چرا میخوابیم (درک کامل خواب) با هم بشنویم:
چرا می خوابیم: درک خواب
چرا میخوابیم؟ خواب، بخش جدایی ناپذیر زندگی ما، حدود یک سوم از عمرمان را به خود اختصاص میدهد. خواب باکیفیت و به اندازه کافی در زمان مناسب، به مانند آب و غذا برای بقای انسان ضروری است. بدون خواب، توانایی یادگیری و خلق خاطرات جدید، تمرکز و واکنش سریع مختل میشود.
خواب نقشی اساسی در عملکردهای مختلف مغز، از جمله ارتباط سلولهای عصبی (نورونها) با یکدیگر ایفا میکند. جالب است بدانید که مغز و بدن شما در طول خواب بسیار فعال هستند. یافتههای جدید نشان میدهد که خواب مانند یک جاروبرقی عمل میکند و سموم انباشته شده در مغز در طول بیداری را پاکسازی میکند.
نیاز به خواب در همه انسانها وجود دارد، اما هدف زیستی آن هنوز به طور کامل شناخته نشده است. خواب بر تمام بافتها و سیستمهای بدن، از جمله مغز، قلب، ریهها، متابولیسم، سیستم ایمنی، خلق و خو و مقاومت در برابر بیماریها تأثیر میگذارد. تحقیقات نشان میدهد که کمبود مزمن خواب یا خواب باکیفیت پایین خطر ابتلا به فشار خون بالا، بیماریهای قلبی عروقی، دیابت، افسردگی و چاقی را افزایش میدهد.
خواب یک فرآیند پیچیده و پویا است که بر نحوه عملکرد انسان به شیوههایی تأثیر میگذارد که دانشمندان در حال رمزگشایی آن هستند. این مقاله به بررسی نحوه تنظیم نیاز به خواب و وقایع مغز در طول خواب میپردازد.
خواب، معجزه ی خاموشی!
چرا میخوابیم؟ بخش های مختلفی در مغز مسئول این جادوی شبانه هستند. بیایید با هم سفری به اعماق این اندام پیچیده داشته باشیم و ببینیم خواب چطور کنترل می شود:
هیپوتالاموس: رهبر ارکستر خواب! این ناحیه ی کوچک اما قدرتمند در عمق مغز، گروهی از سلول های عصبی را در خود جای داده که نقش فرمانده کل خواب و بیداری را بر عهده دارند. درون هیپوتالاموس، هسته ی فوق کیاسمایی (SCN) قرار دارد. این هسته خوشه ای از هزاران سلول است که مستقیما از چشم ها اطلاعات مربوط به نور را دریافت می کند و ریتم رفتاری شما را کنترل می کند. آسیب به SCN می تواند باعث شود افرادی به صورت نامنظم در طول روز بخوابند، زیرا قادر به هماهنگ کردن ریتم شبانه روزی خود با چرخه ی نور و تاریکی نیستند. البته، اکثر نابینایان همچنان تا حدودی توانایی درک نور را حفظ می کنند و می توانند چرخه ی خواب و بیداری خود را تنظیم کنند.
ساقه ی مغز: همکاری تیمی برای یک خواب راحت! ساقه ی مغز که در پایین مغز قرار دارد، با هیپوتالاموس همکاری می کند تا گذار بین خواب و بیداری را کنترل کند. سلول های خواب آور در هیپوتالاموس و ساقه ی مغز، ماده ی شیمیایی به نام GABA را تولید می کنند که فعالیت مراکز برانگیختگی مغز را کاهش می دهد. همچنین، ساقه ی مغز (به ویژه پونز و بصل النخاع) نقش خاصی در خواب REM ایفا می کنند. این بخش با ارسال سیگنال هایی برای شل کردن عضلات ضروری برای حفظ بدن و حرکت اندام ها، مانع از این می شود که رویاهایمان را به طور فیزیکی اجرا کنیم.
تالاموس: ایستگاه قطار خواب! تالاموس به عنوان ایستگاه مرکزی اطلاعات حسی عمل می کند و این اطلاعات را به قشر مغز (لایه خارجی مغز که اطلاعات را از حافظه ی کوتاه مدت و بلند مدت تفسیر و پردازش می کند) می فرستد. در اکثر مراحل خواب، تالاموس آرام می شود و به شما اجازه می دهد تا دنیای بیرون را نادیده بگیرید. اما در طول خواب REM، تالاموس فعال می شود و تصاویری، صداها و حس های دیگری را به قشر مغز می فرستد که رویاهای ما را رقم می زند.
