زیست شناسی یا مراحل خواب چیست و چه اهمیتی دارد؟

ریتم های شبانه روزی طبیعی بدن شما توسط ساختار هایی در مغز تنظیم می شود که به تعیین زمان خواب و بیدار شدن تان کمک می کند. همه ما از طریق یک سری مراحل فیزیولوژیکی مشخص در طول مراحل خواب پیش می رویم. هر مرحله از خواب، هدف مهمی در حفظ سلامت مغز و بدن شما ایفا می کند. در طول شب، این مراحل خواب آرام، جای خود را به دوره های خواب REM (دیدن رویا) می دهد. خواب آرام بسیار حائز اهمیت است؛ زیرا کمک می کند بدن بازسازی شود، در حالی که خواب REM ذهن را بازسازی می کند و نقش مهمی در یادگیری و حافظه دارد.

ساعت داخلی شما (ریتم های شبانه روزی)

برخی از ساختارهای مغز و مواد شیمیایی، حالت های خواب و بیداری را ایجاد می کنند. به عنوان مثال، مکانیسم یک ضربان ساز ریتم های شبانه روزی را در مغز تنظیم می کند. (منظور از “شبانه روزی” به معنای “حدود یک روز” است.) این ساعت داخلی، که به تدریج در طول ماه های اول زندگی شکل می گیرد، الگوهای بیولوژیکی بالا و پایین روزانه، از جمله دمای بدن، فشار خون و ترشح هورمون ها را کنترل می کند.

ریتم های شبانه روزی موجب ایجاد این تمایل می شود که افراد بین ساعات نیمه شب و سپیده دم، عمیقا به خواب بروند و این میل در ساعات بین روز بسیار کم باشد. در یک مطالعه، محققان از گروهی از مردم خواستند که به مدت 24 ساعت بیدار بمانند. جای تعجب نیست که بسیاری از آنها با وجود تلاش های بسیار برای نخوابیدن، ناگهان در چرت فرو می رفتند. هنگامی که محققان زمان هایی که به طور غیر معمول چرت زدن رخ داده بود را رسم می کردند، متوجه شدند اوج آن بین ساعات 2 تا 4 صبح و 2 تا 3 بعد از ظهر بوده است.

با وجودی که بسیاری از افرادی که شاغل هستند در بعد از ظهر های روزهای تعطیل چرت می زنند، اما اکثر افراد در طول شب به خواب می روند، زیرا ریتم های شبانه روزی شان آن ها را به این کار وا داشته است. در جوامعی که خواب نیمروزی امری عادی تلقی می شود، افراد می توانند با یک یا دو ساعت چرت بعد از ظهر در روزهای کاری به کاهش روزانه بدن شان پاسخ دهند و متعاقبا در شب مدت کوتاه تری می خوابند.

• نور. قرار گرفتن در معرض نور و در زمان مناسب کمک می کند تا ساعت چرخه شبانه روزی در برنامه زمانی صحیح خود قرار گیرد. اما قرار گرفتن در معرض نور در زمان نامناسب می تواند خواب و بیداری را در زمان های ناخواسته ای تنظیم کند. اختلالات ریتم شبانه روزی و مشکلات خواب که تا 90٪ افراد نابینا را تحت تأثیر قرار می دهد، اهمیت نور در الگوهای خواب و بیداری را به خوبی نشان می دهد.
• زمان. از آن جایی که یک فرد ساعت ها را چک می کند، برنامه های کاری و زنجیره ای از امور را دنبال می کند، و خواستار آن است که بدن برای کارهای خاص و حوادث اجتماعی هوشیار باشد، فشارهای شناختی برای ادامه این برنامه وجود دارد.
• ملاتونین. سطح ملاتونین بعد از تاریکی شروع به افزایش می کند و پس از سپیده دم رو به افول می رود. این هورمون موجب خواب آلودگی می شود، و دانشمندان بر این باورند که چرخه های حساس به نور روزانه آن را در مسیر خواب و بیداری نگه می دارد.

خواب آرام (خواب غیر REM)

دانشمندان خواب را به دو نوع اصلی تقسیم می کنند:

1. خواب آرام یا خواب غیر REM
2. خواب رویا بین یا خواب REM

متخصصان خواب، خواب آرام یا غیر REM را “یک مغز بی حرکت در یک بدن متحرک” نامیده اند. در طول این مرحله، قدرت تفکر و بیشتر عملکرد های بدن، کاهش می یابد، اما حرکت اندام ها همچنان می تواند رخ دهد، و به همین دلیل است که فرد در حالی که غرق در مراحل عمیق تر خواب است اغلب موقعیت خود را تغییر می دهد.

