Význam spánku v učebných pomôckach študentského slovníka biológie
Spánok je výsadou, ktorú si užíva len málo živých bytostí. V prísne vedeckom zmysle spia iba cicavce a niektoré druhy vtákov. Zdá sa, že veľa ľudí má problémy so spánkom bez ohľadu na vek. Laboratóriá spánku sa snažia zistiť príčiny tohto problému a renomované výskumné ústavy skúmajú otázky: „Prečo spíme?“, „Čo je spánok?“, „Koľko spánku potrebujú zvieratá a ľudia?“ Atď.
Spánok je stav mozgu, ktorý obmedzuje vedomé vnímanie prostredia zmenou organizácie mozgovej činnosti a opravou nervových buniek. Zároveň sú fyzické aktivity obmedzené na minimum. Zdá sa teda, že spánok predstavuje pre organizmus obzvlášť intenzívny stav zotavenia. Skutočne zaujímavou fázou spánku je REM spánok, počas ktorého môžu vznikať sny.
Historické
V gréckej mytológii bol boh spánku HYPNOS zodpovedný za uspávanie ľudí a zvierat. Údajne žil v pochmúrnom údolí, ktoré pretiekla rieka zabudnutia. Byliny, o ktorých sa predpokladalo, že indukujú spánok, rástli v záhrade jeho domu. So smrťou úzko súvisel aj spánok, napríklad brat HYPNOSA bol bohom smrti THANATOS. Vo vedeckom výskume zameranom na túto tému bol až do polovice 19. storočia rozhodujúci pohľad na vnímanie spánku ako pasívneho a neaktívneho stavu. Prvé experimentálne výskumné prístupy pochádzajú od ARNOLD KOHLSCHÜTTER (1883-1969) - takzvané experimenty prahovej hodnoty prebudenia. Objav ľudského elektroencefalogramu (EEG) HANSOM BERGEROM (1873-1941) umožnil merať mozgovú aktivitu v bdelom a spánkovom stave, a tým aj na začiatku empirického výskumu spánku.
Klasifikácia spánku
V roku 1968 americkí vedci zaoberajúci sa spánkom navrhli klasifikáciu rôznych stupňov spánku, ktorá je stále platná. Centrálne nervové excitačné procesy mozgu sa odrážajú v rytmickej aktivite v EEG. Na základe vyhodnotenia týchto procesov vzrušenia sa spánok rozdelil do dvoch fáz Spánok, ktorý nie je REM (Hlboký spánok) a REM spánok (Spánok za súmraku).
| Non-REM spánok (NREM spánok) je rozdelený do 4 etáp: | |
| Fáza 1: | Prechod medzi bdením a spánkom (Oči sa pomaly krútia, pomalé statické obrazy snov) |
| Fáza 2: | Čas zaspať (žiadne pohyby očí, kognitívny obsah k dispozícii pri prebudení) |
| Fáza 3 a 4: | Spánok s pomalými vlnami (žiadne pohyby očí, žiadny obsah k dispozícii) |
| REM spánok (REM = rýchle pohyby očí) (rýchle pohyby očí, snové sekvencie s halucináciou, zášklby svalov, zvýšená srdcová a dýchacia frekvencia, erekcie penisu, zvýšený vaginálny prietok krvi) | |
Rozloženie a dĺžka spánkových fáz sa líšia tak v rámci rôznych vekových skupín druhu (dĺžka spánku, a tým aj dĺžka a načasovanie spánku sa s pribúdajúcim vekom zmenšujú), ako aj medzi rôznymi druhmi. Napríklad spánok REM sa vyskytuje u vtákov, iba ak sú kurčatami. Zvieratá vačkov a placenty vykazujú typický ľudský spánkový model striedania REM a iných ako REM spánkových fáz.
Neurológia spánku
Vďaka modernej technológii implantácie najjemnejších mikroelektród (drôty s priemerom okolo 32 mikrometrov) do jednotlivých nervových buniek v ktorejkoľvek oblasti mozgu je teraz možné mozgovú aktivitu pri spánku a bdení skúmať presnejšie ako pri EEG. Schéma aktivity mozgu je úplne odlišná v spánku REM a NREM, ale držanie tela a registrácia environmentálnych stimulov sú rovnako obmedzené v oboch fázach.
Počas Hlboký spánok (iný ako REM) neuróny mozgového kmeňa už nie sú aktívne alebo sú len veľmi málo aktívne. V mozgovej kôre aktivita neurónov klesá len mierne. Na základni mozgu boli objavené „spánkové neuróny“, ktoré sú vysoko aktívne počas hlbokého spánku.
Počas REM spánok aktivita neurónov mozgovej kôry a mozgového kmeňa pripomína stav bdenia. Je zrejmé, že určité bunky v mozgovom kmeni, „spánkové neuróny REM“, sú zodpovedné za tento stav prostredníctvom svojej činnosti.
Celková spotreba energie tela je počas REM spánku veľmi vysoká. Táto skutočnosť je okrem iného spôsobená rýchlymi pohybmi očí, ktoré tam prebiehajú. Prečo sa oči hýbu, ale nie ostatné svaly?
