Γιατί ο εγκέφαλός μας «αδειάζει» όταν είμαστε εξαντλημένοι - Τι δείχνει νέα μελέτη

Όλοι έχουμε βιώσει τη δυσκολία συγκέντρωσης μετά από ένα κακό βράδυ ύπνου και μια νέα μελέτη δείχνει τι ακριβώς συμβαίνει στον εγκέφαλο όταν εμφανίζεται αυτό το αίσθημα.

Όταν «χαζεύεις» έπειτα από ολονύχτια αϋπνία, ο εγκέφαλος αποβάλλει εγκεφαλονωτιαίο υγρό (CSF), το οποίο περιβάλλει τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό και αποτελεί μέρος του συστήματος αποβολής «αποβλήτων» του εγκεφάλου. Σύμφωνα με τη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 29 Οκτωβρίου στο Nature Neuroscience, αυτό το υγρό επιστρέφει απότομα στον εγκέφαλο όταν «συνέρχεσαι».

Αυτές οι αποτυχίες προσοχής που προκαλούνται από την κόπωση συνοδεύονται επίσης από τεράστιες αλλαγές στη ροή του αίματος και στο μέγεθος της κόρης των ματιών, σύμφωνα με τα ευρήματα. Μέχρι τώρα, δεν ήταν γνωστό ότι αυτές οι φυσιολογικές αντιδράσεις λειτουργούν ταυτόχρονα όταν ο εγκέφαλος «αποσυνδέεται» λόγω εξάντλησης.

«Με το να μετρήσουμε τόσες διαφορετικές πληροφορίες για τον εγκέφαλο ταυτόχρονα, μπορέσαμε να δούμε ότι όλα αυτά τα διαφορετικά πράγματα που αρχικά νομίζαμε πως ήταν ξεχωριστά, στην πραγματικότητα συνέβαιναν μαζί,» δήλωσε στη Live Science η Λόρα Λούις, αναπληρώτρια καθηγήτρια νευροεπιστήμης στο MIT και συν-συγγραφέας της μελέτης.

Ο ύπνος είναι κρίσιμος για την υγεία του εγκεφάλου, και οι ειδικοί συστήνουν στους ενήλικες να κοιμούνται επτά με εννέα ώρες κάθε βράδυ. Η έλλειψη ύπνου επηρεάζει την ψυχική και σωματική υγεία και επιβαρύνει σημαντικά την ικανότητα συγκέντρωσης. «Ωστόσο, η νευρωνική βάση των αποτυχιών προσοχής που προκαλούνται από την έλλειψη ύπνου δεν είναι ακόμη καλά κατανοητή,» έγραψαν οι ερευνητές.

Τι έδειξαν τα πειράματα

Για να διερευνήσουν το φαινόμενο, στρατολόγησαν 26 υγιείς εθελοντές ηλικίας 19 έως 40 ετών — εκ των οποίων οι 19 γυναίκες. Όλοι οι συμμετέχοντες πέρασαν από δύο πειραματικές συνθήκες, με περίπου 10 ημέρες απόσταση: μία καλά ξεκούραστη και μία με στέρηση ύπνου. Οι μισοί ξεκίνησαν με την ξεκούραστη συνεδρία και οι άλλοι με τη συνεδρία στέρησης ύπνου.

Οι ξεκούραστοι συμμετέχοντες κοιμήθηκαν 6,5 έως 9 ώρες στο σπίτι, ενώ εκείνοι που στερήθηκαν ύπνο έμειναν ξύπνιοι όλη τη νύχτα στο εργαστήριο. Το επόμενο πρωί, πριν από κάθε δοκιμή, οι ερευνητές τοποθέτησαν καπέλα EEG στα κεφάλια των συμμετεχόντων για την καταγραφή των εγκεφαλικών κυμάτων. Ταυτόχρονα, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI) για να καταγραφούν τα μοτίβα ροής αίματος και CSF στον εγκέφαλο. Εντοπιστές ματιού κατέγραψαν το μέγεθος της κόρης.

Στη συνέχεια, οι συμμετέχοντες εκτέλεσαν δοκιμασίες οπτικής και ακουστικής προσοχής: πατούσαν ένα κουμπί μόλις έβλεπαν μια εικόνα ή άκουγαν έναν ήχο. Επιπλέον, οι ερευνητές κατέγραψαν δεδομένα βασικής εγκεφαλικής δραστηριότητας αφήνοντάς τους να ξεκουραστούν για 25 λεπτά χωρίς καμία εργασία.

Όπως ήταν αναμενόμενο, οι κουρασμένοι συμμετέχοντες άργησαν περισσότερο να αντιληφθούν τα ερεθίσματα και έχασαν περισσότερα σήματα σε σύγκριση με όταν ήταν ξεκούραστοι. Όμως η επιστημονική ομάδα εξεπλάγη με τις τεράστιες «ριπές» εγκεφαλονωτιαίου υγρού που παρατηρήθηκαν στα άτομα με στέρηση ύπνου, συνοδευόμενες από αργά εγκεφαλικά κύματα — στοιχεία που κανονικά εμφανίζονται μόνο στη μη-REM φάση του ύπνου.