غده ی پینه آل: تنظیم کننده ی شب و روز! این غده ی کوچک که در داخل دو نیمکره ی مغز قرار دارد، سیگنال هایی را از SCN دریافت می کند و با تولید هورمون ملاتونین، به خوابیدن شما پس از خاموش شدن چراغ ها (تاریکی) کمک می کند. افرادی که بینایی خود را از دست داده اند و نمی توانند چرخه ی طبیعی خواب و بیداری خود را با استفاده از نور طبیعی تنظیم کنند، می توانند با مصرف مقادیر کم ملاتونین در زمان مشخص هر روز، الگوی خواب خود را تثبیت کنند. دانشمندان معتقدند که افزایش و کاهش ملاتونین در طول زمان، برای هماهنگ کردن ریتم شبانه روزی بدن با چرخه ی بیرونی نور و تاریکی اهمیت دارد.
قشر پیشانی: کنترل کننده ی نور و خاموشی! که در نزدیکی قسمت جلویی و پایینی مغز قرار دارد، هم خواب و هم بیداری را تقویت می کند، در حالی که بخشی از میان مغز به عنوان سیستم برانگیختگی عمل می کند. آزاد شدن آدنوزین (محصول جانبی شیمیایی مصرف انرژی سلولی) از سلول های این ناحیه و احتمالا سایر مناطق، باعث ایجاد تمایل به خواب می شود. کافئین با مسدود کردن عملکرد آدنوزین، با خواب آلودگی مقابله می کند.
آمیگدال: مرور خاطرات در رویاها! آمیگدال، ساختار بادام شکلی که در پردازش احساسات نقش دارد، در طول خواب REM به طور فزاینده ای فعال می شود. این بدان معناست که ما ممکن است هنگام خوابیدن، احساسات و تجربیات روزمره خود را بازبینی کنیم و این می تواند تا حدودی توضیح دهد که چرا رویاها گاهی اوقات می توانند بسیار واضح و زنده باشند.
پس می بینید که خواب فراتر از یک خاموشی ساده است. این فرآیند پیچیده به همکاری دقیق بخش های مختلف مغز نیاز دارد و درک بهتر این مکانیسم می تواند به ما کمک کند تا خوابی با کیفیت تر و آرام تر داشته باشیم.
مراحل خواب
خواب به دو دسته اصلی تقسیم می شود: خواب با حرکات سریع چشم (REM) و خواب بدون حرکات سریع چشم (NREM) که خود سه مرحله دارد. هر مرحله با امواج مغزی و فعالیت عصبی خاصی مرتبط است. در طول یک شب معمولی، چندین بار چرخه کامل این مراحل را طی می کنید، به طوری که هرچه به صبح نزدیک می شوید، دوره های REM طولانی تر و عمیق تر می شوند.
مرحله 1 خواب NREM:
این مرحله کوتاه (چند دقیقه) گذر از بیداری به خواب است. ضربان قلب، تنفس و حرکات چشمی شما آهسته می شود و ماهیچه هایتان با انقباض های گاه و بی گاه رها می شوند. امواج مغزی شما از الگوی بیداری روز به کندی حرکت می کنند.
مرحله 2 خواب NREM:
این مرحله خواب سبک قبل از ورود به خواب عمیق تر است. ضربان قلب و تنفس شما کندتر می شود و ماهیچه ها بیشتر شل می شوند. دمای بدن شما کاهش می یابد و حرکات چشم متوقف می شود. فعالیت امواج مغزی کند می شود اما با انفجارهای کوتاه فعالیت الکتریکی مشخص می شود. شما بیشتر چرخه های خواب را در این مرحله نسبت به سایر مراحل سپری می کنید.
مرحله 3 خواب NREM:
این مرحله خواب عمیق برای احساس سرحالی در صبح ضروری است. بیشتر در نیمه اول شب طول می کشد. ضربان قلب و تنفس شما به پایین ترین سطح خود در هنگام خواب می رسد. ماهیچه های شما شل هستند و بیدار کردن شما ممکن است دشوار باشد. امواج مغزی حتی کندتر می شوند.
