Skanowanie mózgu ujawnia, dlaczego trwa tak długo, aby obudzić się rano

Każdego ranka ludzie sennie wyciągają się z łóżka, wędrując przez mgłę mózgu, która wydaje się wiecznie rozpraszać. Wcześni ptaszkowie zaprzeczą, że istnieje, ale dowody w nowym artykule w czasopiśmie NeuroImage sugeruje inaczej. Zespół Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który stoi za badaniem, ujawnia również jeden sposób, aby go pokonać.

Określenie mgła poznawcza to „bezwładność snu”, ale przed obecnym badaniem nigdy nie byliśmy do końca pewni, dlaczego ludzie go doświadczają - mówi dr Raphael Vallat, główny autor badań i stażysta podoktorancki na Uniwersytecie of California, Berkeley. W artykule proponuje powód, dla którego istnieje: nawet gdy ciało jest obudzone i porusza się rano, jego mózg śpi w jakimś stopniu po jakimś czasie.

„Kiedy budzimy się ze snu, nasz mózg nie przechodzi od stanu snu do stanu pełnego przebudzenia, ale przechodzi przez ten okres przejściowy zwany bezwładnością snu, który może trwać do 30 minut”, mówi Vallat Odwrotność. „W tym okresie mózg stopniowo przestawia się ze snu na normalną czuwanie, podobnie jak nasze zdolności umysłowe / poznawcze”.

Aby zademonstrować, jak realny jest ten okres przejściowy, Vallat miał 34 uczestników na 45 minutowe drzemki, w których weszli w dwa okresy głębokiego snu, znane jako N2 i N3. (Nie przeszli jednak do snu z szybkim ruchem gałek ocznych (REM) - najgłębszego rodzaju snu). Kiedy się obudzili, Vallat przetestował swoją czujność za pomocą dwóch testów odejmowania, jedną pięć minut po przebudzeniu i drugą po 25 minutach budzenie.

Ponieważ każdy, kto doświadczył mgły mózgowej, może się spodziewać, badani mieli tendencję do popełniania większej liczby błędów zaraz po przebudzeniu - a ich skany mózgu sugerowały, dlaczego.

Kiedy nie śpimy, mózg oscyluje pomiędzy dwoma różnymi „trybami”, które występują w dwóch oddzielnych obwodach: tryb skupiony, aktywny z zadaniami (którego używamy podczas czytania lub produktywności) i tryb nieogniskowy, negatywny z zadaniami (który jest dla wędrówki umysłu). Kiedy się budzimy, przełączamy się między tymi dwoma trybami: Gdy tryb aktywacji zadania jest funkcjonalny, zazwyczaj następuje spadek aktywności w obwodzie ujemnym dla zadania.

To, co odróżnia okres „inercji snu”, mówi Vallat, jest to, że mózg stara się płynnie przełączać między obwodami.

„Tak więc nasz mózg tak naprawdę nie był w stanie przełączać się między tymi dwoma trybami, iw konsekwencji odkryliśmy również, że nasi uczestnicy mieli niższą wydajność podczas bezwładności snu w obliczeniach umysłowych”, mówi.

Wyniki Vallata pokazują, że podczas okresu „bezwładności snu” mózg powoli odzyskuje zdolność przełączania się między tymi dwoma trybami, podzieloną przez „segregację funkcjonalną”. Uważa on, że pełne osiągnięcie tego zajmuje około 30 minut.

Niestety, Vallat lamentuje, niewiele możemy zrobić, aby przyspieszyć proces budzenia. Nawet zastrzyk kofeiny nie jest prawdziwym rozwiązaniem.

„Istnieją pewne wyniki, które pokazują, że kofeina zwiększa segregację funkcjonalną między sieciami aktywnymi w zadaniach i negatywnymi w zadaniach, zwiększając tym samym zdolności mózgu do przełączania się między tymi dwoma trybami”, mówi Vallat. Ale to może nie działać szybki wystarczy przeciąć bezwładność snu.

„Po pierwsze, kofeina potrzebuje 30 do 60 minut, aby osiągnąć swój szczytowy poziom, a wiemy, że bezwładność snu zwykle zanika w ciągu 30 minut, więc nawet zanim kofeina rzeczywiście zacznie działać silnie na organizm”, dodaje.

Zamiast próbować kofeiny przez okres powolnego funkcjonowania mózgu, Vallat zaleca, aby być może jedynym prawdziwym tonikiem do inercji snu.

„Najlepiej jest poczekać kilka minut przed podjęciem ważnych decyzji lub uderzeniem w drogę, zwłaszcza jeśli czujesz, że właśnie obudziłeś się z głębokiego snu”, zaleca.

Abstrakcyjny:

Pierwsze minuty po przebudzeniu ze snu są zwykle naznaczone zmniejszoną czujnością, zwiększoną sennością i zaburzoną wydajnością, stan określany jako bezwładność snu. Chociaż behawioralne aspekty bezwładności snu są dobrze udokumentowane, jej korelaty mózgowe pozostają słabo poznane. Niniejsze badanie miało na celu wypełnienie tej luki poprzez pomiar u 34 uczestników zmian w wydajności behawioralnej (malejące zadanie odejmowania, DST), mocy widmowej EEG i łączności funkcjonalnej fMRI w stanie spoczynku w trzech punktach czasowych: przed wczesnym popołudniem 45-min drzemka, 5 minut po przebudzeniu z drzemki i 25 minut po przebudzeniu. Nasze wyniki pokazały pogorszenie wydajności podczas przebudzenia i wtargnięcie cech charakterystycznych dla snu (moc widmowa i łączność funkcjonalna) do aktywności mózgu w stanie czuwania, którego intensywność zależała od wcześniejszego czasu trwania snu i głębokości połączenia funkcjonalnego (14 uczestników przebudzony ze snu N2, 20 ze snu N3). Przebudzenie w głębokim śnie N3 wywołało najsilniejsze zmiany i charakteryzowało się globalną utratą segregacji funkcjonalnej mózgu między sieciami z zadaniami dodatnimi (uwaga grzbietowa, salience, sensomotoryczna) a zadaniową (tryb domyślny). Zaobserwowano znaczące korelacje między mocą delta EEG a łącznością funkcjonalną między domyślnymi i grzbietowymi sieciami uwagi, a także między procentem błędu w DST a domyślną łącznością funkcjonalną sieci. Wyniki te podkreślają (1) istotne korelacje między miarami łączności funkcjonalnej EEG i fMRI, (2) istotne korelacje między aspektem behawioralnym bezwładności snu a miarami funkcjonowania mózgu przy przebudzeniu (zarówno EEG, jak i fMRI) oraz (3) ważną różnicę w mózgowych podstawach bezwładności snu przy przebudzeniu ze snu N2 i N3.