Συγκεκριμένα, τα μοτίβα έμοιαζαν με εκείνα που παρατηρούνται όταν ένα άτομο μεταβαίνει από το στάδιο N1 στο N2, τα δύο πρώτα από τα τρία στάδια του μη-REM ύπνου που βιώνει κάποιος σε κάθε κύκλο ύπνου. «Αυτό ήταν κάτι που μέχρι τώρα είχαμε δει σε τέτοια κλίμακα μόνο κατά τη διάρκεια του ύπνου», δήλωσε η Λιούις.

Η σύνδεση της ροής του CSF με την κόρη του ματιού

Η ροή του εγκεφαλονωτιαίου υγρού (CSF) συνδεόταν στενά με το μέγεθος της κόρης του ματιού· η μεγάλη εισροή υγρού ακολουθούσε τη διάταση της κόρης, ενώ η εκροή ακολουθούσε τη συστολή της. Αυτή η σύνδεση ήταν πιο έντονη σε άτομα με έλλειψη ύπνου, κάτι που μπορεί να υποδηλώνει ότι το κυκλοφορικό σύστημα του σώματος βρίσκεται πίσω από αυτή τη σύζευξη, έγραψαν οι συγγραφείς. Οι ροές του CSF συνέπιπταν επίσης με τις στιγμές που τα άτομα «χάνονταν» κατά τη διάρκεια των εργασιών.

«Όταν έχεις στιγμές αποτυχίας προσοχής… τότε έχεις αυτό το υγρό που απομακρύνεται από τον εγκέφαλό σου, και όταν ξανακερδίζεις την προσοχή σου, όταν αρχίζεις να ανταποκρίνεσαι ξανά στα ερεθίσματα, αυτό το υγρό ρέει πίσω στον εγκέφαλο», δήλωσε στη Live Science ο Ζινόνγκ Γιανγκ, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και υπολογιστικός νευροεπιστήμονας στο MIT.

«Αυτά είναι πράγματα που συνήθως δεν σκεφτόμαστε ότι είναι τόσο στενά συγχρονισμένα — η ικανότητά σου να προσέχεις τον κόσμο και η βασική κίνηση των υγρών στον εγκέφαλο», πρόσθεσε η Λιούις.

Ο εγκέφαλος σε κατάσταση ύπνου ενώ είμαστε ξύπνιοι

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα εγκεφαλικά μοτίβα που βλέπουν μπορεί να αντανακλούν τον ύπνο-όμοιο τρόπο λειτουργίας ενός εγκεφάλου που στερείται ύπνου, ενώ το άτομο είναι ακόμη ξύπνιο. Τα κενά προσοχής σηματοδοτούν την έναρξη αυτών των διεργασιών, αλλά αυτές διακόπτονται πριν εγκαθιδρυθεί ο πραγματικός ύπνος.

Ωστόσο, προς το παρόν, ο λειτουργικός λόγος πίσω από αυτές τις μεγάλες μεταβολές στη ροή του αίματος δεν είναι ξεκάθαρος, σημείωσε η Λιούις. Μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να εξετάσει αν και πώς αυτά τα μοτίβα επηρεάζουν την απομάκρυνση τοξικών μεταβολικών αποβλήτων από τον εγκέφαλο, έγραψαν οι συγγραφείς.

Ο Μάικλ Τσι, διευθυντής του Κέντρου Ύπνου και Γνωστικής Λειτουργίας στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε ότι η έρευνα είναι «μια εντυπωσιακή εργασία φυσιολογίας». Πιστεύει ότι το αυτόνομο νευρικό σύστημα, που ελέγχει ασυνείδητες λειτουργίες του σώματος, βρίσκεται πίσω από αυτά τα σήματα.

«Νομίζω ότι το μεγάλο μάθημα είναι ότι “Κοίτα, αυτό το ταπεινό αυτόνομο σύστημα, στο οποίο δεν δίνουμε πολλή προσοχή, στην πραγματικότητα ενορχηστρώνει μερικές από τις μεγαλύτερες αλλαγές σημάτων — αλλαγές στην κόρη του ματιού, στο EEG, στα BOLD σήματα [fMRI]”», είπε στη Live Science.

Πόσο επηρεάζει η στέρηση ύπνου

Ωστόσο, ο Τσι υπογράμμισε ότι οι συμμετέχοντες είχαν στερηθεί ύπνο για 24 ώρες, ενώ οι περισσότεροι άνθρωποι χάνουν μόνο λίγες ώρες σε μια κακή νύχτα. «Αυτό είναι μια βαριά παρέμβαση», είπε, οπότε «τα αποτελέσματα είναι ασυνήθιστα μεγάλα».

Η μελέτη αυτών των εγκεφαλικών μεταβολών σε άτομα με προβλήματα ύπνου θα μπορούσε να αποκαλύψει νέους θεραπευτικούς στόχους, πρόσθεσε ο Τσι.