مرحله REM:
این مرحله حدود 90 دقیقه پس از به خواب رفتن رخ می دهد. چشم های شما به سرعت از یک طرف به طرف دیگر در پشت پلک های بسته حرکت می کنند. فعالیت امواج مغزی با فرکانس های مختلف به حالت بیداری نزدیک می شود. تنفس شما سریعتر و نامنظم می شود و ضربان قلب و فشار خون شما به حالت تقریباً بیدار شدن افزایش می یابد. بیشتر رویاهای شما در طول خواب REM اتفاق می افتد، اگرچه برخی ممکن است در خواب NREM نیز رخ دهند. عضلات بازو و پای شما به طور موقت فلج می شوند که از رویابینی شما جلوگیری می کند. با افزایش سن، زمان کمتری در خواب REM به سر می برید. به احتمال زیاد تثبیت حافظه به هر دو خواب NREM و REM نیاز دارد.
مکانیسم های خواب:
دو مکانیسم زیستی داخلی – ریتم شبانه روزی و هموستاز – با هم کار می کنند تا زمان بیداری و خواب شما را تنظیم کنند.
ریتم شبانه روزی طیف وسیعی از عملکردها را هدایت می کند، از نوسانات روزانه بیداری گرفته تا دمای بدن، متابولیسم و ترشح هورمون ها. آنها زمان خواب شما را کنترل می کنند و باعث می شوند بدون استفاده از زنگ هشدار در شب احساس خواب آلودگی و در صبح تمایل به بیدار شدن داشته باشید. ساعت بیولوژیکی بدن شما که بر اساس تقریباً 24 ساعت در روز است، بیشتر ریتم های شبانه روزی را کنترل می کند. ریتم های شبانه روزی با نشانه های محیطی (نور، دما) در مورد زمان واقعی روز همگام می شوند، اما حتی در صورت عدم وجود نشانه ها نیز ادامه می یابند.
هموستاز خواب و بیداری نیاز شما به خواب را ردیابی می کند. محرک خواب هموستاتیک بعد از مدت زمان مشخصی به بدن یادآوری می کند که بخوابد و شدت خواب را تنظیم می کند. این محرک با هر ساعتی که بیدار هستید قویتر میشود و باعث میشود بعد از یک دوره کمبود خواب طولانیتر و عمیقتر بخوابید.
عوامل موثر بر نیازهای خواب و بیداری شما شامل شرایط پزشکی، داروها، استرس، محیط خواب و آنچه می خورید و می نوشید می باشد. شاید مهمترین تأثیر، قرار گرفتن در معرض نور باشد. سلول های تخصصی در شبکیه چشم شما نور را پردازش می کنند و به مغز می گویند که روز است یا شب و می توانند چرخه خواب و بیداری ما را جلو یا عقب بیندازند. قرار گرفتن در معرض نور می تواند به خواب رفتن و دوباره خوابیدن پس از بیدار شدن دشوار کند.
کارگران شیفت شب اغلب هنگام رفتن به رختخواب در به خواب رفتن مشکل دارند و همچنین در بیدار ماندن در محل کار مشکل دارند زیرا ریتم طبیعی شبانه روزی و چرخه خواب و بیداری آنها مختل می شود. در مورد جت لگ، ریتمهای شبانهروزی با زمانی از روز که مردم به منطقه زمانی متفاوت پرواز میکنند، هماهنگ نمیشوند و عدم تطابق بین ساعت داخلی آنها و ساعت واقعی ایجاد میکنند.
به چه مقدار خواب نیاز دارید؟
نیاز به خواب با افزایش سن تغییر می کند. نوزادان در ابتدا 16 تا 18 ساعت در روز می خوابند. کودکان مدرسه ای و نوجوانان برای هر شب به حدود 9.5 ساعت خواب نیاز دارند. اکثر بزرگسالان در شب به 7 تا 9 ساعت خواب نیاز دارند. با این حال، بزرگسالان (60 سال به بالا) تمایل دارند در شب کمتر بخوابند.
نیاز شما به خواب و الگوهای خوابتان با افزایش سن تغییر می کند، اما این میزان در افراد هم سن و سال به طور قابل توجهی متفاوت است. هیچ “تعداد ساعت خواب جادویی” وجود ندارد که برای همه افراد هم سن و سال مناسب باشد. نوزادان در ابتدا تا 16 تا 18 ساعت در روز می خوابند که می تواند به رشد و نمو (به ویژه مغز) کمک کند. کودکان مدرسه ای و نوجوانان به طور متوسط در هر شب به حدود 9.5 ساعت خواب نیاز دارند. اکثر بزرگسالان به 7 تا 9 ساعت خواب در شب نیاز دارند، اما بعد از 60 سالگی، خواب شبانه تمایل دارد کوتاه تر، سبک تر و با بیداری های متعدد قطع شود. افراد مسن همچنین بیشتر احتمال دارد داروهایی مصرف کنند که با خواب تداخل می کنند.
