Somn non-rapid de mișcare a ochilor - Non-rapid eye movement sleep

Somnul cu mișcare rapidă a ochilor ( NREM ), cunoscut și sub numele de somn în repaus , este, în mod colectiv, stadiile de somn 1-3, cunoscute anterior ca stadiile 1-4. Somnul cu mișcare rapidă a ochilor (REM) nu este inclus. Există caracteristici electroencefalografice distincte și alte caracteristici observate în fiecare etapă. Spre deosebire de somnul REM, există de obicei puțină mișcare a ochilor sau deloc în aceste etape. Visândapare în ambele stări de somn, iar mușchii nu sunt paralizați ca în somnul REM. Persoanele care nu trec prin etapele de somn se blochează în mod corespunzător în somnul NREM și, deoarece mușchii nu sunt paralizați, o persoană poate fi capabilă să facă somn. Potrivit studiilor, activitatea mentală care are loc în timpul somnului NREM se crede că este asemănătoare gândirii, în timp ce somnul REM include conținut halucinant și bizar. Somnul NREM este caracteristic prieteniei inițiate de visători, comparativ cu somnul REM, unde este mai agresiv, ceea ce înseamnă că NREM este responsabil de simularea interacțiunilor prietenoase. Activitatea mentală care apare în somnul NREM și REM este rezultatul a doi generatori de minte diferiți, ceea ce explică și diferența de activitate mentală. În plus, există un parasimpaticdominanță în timpul NREM. Se consideră că diferențele raportate între activitatea REM și activitatea NREM provin din diferențe în etapele de memorie care apar în timpul celor două tipuri de somn.

Etape

Somnul NREM a fost împărțit în patru etape în standardizarea Rechtschaffen și Kales (R&K) din 1968. Aceasta a fost redusă la trei în actualizarea din 2007 de Academia Americană de Medicină a Somnului (AASM).

Etapa 1 - apare mai ales la începutul somnului, cu mișcare lentă a ochilor. Această stare este uneori denumită veghe relaxată. Undele alfa dispar și apare unda theta . Oamenii treziți din această etapă cred adesea că au fost pe deplin treji. În timpul tranziției în stadiul 1 de somn, este frecvent să experimentați scutecuri hipnice .
Etapa 2 - nu are loc mișcarea ochilor, iar visarea este foarte rară. Somnul este destul de ușor trezit. Înregistrările EEG tind să prezinte „ fusuri de somn ” caracteristice , care sunt explozii scurte de activitate cerebrală de înaltă frecvență și „ complexe K ” în această etapă.
Etapa 3 - împărțită anterior în etapele 3 și 4, este somnul profund, somnul cu undă lentă (SWS). Etapa 3 a fost anterior tranziția între etapa 2 și etapa 4 unde undele delta , asociate cu somnul „profund”, au început să apară, în timp ce undele delta au dominat în etapa 4. În 2007, acestea au fost combinate în doar etapa 3 pentru tot somnul profund . Visarea este mai frecventă în această etapă decât în alte etape ale somnului NREM, deși nu la fel de obișnuită ca în somnul REM. Conținutul viselor SWS tinde să fie deconectat, mai puțin viu și mai puțin memorabil decât cele care apar în timpul somnului REM. Aceasta este, de asemenea, etapa în care parazomnii apar cel mai frecvent. Diferite sisteme de educație, de exemplu, VCAA din practica educațională victoriană australiană practică încă separarea etapelor 3 și 4.

Fusuri de somn și complexe K

Fusele de somn sunt unice pentru somnul NREM. Cea mai mare activitate a fusului are loc la începutul și la sfârșitul NREM. Fusele de somn implică activarea în creier în zonele talamusului, cortexului cingulat și insular anterior și a girusului temporal superior. Au lungimi diferite. Există fusuri lente în intervalul 11 - 13 Hz care sunt asociate cu o activitate crescută în girusul frontal superior și fusuri rapide în intervalul 13 - 15 Hz care sunt asociate cu recrutarea regiunilor corticale de procesare senzorimotorie, precum și recrutarea a cortexului frontal mezial și a hipocampului. Nu există un răspuns clar cu privire la ceea ce înseamnă aceste fusuri de somn, dar cercetările în curs speră să le lumineze funcția.