رفتن به خواب آرام

تا حدودی، ایده “رفتن” به مدار های خواب در الگوهای موج مغزی در شروع خواب غیر REM تغییر می کند. هنگامی که بیدار هستید، میلیاردها سلول مغزی اطلاعات را دریافت می کنند و اطلاعات حسی را تجزیه و تحلیل می کنند و رفتار را با ارسال امواج الکتریکی با یکدیگر هماهنگ می کنند. اگر به طور کامل بیدار باشید، EEG (نوار مغزی) یک فعالیت به هم ریخته، نامنظم و خط خطی را ثبت می کند. اما به محض این که چشم های شما بسته شود، مغز تان دیگر ورودی بصری دریافت نمی کند و امواج مغزی به یک الگوی ثابت و ریتمیک تقریبا 10 سیکل در ثانیه می رسند. الگوی موج آلفا، مشخصه خواب آرام است (شکل 1 را ببینید).

انتقال به خواب آرام، چنان سریع اتفاق می افتد که ممکن است به تغییر یک سوئیچ معطوف شود – به این علت است که شما بیدار می شوید (سوئیچ روشن) یا به خواب می روید (سوئیچ خاموش).

به استثنای مواردی که روند را مختل می کنند، به آرامی به سه مرحله خواب آرام ادامه خواهید داد.

سه مرحله خواب آرام (غیر REM)

در حال گذار از بیداری به خواب سبک، حدود پنج دقیقه را در مرحله N1 صرف می کنید. در EEG، امواج غالب مغز به 4 تا 7 سیکل در ثانیه کاهش می یابند، که این یک الگو به نام امواج تتا است (شکل 1). در این حالت، دمای بدن شروع به افت می کند، ماهیچه ها شل می شوند، و چشم ها اغلب به آرامی به چپ و راست حرکت می کنند. انسان ها در مرحله N1، آگاهی از محیط اطراف خود را از دست می دهند، اما می توانند بی درنگ و به راحتی بیدار شوند. با این حال، همه افراد مرحله N1 خواب را به شیوه یکسان تجربه نمی کنند.

این مرحله اول از یک خواب واقعی 10 تا 25 دقیقه طول می کشد. در این مرحله، چشمان شما هنوز ثابت هستند و ضربان قلب و تنفس تان آهسته تر از زمان بیداری است. فعالیت الکتریکی مغز تان نامنظم است. امواج بزرگ و آهسته با انفجار های مختصری از فعالیت به نام اسپیندل خواب، برای حدود نیم ثانیه یا طولانی تر با یکدیگر ادغام می شوند. دانشمندان معتقدند زمانی که اسپیندل رخ می دهد، مغز از ورودی حس گرهای خارجی جدا می شود و فرایند تثبیت حافظه را آغاز می کند (که شامل سازماندهی خاطرات برای ذخیره سازی طولانی مدت). ردیابی EEG همچنین یک الگوی K-Complex را نشان می دهد که دانشمندان فکر می کنند بیانگر یک سیستم بیخوابی داخلی است که در صورت لزوم شما را بیدار نگه می دارد. K-Complex ها همچنین می توانند به واسطه صداهای مشخص یا سایر محرک های خارجی یا داخلی تحریک شوند. آهسته صدا کردن نام شخص در هنگام خواب N2 و یک K-Complex موجب ظاهر شدن در EEG می شود. شما حدود نیمی از شب را در مرحله N2 سپری می کنید.

در نهایت، امواج مغزی بزرگ و آهسته به نام موج دلتا، به یکی از ویژگی های اصلی EEG تبدیل می شود و شما وارد خواب عمیق می شوید. در این مرحله، تنفس بیشتر منظم می شود. فشار خون کاهش می یابد و پالس به حدود 20 تا 30 درصد تنزل می یابد. مغز نسبت به محرک های خارجی کمتر پاسخگو است، و در این حالت بیدار کردن فرد در حال خواب دشوار تر است.