به طور کلی، به دلیل ساعات کاری طولانیتر و در دسترس بودن سرگرمیهای شبانهروزی و سایر فعالیتها، مردم کمتر از آنچه نیاز دارند میخوابند. بسیاری از مردم احساس میکنند که میتوانند در آخر هفته خواب از دست رفته را «جبران کنند»، اما بسته به اینکه چقدر از نظر خواب محروم هستند، خواب طولانیتر در آخر هفته ممکن است کافی نباشد.
رویاها و ردیابی خواب
رویاها:
همه، هر شب حدود دو ساعت خواب می بینند، اما بیشتر آنها را به یاد نمی آورند. هدف دقیق آن مشخص نیست، اما ممکن است در پردازش احساسات به شما کمک کند. رویدادهای روز اغلب در طول خواب به افکار شما نفوذ می کنند و افرادی که از استرس یا اضطراب رنج می برند بیشتر احتمال دارد دچار کابوس شوند. رویاها را می توان در همه مراحل خواب تجربه کرد، اما معمولا در خواب REM واضح تر هستند. برخی افراد خواب های رنگی می بینند، در حالی که برخی دیگر فقط رویاهای سیاه و سفید را به یاد می آورند.
ردیابی خواب با فناوری هوشمند:
میلیون ها نفر از برنامه های تلفن هوشمند، مانیتورهای کنار تخت و وسایل قابل پوشیدن (از جمله دستبند، ساعت هوشمند و هدبند) برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل غیررسمی اطلاعات مربوط به خواب خود استفاده می کنند. فناوری هوشمند می تواند صداها و حرکات را در طول خواب، ساعتهای خواب را ثبت کند و ضربان قلب و تنفس را کنترل کند. با استفاده از یک برنامه همراه، دادههای برخی از دستگاهها را میتوان با گوشی هوشمند یا تبلت همگامسازی کرد یا به رایانه شخصی آپلود کرد. برنامه ها و دستگاه های دیگر، سر و صدای سفید ایجاد می کنند، نوری تولید می کنند که تولید ملاتونین را تحریک می کند و از لرزش های ملایمی برای کمک به خواب و بیدار شدن استفاده می کنند.
نقش ژن ها و انتقال دهنده های عصبی:
سیگنال های شیمیایی برای خواب:
گروههایی از نورونهای تقویتکنندهی خواب در بسیاری از قسمتهای مغز با آماده شدن برای خواب فعالتر میشوند. مواد شیمیایی سیگنالدهنده عصبی به نام انتقالدهندههای عصبی میتوانند فعالیت سلولهایی را که هشدار یا آرامش را علامت میدهند، «خاموش» یا کاهش دهند. GABA با خواب، آرامش عضلانی و آرامبخشی مرتبط است. نورآدرنالین و اورکسین (همچنین به نام هیپوکرتین) هنگام بیداری برخی از قسمتهای مغز را فعال نگه میدارند. سایر انتقالدهندههای عصبی که بر خواب و بیداری تأثیر میگذارند عبارتند از استیلکولین، هیستامین، آدرنالین، کورتیزول و سروتونین.
ژن ها و خواب:
ژن ها ممکن است نقش مهمی در میزان نیاز ما به خواب داشته باشند. دانشمندان چندین ژن مرتبط با خواب و اختلالات خواب را شناسایی کرده اند، از جمله ژن هایی که تحریک پذیری نورون ها را کنترل می کنند و «ژن های ساعت» مانند Per، tim و Cry که بر ریتم های شبانه روزی و زمان بندی خواب ما تأثیر می گذارند. مطالعات انجمن ژنوم سراسری، مکانهایی را در کروموزومهای مختلف شناسایی کردهاند که حساسیت ما را به اختلالات خواب افزایش میدهند. همچنین، ژنهای مختلفی با اختلالات خوابی مانند اختلال فاز خواب پیشرفته خانوادگی، نارکولپسی و سندرم پای بی قرار شناسایی شدهاند. برخی از ژنهای بیان شده در قشر مخ و سایر نواحی مغز، سطح بیان خود را بین خواب و بیداری تغییر میدهند. چندین مدل ژنتیکی – از جمله کرم، مگس میوه و گورخرماهی – به دانشمندان در شناسایی مکانیسم های مولکولی و واریانت های ژنتیکی مرتبط با خواب طبیعی و اختلالات خواب کمک می کنند. تحقیقات بیشتر درک بهتری از الگوهای خواب ارثی و خطرات اختلالات شبانه روزی و خواب را به دست خواهد داد.