Complexele K sunt unde delta lungi unice care durează doar o secundă. Ele sunt, de asemenea, unice pentru somnul NREM. Ele apar spontan în primele etape, de obicei în a doua etapă, la fel ca fusurile de somn. Cu toate acestea, spre deosebire de axele de somn, acestea pot fi induse voluntar de zgomote tranzitorii, cum ar fi o bătaie la ușă. Funcția acestor complexe K este necunoscută și trebuie efectuate cercetări suplimentare.

Visând

Deși rapoartele participanților la studiu privind intensitatea visului în timpul somnului REM și amintirea crescută a viselor care au loc în acea fază sugerează că visarea apare cel mai frecvent în acea etapă, visarea poate apărea și în timpul somnului NREM, în care visele tind să fie mai banale în comparație. S-a crezut inițial că somnul NREM este absența viselor, sau visele apar mai rar în comparație cu somnul REM, deoarece 90-95% dintre cei care se trezesc în mijlocul somnului REM vor raporta că au avut un vis, dar doar 5 -10% dintre cei care se trezesc în mijlocul somnului non-REM vor spune că au visat. Cu toate acestea, atunci când li se solicită procese de gândire sau sentimente mai generale, 70% dintre persoanele care se trezesc din somnul NREM raportează că au sentimente asemănătoare visurilor, ceea ce este caracteristic visurilor NREM, dezmințind potențial această teorie.

Cercetările au arătat, de asemenea, că visele din timpul etapei NREM apar cel mai frecvent în timpul orelor de dimineață, care este, de asemenea, perioada de timp cu cea mai mare apariție a somnului REM. Acest lucru a fost constatat printr-un studiu care a implicat subiecți care au luat pui de somn în anumite intervale de timp și au fost treziți cu forță, somnul lor a fost separat în pui de somn, inclusiv doar somn REM și doar somn NREM folosind polisomnografie . Aceasta implică faptul că apariția polisomnografică a somnului REM nu este necesară pentru a visa. Mai degrabă, mecanismele reale care creează somnul REM provoacă schimbări în experiența de somn a cuiva. Prin aceste modificări, până dimineața, are loc o activare sub-corticală în timpul NREM, care este comparabilă cu tipul care apare în timpul REM. Această activare sub-corticală are ca rezultat visarea în timpul etapei NREM în timpul orelor de dimineață.

Sinele în visare

Se sugerează că visarea implică două sinele: sinele agresiv (REM) și sinele prietenos (NREM). Se pare că în visele NREM, sinele este pus în situații diferite, în mare parte negative, dar se găsește că răspunde într-un mod care se împrietenește sau îmbrățișează necunoscutul. Uneori se crede că în somnul NREM, visătorii sunt „conștienți de a fi conștienți”, cunoscut și sub numele de „conștientizare secundară”, ceea ce le permite să ia decizii mai bune și să poată reflecta asupra lor.

Mișcări musculare

În timpul somnului non-REM, se inhibă unitatea tonică către majoritatea mușchilor respiratori ai căilor respiratorii superioare. Acest lucru are două consecințe:

Calea aeriană superioară devine mai dischetă.
Inervația ritmică are ca rezultat contracții musculare mai slabe , deoarece nivelurile de calciu intracelular sunt reduse, deoarece îndepărtarea inervației tonice hiperpolarizează motoneuronii și, în consecință, celulele musculare.

Cu toate acestea, deoarece diafragma este condusă în mare parte de sistemul autonom, este relativ scutită de inhibarea non-REM. Ca atare, presiunile de aspirație pe care le generează rămân aceleași. Aceasta îngustează căile respiratorii superioare în timpul somnului, crescând rezistența și făcând fluxul de aer prin căile respiratorii superioare turbulente și zgomotoase. De exemplu, o modalitate de a determina dacă o persoană doarme este să-i asculți respirația - odată ce persoana adoarme, respirația ei devine considerabil mai puternică. Nu este surprinzător faptul că tendința crescută a căilor aeriene superioare de a se prăbuși în timpul respirației în somn poate duce la sforăit , o vibrație a țesuturilor din căile respiratorii superioare. Această problemă se agravează la persoanele supraponderale când dorm pe spate, deoarece țesutul suplimentar de grăsime se poate îngreuna pe căile respiratorii, închizându-l. Acest lucru poate duce la apnee în somn .

Parasomnii

Apariția parasomniilor este foarte frecventă în ultima etapă a somnului NREM. Parasomniile sunt comportamente de somn care afectează funcția, calitatea sau momentul somnului, cauzate de o activare fiziologică în care creierul este prins între etapele adormirii și trezirii. Sistemul nervos autonom, procesul cognitiv și sistemul motor sunt activate în timpul somnului sau în timp ce persoana se trezește din somn.

