Naučnici objasnili zašto se mozak samo „isključi“ kada ste umorni

Kada „isključite“ um nakon besane noći, mozak izbacuje cerebrospinalnu tečnost (CSF), tečnost koja okružuje mozak i kičmenu moždinu i predstavlja deo moždanog sistema za uklanjanje otpada. Ta tečnost se zatim ponovo vraća u mozak onog trenutka kada „dođete sebi“, prema studiji objavljenoj 29. oktobra u časopisu Nature Neuroscience.

Ove greške u pažnji izazvane umorom praćene su i ogromnim promenama u protoku krvi i veličini zenica, pokazalo je istraživanje. Do sada se nije znalo da ove fiziološke reakcije deluju u tandemu kada se mozak, iscrpljen, privremeno „isključi“.

„Merenjem toliko različitih vrsta podataka o mozgu u isto vreme, uspeli smo da vidimo da su mnoge stvari koje smo ranije smatrali odvojenima zapravo bile povezane i kretale se zajedno“, rekla je za Lajv sajens, vanredna profesorka neuronauke na MIT-u i koautorka studije Lora Luis.

San je ključan za održavanje zdravog mozga, a stručnjaci preporučuju odraslima da spavaju sedam do devet sati svake noći. Nedostatak sna negativno utiče i na mentalno i na fizičko zdravlje, kao i na sposobnost koncentracije. „Međutim, neuronska osnova za greške u pažnji izazvane nedostatkom sna još uvek nije dobro shvaćena“, napisali su autori studije.

Kako bi to istražili, naučnici su angažovali 26 zdravih volontera uzrasta od 19 do 40 godina, od kojih je 19 bilo žena. Svi su učestvovali u dva eksperimenta, razdvojena razmakom od oko deset dana – jednom kada su bili naspavani, a drugi put kada su bili neispavani. Polovina je prvo imala „odmorni“ test, dok su ostali počeli sa uskraćenim snom.

Odmorni ispitanici spavali su između 6,5 i 9 sati kod kuće, dok su neispavani učesnici držani budnima celu noć u laboratoriji. Ujutro, pre svake probe, istraživači su im stavili EEG kape za merenje moždanih talasa pomoću elektroda, dok su istovremeno prolazili kroz skeniranje magnetnom rezonancom radi praćenja protoka krvi i CSF-a u mozgu. Uređaji za praćenje očiju merili su veličinu zenica.

Učesnici su zatim radili zadatke koji su testirali njihovu vizuelnu i auditivnu pažnju: pritiskali su dugme čim bi videli sliku ili čuli zvuk. Osim toga, istraživači su prikupili podatke o osnovnoj moždanoj aktivnosti dok su učesnici 25 minuta mirno sedeli bez zadataka.

Kao što se i očekivalo, neispavani učesnici su sporije reagovali i češće propuštali signale nego kada su bili odmorni. Ipak, tim je bio iznenađen ogromnim talasima CSF-a kod iscrpljenih pojedinaca, praćenim obrascima sporih moždanih talasa, što se inače javlja samo tokom ne-REM faze sna.

Konkretno, obrasci su podsećali na prelaz iz faze N1 u N2, prve dve od tri faze ne-REM sna kroz koje ljudi prolaze tokom spavanja. „Ovo je bilo nešto što smo ranije videli samo u snu, nikada dok su ljudi budni,“ rekla je Luisova.

Protok CSF-a bio je usko povezan s promenama u veličini zenica – veliki ulaz tečnosti usledio bi nakon širenja zenica, a izbacivanje nakon njihovog sužavanja. Ova veza bila je izraženija kod neispavanih učesnika, što može ukazivati na to da telesni cirkulatorni sistem ima ulogu u ovom procesu, napisali su autori. Talasi CSF-a poklapali su se s trenucima kada su se učesnici „isključili“, odnosno prestali da obraćaju pažnju na zadatak.

„Kada vam pažnja popusti… tada dolazi do ispiranja tečnosti iz mozga, a kada ponovo uspostavite pažnju i počnete da reagujete na stimuluse, tečnost se vraća u mozak“, objasnio je Zinong Jang, vodeći autor studije i neurolog na MIT-u.

„To su stvari koje obično ne povezujemo, vaša sposobnost da obratite pažnju na svet i osnovni protok tečnosti u mozgu“, dodala je Luisova.

Istraživači smatraju da obrasci koje vide možda odražavaju prelazak neispavanog mozga u stanje slično snu, iako je osoba još budna. Ti prekidi pažnje označavaju početak ovih procesa sličnih snu, ali se prekidaju pre nego što bi nastupio pravi san.

Za sada, međutim, nije jasno koji je funkcionalni razlog za tako velike promene u protoku krvi. Buduća istraživanja mogla bi ispitati da li i kako ovi obrasci utiču na uklanjanje toksičnih metaboličkih otpadnih materija iz mozga, dodali su autori.