مطالعات خواب (تست خواب):
پزشک مراقبت های بهداشتی شما ممکن است برای تشخیص اختلال خواب، پلی سومنوگرافی (تست خواب) یا سایر آزمایشات را توصیه کند. این ابزار تنفس، میزان اکسیژن، حرکات چشم و اندام، ضربان قلب و امواج مغزی را در طول شب ثبت می کند. خواب شما نیز به صورت ویدئویی و صوتی ضبط می شود. داده ها می توانند به متخصص خواب کمک کنند تا تعیین کنند که آیا به درستی از مراحل مختلف خواب عبور می کنید. نتایج ممکن است برای ایجاد یک برنامه درمانی یا تعیین نیاز به آزمایش های بیشتر استفاده شود.
نکاتی برای داشتن یک خواب شبانه خوب
خواب کافی برای سلامتی شما مفید است. در اینجا چند نکته برای بهبود خواب شما آمده است:
- برنامه خواب تنظیم کنید: هر روز در یک زمان مشخص به رختخواب بروید و در زمان مشخصی از خواب بیدار شوید، حتی در آخر هفته ها.
- ورزش کنید: روزانه 20 تا 30 دقیقه ورزش کنید، اما نه چند ساعت قبل از خواب.
- از کافئین و نیکوتین در اواخر روز و نوشیدنی های الکلی قبل از خواب اجتناب کنید.
- قبل از خواب آرامش بگیرید: حمام گرم، مطالعه یا یک روتین آرامش بخش دیگر را امتحان کنید.
- فضایی برای خواب ایجاد کنید: از نورهای شدید و صداهای بلند اجتناب کنید، دمای اتاق را خنک نگه دارید و در اتاق خواب خود تلویزیون تماشا نکنید یا کامپیوتر نداشته باشید.
- در رختخواب بیدار نمانید: اگر نمی توانید بخوابید، کار دیگری انجام دهید، مانند خواندن یا گوش دادن به موسیقی، تا زمانی که احساس خواب آلودگی کنید.
- اگر در خواب مشکل دارید یا در طول روز احساس خستگی غیرمعمولی دارید به پزشک مراجعه کنید. اکثر اختلالات خواب به طور موثر قابل درمان هستند.
امید از طریق تحقیق
دانشمندان همچنان به یادگیری در مورد عملکرد و تنظیم خواب ادامه می دهند. تمرکز اصلی تحقیقات بر درک خطرات ناشی از محرومیت مزمن از خواب و رابطه بین خواب و بیماری است. افرادی که به طور مزمن از خواب محروم هستند، بیشتر در معرض اضافه وزن، سکته و بیماری های قلبی عروقی، عفونت ها و برخی از انواع سرطان نسبت به کسانی که به اندازه کافی می خوابند، قرار دارند. اختلالات خواب در بین افراد مبتلا به اختلالات عصبی مرتبط با سن مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون شایع است. بسیاری از رمز و رازها در مورد ارتباط بین خواب و این مشکلات سلامتی باقی مانده است. آیا کمبود خواب منجر به اختلالات خاصی می شود یا برخی بیماری ها باعث کمبود خواب می شوند؟ اینها و بسیاری از سوالات دیگر در مورد خواب، مرز تحقیقات خواب را نشان می دهند.
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).
دکتر کمالی بیش از 50 مقاله پژوهشی (h-index 13) در مجلات معتبر علمی به چاپ رسانده و در حال حاضر مدیر عامل انستیتو سلامت مغز دانا است. بعلاوه به عنوان پژوهشگر ارشد واحد مغز، شناخت و رفتار دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز مشغول فعالیت می باشد. می توانید پژوهش او را در Google Scholar دنبال کنید.
دکتر کمالی علاوه بر تخصص در زمینه علوم اعصاب، سال ها است که به عنوان مدیر اجرایی مجله علوم پزشکی پیشرفته و فناوری های کاربردی (JAMSAT) مشغول به فعالیت است. همچنین به عنوان دبیر اجرایی انجمن علوم اعصاب ایران شاخه فارس فعالیت می کند.