Câteva exemple de parasomnii sunt somnambulismul (mersul pe jos în somn), somnilohia (somnul vorbind), somnul , coșmarurile sau groazele nocturne , paralizia somnului și sexsomnia (sau „ sexul în somn ”). Multe dintre acestea au o componentă genetică și pot fi destul de dăunătoare pentru persoana cu comportament sau pentru partenerul de pat. Parasomniile sunt cele mai frecvente la copii, dar s-a descoperit că majoritatea copiilor le depășesc cu vârsta. Cu toate acestea, dacă nu sunt depășite, ele pot provoca alte probleme grave în viața de zi cu zi.

Polisomnografie

Polisomnografia (PSG) este un test utilizat în studiul somnului; rezultatul testului se numește polisomnogramă. Mai jos sunt imagini ale etapelor 1, 2 și 3 ale NREM.

Cifrele reprezintă epoci de 30 de secunde (30 de secunde de date). Ele reprezintă date de la ambii ochi, EEG, bărbie, microfon, EKG , picioare, fluxul de aer nazal / oral, termistor, efort toracic, efort abdominal, oximetrie și poziția corpului, în această ordine. EEG este evidențiat de caseta roșie. Fusele de somn din figura 2 sunt subliniate cu roșu.

Etapa N1:

Etapa N2:

Etapa N3:

Somn cu undă lentă

Somnul cu unde lente (SWS) este alcătuit din cea mai profundă etapă a NREM și este adesea denumit somn profund.

Cele mai mari praguri de excitare (de ex. Dificultăți de trezire, cum ar fi sunetul unui anumit volum) sunt observate în etapa 3. O persoană se va simți de obicei groggy când este trezită din această etapă și, într-adevăr, testele cognitive administrate după trezirea din etapa 3 indică că performanța mentală este oarecum afectată pentru perioade de până la 30 de minute aproximativ, în raport cu trezirile din alte etape. Acest fenomen a fost numit „ inerția somnului ”.

După lipsa de somn, există de obicei o revenire bruscă a SWS, sugerând că există o „nevoie” pentru această etapă.

Somnul cu undă lentă (SWS) este o stare extrem de activă spre deosebire de o stare de liniște cerebrală așa cum se credea anterior. Datele privind imagistica creierului au arătat că, în timpul somnului NREM, activitatea creierului regional este influențată de experiența de veghe care tocmai a trecut.

S-a făcut un studiu care a implicat un grup experimental și un grup de control pentru a-i învăța să navigheze într-un labirint 3D. Fluxul de sânge în girusul parahippocampal a crescut coroborat cu performanța individului prin labirintul 3D. Participanții au fost apoi instruiți în labirint timp de 4 ore și mai târziu, în timpul diferitelor cicluri de somn ale somnului NREM, somnului REM și stării de veghe, au fost scanate de douăsprezece ori folosind o scanare PET în timpul nopții. Scanarea PET a demonstrat un flux sanguin mai mare în hipocamp în timpul somnului SWS / NREM datorită antrenamentului din ziua precedentă, în timp ce grupul de control nu a prezentat un flux sanguin crescut și nu au primit antrenamentul în ziua precedentă. Activitatea creierului în timpul somnului, conform acestui studiu, ar arăta că evenimentele din ziua anterioară fac o diferență. O teorie sugerează un model de dialog hipocampal-neocortical. „Au fost propuse două etape ale activității hipocampice, prima fiind înregistrarea memoriei în timpul trezirii și a doua implicând redarea memoriei în timpul somnului NREM. Se crede că acest proces de reactivare a secvențelor de tragere a memoriei consolidează treptat conexiunile slabe inițiale între site-uri neocorticale care permit activarea informațiilor originale în cortex, independent de hipocamp, asigurând astfel capacitatea de codificare reîmprospătată a hipocampului. " Maquet a concluzionat că zonele creierului implicate în procesarea informațiilor și memoria au crescut activitatea creierului în timpul perioadei de somn cu undă lentă. Evenimentele trăite în ziua precedentă au o amintire mai eficientă și mai clară a memoriei a doua zi, indicând astfel că regiunile de memorie ale creierului sunt activate în timpul somnului SWS / NREM în loc să fie inactive așa cum se credea anterior.