Počas spánku sú inhibované látky prenášajúce energiu, ktoré vyvolávajú pohyby svalov (napr. Acetylcholín). Existuje iba krátke zášklby svalov. Očné svaly nie sú ovplyvnené.
Počas spánku REM kolíše pulzová frekvencia a dychová frekvencia podobne, ako keď ste hore, regulácia telesnej teploty je obmedzená.
Funkcia spánku
Prečo je nedostatok spánku zdraviu škodlivý?
U potkanov viedla experimentálne vyvolaná deprivácia spánku k zvýšeniu pulzovej frekvencie, zvýšenej spotrebe energie, strate tepla a napriek bežnej konzumácii potravy nakoniec k smrti.
U ľudí vykazuje deprivácia ustavične rastúcu únavu, pokles koncentrácie, príznaky stresových reakcií, fázy mikrospánku a nakoniec neinhibovaný spánok.
Je známe, že zvýšený metabolizmus vytvára voľné radikály (vysoko reaktívne fragmenty molekúl), ktoré môžu poškodiť alebo zničiť bunky. Na rozdiel od iných tkanív mozog po narodení neprodukuje takmer žiadne nové bunky. Teraz sa predpokladá, že takzvané opravné enzýmy opravujú poškodenia spôsobené neurónmi voľnými radikálmi počas hlbokého spánku. Okrem toho „staré“ enzýmy možno nahradiť syntézou nových. Spánok má teda regeneračnú funkciu.
Zdá sa, že v REM spánku vedie ďalší mechanizmus k regenerácii tela. Inhibícia uvoľňovania alebo prenosu vysielačov v tejto fáze spánku zaisťuje zvýšenie molekúl receptora v bunkových membránach a ich dobrú reaktivitu vo fáze bdenia (dozrievanie mozgu) v dôsledku nestresu.
Štúdie na ovocných muškách potvrdili, že pravidelný odpočinok na obnovenie funkcie vysielača nie je dôležitý iba u cicavcov. Tiež sa predpokladá, že spánok REM u dospelých sa používa na spracovanie informácií zaznamenaných počas dňa. Nedostatok spánku ovplyvňuje predovšetkým výkon pamäte. Ovplyvnené sú najmä zručnosti naučené tesne pred spánkom. Mohlo by sa preukázať, že vzorce nervových excitácií sa opakujú počas spánku, čo sa nedávno prejavilo ako nové dojmy. Pravdepodobne tieto opakovania zabezpečia, aby sa informácie ukladali trvalejšie.
Presné vedecké vysvetlenie dôležitosti spánku zatiaľ nebolo poskytnuté.
Rytmus spánok-bdenie
Zvieratá a ľudia majú určité rytmy spánku a bdenia, ktoré sú ovplyvnené mnohými faktormi, ako napr B. zmena svetla a tmy, faktory prostredia, vnútorné faktory ako produkcia hormónov a subjektívne podmienky sú závislé. Napríklad ľudia v Nemecku sú prvými, ktorí to vstávajú, čo je tiež dôsledkom ich sociálnych tradícií.
V priebehu života klesá potreba spánku. Nižšia potreba spánku v starobe sa často označuje ako porucha spánku.
Vzrušujúce zážitky krátko pred obvyklým časom zaspania môžu zhoršiť spánok. Laboratóriá spánku skúmajú možné príčiny porúch spánku a odporúčajú rôzne terapie. Teraz sa zistilo, že prášky na spanie nie sú správnym spôsobom riešenia problémov so spánkom. Bojujú iba s fenoménom „neschopnosti spať“, ale nie s jeho príčinami.
Zlepšenie pamäti a učenia sa počas spánku je stále kontroverzné. Zatiaľ čo nemeckí vedci sú za toto, podľa amerických výskumných ústavov je tento predpoklad kontroverzný.
Existujú vzťahy medzi veľkosťou tela a dĺžkou spánku?
Štúdie na zvieratách rôznych veľkostí preukázali dlhší čas spánku u menších zvierat (napr. Hlodavcov). Na porovnanie, slony majú kratší čas spánku a menej hlboký spánok. Pretože malé zvieratá majú oveľa vyššiu metabolickú intenzitu, výhodami spánku bude pravdepodobne jeho funkcia šetriaca energiu. Spánok a výsledný zvyšok organizmu umožňujú šetriť a ukladať energiu. Po uplynutí času náročného na energiu je nevyhnutná fáza odpočinku a relaxácie, aby sa ušetrila a ušetrila energetická zásoba. Pravidelný výskyt REM fáz by mohol zabrániť príliš nízkemu poklesu metabolickej aktivity opakovaným uvedením tela do aktívnejšieho stavu.
Ďalší predpoklad je založený na údajnom výkone opravy nervových buniek počas spánku: Predpokladá sa, že vyššia metabolická intenzita menších zvierat a s tým spojené zvýšené poškodenie buniek voľnými radikálmi vedie k potrebe dlhších opravných služieb, a tým aj dlhšej doby spánku.