Da bismo razumjeli fiziologiju spavanja, moramo razumjeti fiziologiju mozga, jer se najizraženije fiziološke promjene u snu događaju u mozgu.
Mozak koristi znatno manje energije tijekom spavanja nego kada je budan, posebno tijekom ne-REM sna. U područjima sa smanjenom aktivnošću, mozak obnavlja zalihe ATP-a (adenozin trifosfata) – molekule koja se koristi za kratkoročno skladištenje i transport energije. U mirnom budnom stanju, mozak je odgovoran za 20% tjelesne potrošnje energije, stoga ovo smanjenje ima primjetan učinak na ukupnu potrošnju energije.
San povećava senzorni prag, što znači da osobe koje spavaju percipiraju manje podražaja, ali općenito i dalje mogu reagirati na glasne zvukove i druge važne senzorne događaje.
Tijekom sporovalnog sna ljudi luče nalete hormona rasta.
Sav san, čak i tijekom dana, povezan je s lučenjem prolaktina.
Ključne fiziološke metode za praćenje i mjerenje promjena tijekom spavanja uključuju:
– EEG – elektroencefalografija moždanih valova,
– EOG elektrookulografija pokreta oka i
– EMG elektromiografija aktivnosti skeletnih mišića.
Simultano prikupljanje ovih mjerenja naziva se (PSG) polisomnografija, vrsta studije spavanja koja se može provesti u specijaliziranom laboratoriju za spavanje.
Istraživači spavanja također koriste:
– pojednostavljeni EKG – elektrokardiografija za srčanu aktivnost i
– aktigrafija za motoričke pokrete.
MOŽDANI VALOVI U SNU
Električna aktivnost koja se vidi na EEG-u predstavlja moždane valove. Amplituda EEG valova na određenoj frekvenciji odgovara različitim točkama u ciklusu spavanja i buđenja, kao što su spavanje, budnost ili uspavljivanje.
Alfa, beta, theta, gama i delta valovi se vide u različitim fazama sna, a svaki valni oblik održava različitu frekvenciju i amplitudu:
– ALFA VALOVI se vide kada je osoba u stanju mirovanja, ali je i dalje potpuno svjesna. Oči joj mogu biti zatvorene, a cijelo tijelo se odmara i relativno je mirno, pri čemu tijelo počinje usporavati.
– BETA VALOVI preuzimaju alfa valove kada je osoba u pažnji, odnosno dok dovršava zadatak ili se koncentrira na nešto. Beta valovi sastoje se od najviše frekvencije i najniže amplitude, a javljaju se kada je osoba potpuno budna.
– GAMA VALOVI se vide kada je osoba izrazito usredotočena na neki zadatak ili koristi svu svoju koncentraciju.
– THETA VALOVI se javljaju tijekom razdoblja kada je osoba budna i nastavljaju prelaziti u Fazu 1 sna i u Fazu 2.
– DELTA VALOVI se vide u 3. i 4. fazi sna kada je osoba u najdubljem snu.
REM I NEREM SAN
Spavanje se dijeli na dvije široke vrste: spavanje s ne-REM ili NREM fazom i spavanje s brzim pokretima očiju (REM). Ne-REM i REM spavanje su toliko različiti da ih fiziolozi identificiraju kao različita stanja ponašanja.
Prvo se javlja NON-REM san, a nakon toga slijedi prijelazno razdoblje koje se naziva sporovalni san ili duboki san. Tijekom ove faze tjelesna temperatura i otkucaji srca padaju, a mozak koristi manje energije.
REM SAN, također poznat kao paradoksalni san, predstavlja manji dio ukupnog vremena spavanja. To je glavni povod za snove (ili noćne more) i povezan je s desinkroniziranim i brzim moždanim valovima, pokretima očiju, gubitkom mišićnog tonusa i suspenzijom homeostaze.
CIKLUS SPAVANJA s naizmjeničnim NREM i REM spavanjem traje u prosjeku 90 minuta, javljajući se 4-6 puta tijekom dobrog noćnog sna.
Američka akademija za medicinu spavanja (AASM) dijeli NREM u tri faze: N1, N2 i N3, od kojih se posljednja naziva i delta san ili san sporih valova.
Cijeli period obično teče ovim redoslijedom: N1 → N2 → N3 → N2 → REM.
REM san se javlja kada se osoba vraća u fazu 2 ili 1 iz dubokog sna. Ranije tijekom noći postoji veća količina dubokog sna (faza N3), dok se udio REM sna povećava u dva ciklusa neposredno prije prirodnog buđenja.
BUĐENJE
Buđenje može značiti kraj sna ili jednostavno trenutak za promatranje okoline i ponovno podešavanje položaja tijela prije ponovnog uspavljivanja. Spavači se obično bude ubrzo nakon završetka REM faze ili ponekad usred REM faze. Unutarnji cirkadijalni pokazatelji, uz uspješno smanjenje homeostatske potrebe za snom, obično dovode do buđenja i kraja ciklusa spavanja. Buđenje uključuje pojačanu električnu aktivaciju u mozgu, počevši od talamusa i šireći se po cijelom korteksu.
