คุณคงเคยได้ยินคนพูดว่าพวกเขาสนุกกับการวิ่งเพราะมันทำให้พวกเขาปิดได้ บางทีคุณอาจรู้สึกแบบนั้นกับตัวเอง ดี งานวิจัยล่าสุดในหนู แนะนำว่าจริงๆ แล้วอาจมีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับเรื่องนี้ เพราะการทำงานของสมองจะลดลงจริงๆ เมื่อคุณทำการกระทำง่ายๆ ซ้ำๆ ยิ่งไปกว่านั้น ในขณะที่วิ่งอาจทำให้ร่างกายของคุณเหนื่อยล้า การออกกำลังกายดังกล่าวอาจช่วยลดความต้องการการนอนหลับของสมองได้
การตื่นนอนและหลับไม่ใช่สภาวะสองอย่างที่มีเอกภาพซึ่งกันและกัน บางครั้งคุณสามารถ หลับลึกขึ้น หรือตื่นตัวกว่าคนอื่น ๆ และขอบเขตระหว่างทั้งสอง เบลอได้. พฤติกรรมปกติของคุณ เช่น ความสามารถในการตอบสนองต่อเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดอย่างรวดเร็ว จะแย่ลงเมื่อคุณตื่นนอนเกินเวลานอนปกติ เราไม่รู้แน่ชัดว่าทำไมถึงเป็นแบบนี้ แต่อาจเป็นส่วนนั้นของสมองคุณก็ได้ ไปนอน แม้ว่าคุณจะตื่นตัวในทางเทคนิคแล้วก็ตาม แต่ด้วยแรงจูงใจที่ถูกต้อง เราสามารถบังคับตัวเองให้ตื่นตัวอยู่เสมอและแม้กระทั่งฟื้นฟูสมรรถภาพของเราชั่วคราว
เราต้องนอนหรือตื่นได้นานแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับขอบเขต เกี่ยวกับยีนของเราแต่ หลักฐานชี้ให้เห็น พวกเขายังได้รับผลกระทบจากกิจกรรมที่เราทำในขณะที่เราตื่น น่าแปลกที่เรายังไม่รู้ว่าการตื่นมากดดันร่างกายเราให้หลับคืออะไร แต่นักวิทยาศาสตร์มักเรียกกันว่า “กระบวนการเอส”. เช่นเดียวกับนาฬิกาทราย ระดับของกระบวนการ S บ่งบอกว่าเราตื่นหรือหลับนานแค่ไหน และมีแนวโน้มที่เราจะผล็อยหลับหรือตื่นขึ้นในช่วงเวลาใดก็ตาม
หลักฐานล่าสุดแสดงให้เห็น การนอนหลับนั้นไม่ได้เริ่มต้นโดยสมองโดยรวม แต่โดยเครือข่ายของเซลล์ประสาทในท้องถิ่นซึ่งถูกใช้มากขึ้นในขณะที่ตื่น เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันสงสัยว่าส่วนต่างๆ ของสมองที่รับผิดชอบต่อพฤติกรรมบางอย่างส่งผลต่อความสามารถในการตื่นตัวของเรามากกว่าส่วนอื่นๆ หรือไม่
ขึ้นทั้งคืนกับหนู
เพื่อทดสอบทฤษฎีนี้ เราใช้แนวโน้มที่รู้จักกันดีสำหรับหนูที่จะ วิ่งอย่างเป็นธรรมชาติบนล้อซึ่งบางครั้งครอบคลุมหลายกิโลเมตรทุกคืน เมื่อหนูวิ่งแบบนี้ก็ใช้จ่ายเยอะ เวลาตื่นมากขึ้นราวกับว่าความต้องการในการนอนหลับเพิ่มขึ้นในอัตราที่ช้าลง หรือมีบางอย่างที่เอาชนะมันได้ เพื่อให้กระจ่างเกี่ยวกับกระบวนการลึกลับนี้ เราได้ตรวจสอบสิ่งที่เกิดขึ้นในสมองของหนูที่วิ่งเองตามธรรมชาติ
ในการศึกษาของเราเราได้บันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในนีโอคอร์เทกซ์ของหนูแต่ละตัว ซึ่งเป็นชั้นนอกของสมอง ขณะที่พวกมันวิ่งบนล้อ โดยปกติ เมื่อเมาส์ (หรือมนุษย์) ตื่นและตื่นตัว เซลล์ประสาทจะยิงด้วยอัตราที่สูง นี่เป็นเพราะว่าสมองต้องเฝ้าสังเกตสิ่งรอบข้าง ประสานการเคลื่อนไหว และตัดสินใจในทันที การทำงานของสมองอย่างต่อเนื่องนี้ต้องใช้พลังงานเป็นจำนวนมาก – an ประมาณ 20% ของพลังงานทั้งหมด ที่ร่างกายใช้
