لماذا ينام الإنسان وما يحدث داخل الدماغ والجسم في الليل

لا يزال العلماء يناقشون السبب التطوري الوحيد الذي يجعل البشر ينامون تقريباً ثلث حياتهم، لكن عقود من الأبحاث رسمت بالتفصيل ما يفعله الدماغ والجسم فعلياً أثناء النوم. عمليتان تسيطران: يمر الدماغ بمراحل كهربائية مميزة، وعبر الليل يقوم بعمل صيانة يصعب تنفيذه أثناء الاستيقاظ.

الليل يتكون من دورات متكررة مدتها 90 دقيقة

يتناوب النوم بين نوم غير حركة العين السريعة (NREM) ونوم حركة العين السريعة (REM) وفقاً للمعهد الوطني الأمريكي لصحة الطفل والتطور البشري (NICHD). نوم NREM نفسه يحتوي على ثلاث مراحل: المرحلة الأولى هي الانتقال القصير إلى النوم؛ المرحلة الثانية تجلب موجات دماغية أبطأ وانخفاضاً في درجة حرارة الجسم؛ المرحلة الثالثة هي النوم العميق، وتتميز بأبطأ معدل ضربات القلب والتنفس وإفراز هرمون النمو لإصلاح الأنسجة.

يبدأ نوم حركة العين السريعة بعد حوالي 90 دقيقة من الدخول في النوم. تتحرك العيون بسرعة، والتنفس يصبح سريعاً وغير منتظم، ومعظم العضلات مشلولة مؤقتاً، والدماغ يصبح نشطاً جداً، وهي حالة يربطها NICHD بالتعلم وتثبيت الذاكرة. تستمر دورة NREM-REM الكاملة حوالي 90 دقيقة وتتكرر عدة مرات في الليل، وفقاً لمؤسسة النوم، وهي منظمة غير ربحية متخصصة في المعلومات الصحية. النوم العميق يسيطر على الدورات المبكرة؛ مع تقدم الليل، يقصر النوم العميق بينما تطول فترات REM، بحيث تنفق النائم في الدورات الأخيرة تقريباً كل وقته في المرحلة الثانية و REM، وفقاً لـ NICHD.

عبر ليلة كاملة، يشكل نوم NREM من 75 إلى 80 في المائة من إجمالي وقت النوم، حيث تمثل المرحلة الثانية وحدها حوالي النصف، كما ذكرت مؤسسة النوم. نوم حركة العين السريعة يمثل الباقي.

الدماغ ينكمش قليلاً لتنظيف نفسه

جاءت إحدى أوضح الاكتشافات الوظيفية من دراسة عام 2013 في مجلة Science بقيادة فريق عالمة الأعصاب Maiken Nedergaard من جامعة Rochester. حدد الباحثون ما أطلقوا عليه النظام الغليمفاوي، وهي شبكة تستخدم السائل النخاعي الشوكي الذي يتدفق عبر قنوات حول الأوعية الدموية لتنظيف النفايات الأيضية من أنسجة الدماغ، وفقاً لحساب مركز جامعة Rochester الطبي (URMC) للعمل.

وجد الفريق أن خلايا الدماغ تنكمش بحوالي 60 في المائة أثناء النوم، مما يفتح مساحة أكبر بين الخلايا لتدفق السوائل، وأن النظام كان نشطاً تقريباً عشر مرات أثناء النوم عنه أثناء الاستيقاظ، كما أفادت URMC. في الدراسة ذاتها، أزالت الأدمغة النائمة المزيد من amyloid-beta، وهو بروتين مرتبط بمرض الزهايمر، عن الأدمغة اليقظة. يبدو أن الناقل العصبي noradrenaline يساعد في تفعيل تغيير حجم الخلايا، وفقاً للحساب ذاته، لكن الباحثين يلاحظون أن الصورة التنظيمية الكاملة لا تزال قيد البحث.

ساعتان منفصلتان تقرران متى تشعر بالنعاس

يتحكم وقت النوم بنظامين متفاعلين، وفقاً لـ BrainFacts.org، وهو مصدر تعليم عام من جمعيات العلوم العصبية بما في ذلك جمعية العلوم العصبية. الأول هو الساعة الحركية اليومية، التي يديرها النواة فوق الكيسيّة (SCN)، وهي مجموعة من خلايا الأعصاب في ما تحت المهاد. تحمل خلايا SCN بروتينات الساعة التي تدور تقريباً كل 24 ساعة وتتلقى إشارات ضوء مباشرة من الشبكية، وهو السبب في أن الساعة يمكن إعادة تعيينها بالتعرض لأشعة الشمس أو بعبور المناطق الزمنية.

النظام الثاني هو الضغط النومي المنزلي، الذي يدفعه الأدينوسين، وهي مادة كيميائية تتراكم في الدماغ كلما ظل الشخص مستيقظاً. عندما يرتبط الأدينوسين بمستقبلات على خلايا الدماغ المرتبطة بالاستيقاظ، فإنه يقلل من نشاطها ويزيد من النعاس؛ ينظف النوم التراكم. يعمل الكافيين بحجب تلك المستقبلات ذاتها للأدينوسين، وهو السبب في أنه يؤخر الشعور بالنعاس دون القضاء على دين النوم الأساسي، وفقاً لـ BrainFacts.org.

كم ساعة من النوم يُنصح بها، وماذا يحدث بدونها

تنشر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها الأمريكية (CDC) إرشادات مدة النوم على أساس العمر، وتظهر أدناه.

تنص مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية على أن الحصول المستمر على أقل من الكمية الموصى بها مرتبط بخطر أعلى من مرض السكري من النوع الثاني وأمراض القلب وارتفاع ضغط الدم والسكتة الدماغية، وأن النوم الكافي مرتبط بعدد أقل من الأمراض وتنظيم مزاج أفضل وخطر أقل من حوادث المرور.

ما هو غير معروف حتى الآن

تأتي نتائج تنظيف الجهاز الغليمفاوي من دراسات على الفئران؛ يلاحظ حساب URMC أن الآلية تعتبر تفسيراً معقولاً لجزء من الوظيفة الاستعادية للنوم لدى البشر، وأن تأكيد دوره الدقيق في الأمراض العصبية التنكسية البشرية يبقى مجالاً نشطاً للبحث. وبالمثل، تصف الوكالات بما فيها NICHD تعزيز الذاكرة وإصلاح الأنسجة كارتباطات مثبتة لمراحل نوم محددة بدلاً من "غرض" واحد مثبت للنوم ككل.