me tallensimme yksittäisten hermosolujen sähköisen aktiivisuuden jokaisen hiiren neokortexissa - aivojen ulkopinnassa - kun ne juoksivat pyörällä. Tyypillisesti, kun hiiri (tai ihminen) on hereillä ja aktiivinen, neuronit tulevat korkealle. Tämä johtuu siitä, että aivojen täytyy seurata ympäristöä, koordinoida liikkeitä ja tehdä välittömästi päätöksiä. Tämä jatkuva aivotoiminta vaatii paljon energiaa - an arvioitu 20% kaikesta energiasta käytetään elimistössä.

Yllättäen huomasimme, että kun hiiret juoksivat suurella nopeudella, jotkut heidän neuronistaan ​​lopettivat ampumisen kokonaan. Ja yleinen aivotoiminta neokortexin moottori- ja aistialueilla laski keskimäärin vähintään 30%. Paradoksaalisesti tämä viittaa siihen, että yleisesti ottaen aktiivinen fyysinen käyttäytyminen ja voimakas liike eivät välttämättä edellytä aktiivisempaa aivoa.

Huomasimme myös, että kun eläimet harjoittavat paljon erilaista käyttäytymistä, niiden neuronit kärsivät monin eri tavoin, hitaasta nopeaan purkautumiseen. Mutta monotonisen prosessin aikana neuraaliset piikit tulivat paljon johdonmukaisemmiksi. Tämä viittaa siihen, että juoksu ei liity pelkästään pienempään aktiivisuuteen vaan myös vakaan, yhtenäisemmän aivotilan syntymiseen.

Seuraava kysymyksemme oli, voisiko tämä vaikuttaa aivojen kokonaistoimintaan pitkien herätysaikojen aikana. Aiemmat opinnot ehdotti, että mitä pidempään pysyt hereillä, mitä enemmän aivot tulevat (sitä todennäköisemmin neuronit tulevat tuleen). Huomasimme, että hiiremme neuronit tuottivat keskimäärin enemmän piikkejä ennen kuin he menivät nukkumaan kuin muutaman tunnin aikaisemmin heräämisen jälkeen. Mutta jos hiiret viettivät paljon aikaa, tämä lisääntyminen ei tapahtunut. Tämä viittaa siihen, että jos neuroneja ei käytetä, ne eivät tule innostavammiksi.

Käynnissä oleva mielentila

Näiden havaintojen perusteella päädimme siihen johtopäätökseen, että jos hiiren päivänä hallitsevat toistuvia tai rytmisiä liikkeitä vaativat tehtävät (kuten juokseminen), sen aivot olisivat täysin erilaiset kuin normaalissa. Tämä tila voi jopa antaa aivojen levätä ilman syvää unta ja antaa joitakin samoja etuja. Viimeaikaiset todisteet ehdottaa johdonmukaisesti että lyhyet harjoitusajat voivat olla hyödyllisiä kognitiivisille toiminnoille samalla tavalla nukkumaan.

Muut esimerkit luonnosta tukevat tätä ajatusta. Esimerkiksi, linnut nukkuvat paljon vähemmän kun he lentävät pysähdyksissä monta päivää tai muuttaminen. On jopa joitakin todisteita samankaltaisesta vaikutuksesta ihmisiin, kuten meditaation ja a unen tarvetta. Emme tiedä varmasti, miksi tämä tapahtuu, mutta saattaa olla, että meditaatio liittyy aivotilaan, jossa aika kulkee tehokkaasti hitaammin. Ja se voi olla sama pyörän hiirillä.

On vielä monia kysymyksiä, joihin on vastattava siitä, miksi meidän täytyy nukkua ja miten se vaikuttaa aivoihimme. Mutta yhä selvemmäksi on, että emme voi ymmärtää unen salaisuutta ymmärtämättä, mitä tapahtuu, kun olemme hereillä.

Author

Vladyslav Vyazovskiy, neurotieteiden dosentti, Oxfordin yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat:

at InnerSelf Market ja Amazon