Tijekom tipične noći sna, ne provodi se puno vremena u budnom stanju. U raznim studijama spavanja provedenim pomoću elektroencefalografije, utvrđeno je da su žene budne 0-1% tijekom noćnog sna, dok su muškarci budni 0-2% tijekom tog vremena. Kod odraslih se budnost povećava, posebno u kasnijim ciklusima. Jedna studija otkrila je 3% vremena budnosti u prvom devedesetominutnom ciklusu spavanja, 8% u drugom, 10% u trećem, 12% u četvrtom i 13-14% u petom. Većina ovog vremena budnosti dogodila se ubrzo nakon REM sna.
Danas se mnogi ljudi bude uz budilicu, no ljudi se također mogu pouzdano probuditi u određeno vrijeme bez potrebe za budilicom. Mnogi spavaju sasvim drugačije radnim danima u odnosu na slobodne dane, što može dovesti do kronične cirkadijalne desinkronizacije. Mnogi ljudi redovito gledaju televiziju i druge ekrane prije spavanja, što može pogoršati poremećaj cirkadijalnog ciklusa. Znanstvene studije o snu pokazale su da je faza spavanja pri buđenju važan faktor u pojačavanju inercije spavanja.
Odrednice budnosti nakon buđenja uključuju količinu/kvalitetu sna, tjelesnu aktivnost dan prije, doručak bogat ugljikohidratima i nisku razinu glukoze u krvi na njega.
MOZGANE STRUKTURE UKLJUČEN U SAN
Tijekom spavanja uključene su različite moždane strukture.
HIPOTALAMUS, struktura veličine kikirikija duboko u mozgu, sadrži skupine živčanih stanica koje djeluju kao kontrolni centri koji utječu na san i budnost. Unutar hipotalamusa nalazi se suprahijazmatska jezgra (SCN) – nakupine tisuća stanica koje primaju informacije o izloženosti svjetlu izravno iz očiju i kontroliraju vaš ritam ponašanja. Neke osobe s oštećenjem SCN-a spavaju nepravilno tijekom dana jer nisu u stanju uskladiti svoje cirkadijalne ritmove s ciklusom svjetlo-tama. Većina slijepih osoba zadržava određenu sposobnost osjećanja svjetlosti i sposobna je modificirati svoj ciklus spavanja/buđenja.
MOŽDANO STEBLO, u bazi mozga, komunicira s hipotalamusom kako bi kontroliralo prijelaze između budnosti i sna. Moždano deblo uključuje strukture zvane pon, produžena moždina i srednji mozak. Stanice koje potiču san unutar hipotalamusa i moždanog debla proizvode moždanu kemikaliju zvanu GABA , koja djeluje na smanjenje aktivnosti centara za uzbuđenje u hipotalamusu i moždanom deblu. Moždano deblo, posebno pon i produžena moždina, također igra posebnu ulogu u REM snu; šalje signale za opuštanje mišića bitnih za držanje tijela i pokrete udova, tako da ne glumimo svoje snove.
TALAMUS djeluje kao relej za informacije od osjetila do moždane kore – ovojnice mozga koja interpretira i obrađuje informacije iz kratkoročnog u dugoročno pamćenje. Tijekom većine faza spavanja, talamus se umiri, omogućujući vam da se isključite iz vanjskog svijeta. Ali tijekom REM sna, talamus je aktivan, šaljući korteksu slike, zvukove i druge osjete koji ispunjavaju naše snove.
EPIFIZA, smještena unutar dvije moždane hemisfere, prima signale iz supstrata (SCN) i povećava proizvodnju hormona melatonina , koji pomaže uspavati nakon što se svjetla ugase. Ljudi koji su izgubili vid i ne mogu uskladiti svoj prirodni ciklus buđenja i spavanja koristeći prirodno svjetlo mogu stabilizirati svoje obrasce spavanja uzimanjem malih količina melatonina u isto vrijeme svaki dan. Znanstvenici vjeruju da su vrhovi i doline melatonina tijekom vremena važni za usklađivanje cirkadijalnog ritma tijela s vanjskim ciklusom svjetla i tame.
BAZALNI PREDNJI MOZAK, blizu prednjeg i donjeg dijela mozga, također potiče san i budnost, dok dio srednjeg mozga djeluje kao sustav buđenja. Oslobađanje adenozina (kemijskog nusprodukta stanične potrošnje energije) iz stanica u bazalnom prednjem mozgu i vjerojatno drugih regija podržava vaš nagon za spavanjem. Kofein suzbija pospanost blokirajući djelovanje adenozina.
AMIGDALA, struktura u obliku badema uključena u obradu emocija, postaje sve aktivnija tijekom REM faze sna.
Nadam se da je fiziologija sna sada jasnije shvaćena. Ako ne, otvoreni smo za istraživanje dodatnih pitanja koja imate.