NREM SWS, cunoscută și sub denumirea de activitate cu undă lentă (SWA), este considerată extrem de importantă în dezvoltarea creierului, nu numai datorită comportamentului său homeostatic, ci și datorită corelației sale distincte cu vârsta. Copiii dorm mai mult și mai adânc decât adulții. Diferența de adâncime a somnului a fost cuantificată de înregistrările EEG ale SWA. O creștere a vârfurilor SWA chiar înainte de pubertate și scade exponențial de la adolescență până la maturitate, atât în studiile longitudinale, cât și în secțiunile transversale ale participanților în curs de dezvoltare. Acest fenomen este înțeles ca amintiri și abilități învățate care sunt metabolizate în timpul somnului NREM; scăderea SWA este considerată o reflectare a recablării sinaptice și, prin urmare, un efect al încheierii maturizării comportamentale. Perioada critică de la copilărie până la vârsta adultă emergentă este, de asemenea, considerată o perioadă sensibilă pentru manifestarea tulburărilor mentale. De exemplu, copiii cu tulburare de hiperactivitate cu deficit de atenție (ADHD), o tulburare cerebrală care afectează controlul cognitiv și motor, au arătat traiectorii de îngroșare corticală considerabil diferite, spre deosebire de copiii care se dezvoltă în mod obișnuit, în funcție de datele RMN. Grosimea corticală este o măsură comună a maturării creierului; principala diferență la copiii cu ADHD arată o întârziere a grosimii corticale, în special în lobul frontal. Corelații semnificative în traiectoria grosimii substanței cenușii și SWA sugerează că SWA poate fi capabil să indice niveluri de maturare corticală la nivel individual. Cu toate acestea, nu a fost încă un studiu în care diagnosticul ADHD poate fi dat direct din citirile SWA.

Memorie

Somnul non-rapid al mișcării ochilor este cunoscut pentru efectul său benefic asupra consolidării memoriei, în special pentru memoria declarativă (în timp ce îmbunătățirea memoriei procedurale este mai mult asociată cu somnul REM), chiar dacă este important să rețineți că o distincție clară între etape influența asupra tipului de învățare nu pare a fi posibilă.

În general, atât REM, cât și NREM sunt asociate cu o performanță crescută a memoriei, deoarece amintirile nou codate sunt reactivate și consolidate în timpul somnului.

S-a demonstrat că somnul NREM este intim corelat cu consolidarea declarativă a memoriei în diferite studii, în care subiectul a dormit după o sarcină de memorie declarativă; aceștia care au avut un somn impregnat de stadiile NREM, au avut o performanță mai bună după pui de somn sau noapte, în comparație cu subiecții care au fost treji sau au avut mai mult somn REM.

Importanța somnului NREM în consolidarea memoriei a fost, de asemenea, demonstrată folosind cueing; în această paradigmă, în timp ce participanții dorm și se află în stadiile de somn NREM, sunt propuse indicii (care pot fi, de exemplu, sunete sau cuvinte prezentate auditiv, mirosuri și așa mai departe). Faptul că această procedură a fost eficientă pentru îmbunătățirea performanțelor de memorie ulterioare, indică faptul că, în aceste etape, există o reactivare a urmelor de memorie și o consolidare ulterioară, care sunt facilitate de indicii; important, acest lucru nu funcționează dacă indicarea este prezentată atunci când subiecții sunt treaz sau în stadii REM.

Mai mult, rolul specific și crucial al SWS (Slow-Wave Sleep, o etapă a somnului NREM) în consolidarea memoriei a fost demonstrat într-un studiu în care, prin stimulări electrice, oscilațiile lente au fost induse și stimulate; datorită acestei creșteri SWA, participanții au avut o performanță mai bună în sarcinile de memorie declarative. Nu numai că SWA ajută la învățare, dar este, de asemenea, crucial, deoarece suprimarea sa a demonstrat că afectează consolidarea declarativă a memoriei.

Pe de altă parte, fusurile de somn (în special asociate cu stadiul de somn N2 NREM, dar pot apărea și în stadiul de somn N3 NREM) sunt, de asemenea, cruciale pentru consolidarea declarativă; într-adevăr, acestea sunt îmbunătățite (crescând în densitate) după învățarea declarativă, creșterea lor este asociată cu o performanță mai bună a memoriei (care a fost dovedită folosind manipularea farmacologică a densității fusurilor și măsurarea rezultatelor la sarcinile de învățare).