น่าแปลกที่เราพบว่าเมื่อหนูวิ่งด้วยความเร็วสูง เซลล์ประสาทบางส่วนหยุดยิงโดยสิ้นเชิง และกิจกรรมสมองโดยรวมในมอเตอร์และบริเวณประสาทสัมผัสของนีโอคอร์เท็กซ์ลดลงโดยเฉลี่ยอย่างน้อย 30% ในทางที่ผิด แสดงให้เห็นว่า โดยรวมแล้ว พฤติกรรมทางกายภาพที่เคลื่อนไหวและการเคลื่อนไหวที่รุนแรงไม่จำเป็นต้องมีสมองที่กระฉับกระเฉง
เรายังสังเกตด้วยว่าเมื่อสัตว์มีพฤติกรรมที่แตกต่างกันมากมาย เซลล์ประสาทของพวกมันจะพุ่งสูงขึ้นในหลากหลายวิธี ตั้งแต่การปล่อยช้าไปจนถึงเร็ว แต่ในระหว่างกระบวนการวิ่งที่ซ้ำซากจำเจ หนามแหลมของระบบประสาทมีความสอดคล้องกันมากขึ้น นี่แสดงให้เห็นว่าการวิ่งไม่เพียงสัมพันธ์กับกิจกรรมโดยรวมที่น้อยลงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาวะของสมองที่มีเสถียรภาพและสม่ำเสมอมากขึ้นด้วย
คำถามต่อไปของเราคือว่าสิ่งนี้จะสร้างความแตกต่างให้กับการทำงานของสมองโดยรวมในช่วงที่ตื่นนอนเป็นเวลานานหรือไม่ การศึกษาก่อนหน้า แนะนำว่ายิ่งคุณตื่นอยู่นานเท่าไหร่ สมองของคุณก็จะยิ่งตื่นตัวมากขึ้นเท่านั้น (เซลล์ประสาทของคุณมีแนวโน้มที่จะยิงมากขึ้น) เราพบว่าเซลล์ประสาทของหนูโดยเฉลี่ยแล้วสร้างหนามแหลมขึ้นก่อนที่พวกเขาเข้านอนมากกว่าในช่วงเวลาไม่นานหลังจากตื่นนอน เมื่อไม่กี่ชั่วโมงก่อนหน้านั้น แต่ถ้าหนูใช้เวลามากในการวิ่ง การพุ่งขึ้นนี้ก็จะไม่เกิดขึ้น นี่แสดงให้เห็นว่าถ้าไม่ใช้เซลล์ประสาท เซลล์จะไม่ตื่นตัวมากขึ้น
สภาวะจิตใจที่กำลังดำเนินอยู่
จากการสังเกตเหล่านี้ เราสรุปได้ว่าถ้าวันของหนูถูกครอบงำโดยงานที่ต้องใช้การเคลื่อนไหวซ้ำๆ หรือเป็นจังหวะ (เช่น การวิ่ง) สมองของมันจะอยู่ในสภาพที่ต่างจากปกติโดยพื้นฐาน ภาวะนี้อาจช่วยให้สมองได้พักผ่อนโดยไม่ต้องหลับลึกและให้ประโยชน์เช่นเดียวกัน หลักฐานล่าสุด แนะนำอย่างสม่ำเสมอ ว่าการออกกำลังกายระยะสั้นอาจเป็นประโยชน์ต่อการทำงานของสมองใน วิธีการนอนหลับที่คล้ายกัน.
ตัวอย่างอื่นๆ จากธรรมชาติสนับสนุนแนวคิดนี้ ตัวอย่างเช่น, นกนอนน้อย เมื่อพวกเขากำลังบินไม่หยุดเพื่อ หลายวันหรืออพยพ. มีหลักฐานบางอย่างถึงผลกระทบที่คล้ายคลึงกันในมนุษย์ เช่น ความเชื่อมโยงระหว่างการทำสมาธิกับ ลดความจำเป็นในการนอนหลับ. เราไม่ทราบแน่ชัดว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น แต่อาจเป็นเพราะการทำสมาธินั้นสัมพันธ์กับสภาวะของสมองที่เวลาจะเดินช้าลงอย่างมีประสิทธิภาพ และมันอาจจะเหมือนกันสำหรับหนูบนพวงมาลัย
ยังมีคำถามมากมายที่ต้องตอบว่าทำไมเราจึงต้องนอน และผลกระทบต่อสมองของเรานั้นเป็นอย่างไร แต่สิ่งที่ชัดเจนขึ้นเรื่อยๆ คือ เราไม่สามารถเข้าใจความลึกลับของการนอนหลับได้ หากไม่เข้าใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราตื่น
เกี่ยวกับผู้เขียน
Vladyslav Vyazovskiy รองศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยา University of Oxford
บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง:
at ตลาดภายในและอเมซอน