Un model de lucru de stabilizare a somnului și a memoriei

Schreiner și Rasch (2017) au propus un model care să ilustreze modul în care ar putea funcționa efectul benefic asupra memoriei în timpul somnului, care include undele teta și gamma și fusurile de somn.

Creșterea activității theta reprezintă restabilirea cu succes a memoriei după tacere: dacă se observă o astfel de creștere, înseamnă că asocierea dintre tac și urma memoriei este suficient de puternică și că tacul este prezentat într-un mod și timp eficient. Undele theta interacționează cu activitatea gamma și, în timpul NREM, această theta-gamma oscilatorie produce relocarea reprezentării memoriei, de la hipocamp la cortex. Pe de altă parte, creșterea fusurilor de somn apare imediat după sau în paralel cu mărirea theta și este un mecanism necesar pentru stabilizare, întărire și, de asemenea, integrarea urmelor de memorie recent codificate.

Important, în acest model de lucru, oscilațiile lente au rolul de „producător de ritm care oferă timp” și par a fi o condiție prealabilă pentru succesul cueing-ului.

Conform acestui model, îmbunătățirea numai a undelor lente sau a axelor nu este suficientă pentru a îmbunătăți funcția de memorie a somnului: ambele trebuie să fie mărite pentru a obține o influență, iar aceasta din urmă.

NREM la alte animale

Nu se știu prea multe despre NREM, astfel încât oamenii de știință au efectuat studii la alte animale pentru a înțelege mai mult, în special de ce creierul a evoluat pentru a avea două stări distincte. În studiile lor, s-a constatat că între păsări și anumite mamifere, cum ar fi delfinii , creierul lor prezintă un comportament similar. S-a constatat că anumite specii de păsări au jumătate din emisfera creierului lor eliberând unde cerebrale similare cu cele ale unui om în timpul somnului NREM, iar cealaltă jumătate a acestuia pe deplin conștientă, permițându-le să zboare în timp ce dorm. Anumite specii de delfini prezintă, de asemenea, un comportament similar cu cel al păsărilor, pentru a putea înota în timp ce dormi.

La șobolani , după o lipsă de somn de 24 de ore, s-a constatat că a existat o creștere a activității undelor lente în somnul NREM, care corespunde direct cu creierul uman care, atunci când este lipsit de somn, acordă prioritate somnului NREM față de somnul REM, ceea ce înseamnă că Somnul NREM este responsabil pentru reglarea și compensarea somnului pierdut.

Referințe

Lecturi suplimentare

Rechtschaffen, A; Kales, A (1968). Un manual de terminologie standardizată, tehnici și sistem de notare pentru etapele de somn ale subiecților umani . Departamentul de sănătate, educație și bunăstare al SUA; Institute Naționale de Sănătate.
Massimini, Marcello; Ferrarelli, Fabio; Huber, Reto; Esser, Steve K .; Singh, Harpreet; Tononi, Giulio (2005). „Defalcarea conectivității corticale eficiente în timpul somnului”. Știință . 309 (5744): 2228-2232. JSTOR 3843726 . PMID 16195466 .
Cicogna, P; Natale, V; Occhionero, M; Bosinelli, M (2000). „Mențiune de somn lent și REM”. Sleep Research Online . 3 (2): 67-72. PMID 11382903 .
Vogel, Gerald; Foulkes, D; Trosman, H (1 martie 1966). „Funcțiile ego-ului și visarea în timpul apariției somnului”. Arhivele Psihiatriei Generale . 14 (3): 238. doi : 10.1001 / archpsyc.1966.01730090014003 . PMID 5903415 .
Rock, Andrea (2004). Mintea noaptea . ISBN 978-0-7382-0755-1.
Warren, Jeff (2007). „Valul lent”. The Trip Trip: Aventuri pe roata conștiinței . ISBN 978-0-679-31408-0.
Iber, C; Ancoli-Israel, S; Chesson, A; Quan, SF. pentru Academia Americană de Medicină a Somnului. Manualul AASM pentru punctarea somnului și a evenimentelor asociate: reguli, terminologie și specificații tehnice. Westchester: Academia Americană de Medicină a Somnului; 2007.
Manni, Raffaele (mai 2005). „Somnul cu mișcare rapidă a ochilor, somnul cu mișcare rapidă a ochilor, visele și halucinațiile”. Rapoarte curente de psihiatrie . 7 (3): 196-200. doi : 10.1007 / s11920-005-0053-0 . PMID 15935133 .

Languages

In other projects