به نظر می رسد خواب عمیق، فرصتی برای بدن جهت ترمیم و بازسازی خود است

جریان خون کمتر به مغز کمتر می شود، که به میزان قابل توجهی موجب سرد شدن مغز می شود. در ابتدای این مرحله، غده هیپوفیز، پالس هورمون رشدی را تولید می کند که رشد بافت و بهبود عضلات را تحریک می کند. محققان همچنین سطح بالاتری از مواد شیمیایی را که سیستم ایمنی بدن شما را فعال می کنند شناسایی کرده اند و به این نتیجه دست یافتند که خوابیدن عمیق به بدن کمک می کند تا از خود در برابر عفونت محافظت کند.

به طور معمول، جوانان حدود 20 درصد از زمان خواب خود را در مرحله خواب عمیق که حدود یک ساعت و نیم طول می کشد، صرف می کنند، اما در اکثر افراد بالای 65 سال، خواب عمیقی وجود ندارد. هنگامی که بعد از یک دوره محرومیت از خواب می خوابید، به سرعت از مراحل خواب سبک تر به مراحل عمیق تر می روید و مدت زمان بیشتری از خواب را در این مرحله سپری می کنید. این نشان می دهد که خواب عمیق نقش مهمی در بازنشانی هوشیاری و نقش اساسی در عملکرد مطلوب فرد ایفا می کند.

رویا دیدن در خواب (REM)

خواب دیدن در مرحله خواب REM  (حرکت سریع چشم) رخ می دهد، که به عنوان “یک مغز فعال در یک بدن فلج شده” توصیف می شود. در این مرحله، مغز شما به شدت فعال است، تفکر مس کند و رویایی می بیند، به طوری که چشم های تان را به سرعت به عقب و عقب در حرکت است. دمای بدن شما افزایش می یابد. فشار خون تان نیز افزایش می یابد و میزان ضربان قلب و تنفس تان تا سطح روز افزایش می یابد. سیستم عصبی سمپاتیک، که پاسخ جنگ یا گریز را ایجاد می کند، دو برابر فعال تر از زمانی است که بیدار هستید. علیرغم تمام این فعالیت ها، به جز تکان ها پرش های متناوب، بدن تان به سختی قادر به حرکت است. عضلاتی که برای تنفس یا حرکت چشم مورد نیاز نیستند نیز کاملا آرام می شوند.

اهمیت خواب REM

درست همان گونه که خواب عمیق بدن شما را احیا می کند، دانشمندان بر این باورند که REM یا خواب رویا بین موجب بازسازی ذهن شما می شود، و شاید بخشی از آن به پاک کردن اطلاعات نامناسب کمک کند.

مطالعات بر روی توانایی دانش آموزان برای حل یک پازل پیچیده شامل اشکال انتزاعی نشان می دهد که مغز، اطلاعات را یک شبه پردازش می کند؛ دانش آموزانی که بعد از دیدن پازل، یک خواب شبانه خوبی سپری کردند، در حل آن بسیار بهتر از افرادی بودند که می خواستند بلافاصله پازل را حل کنند.

مطالعات قبلی نشان داده است که خواب REM قدرت یادگیری و حافظه را تسهیل می کند. افراد آزمایش شده برای اندازه گیری اینکه چگونه آنها یک موضوع جدید را آموخته اند، پس از خواب شبانه نمرات بهتری کسب کرده اند. اگر مجبور بودند به صورت دوره ای بیدار شوند که مانع از خواب REM آن ها می شد، هیچ پیشرفتی رویت نمی شد. در مقابل، اگر آنها بطور مساوی در خواب عمیق بیدار می شدند، پیشرفت در نمرات تاثیر نداشت. این یافته ها ممکن است به توضیح این که چرا دانش آموزانی که در تمام طول شب بیدار می مانند تا خود را برای امتحان روز بعد آماده کنند، به طور کلی اطلاعات کمتری را نسبت به همکلاسی هایی که شب ها می خوابند، ذخیره می کنند.

حدود 3-5 بار در شب و در حدود 90 دقیقه، وارد خواب REM می شوید

اولین اپیزود معمولا فقط چند دقیقه طول می کشد، اما زمان REM به طور مداوم در طول شب افزایش می یابد. دوره نهایی خواب REM ممکن است نیم ساعت طول بکشد.

اگر از خواب REM محروم شده اید و شب بعد بخواهید این کمبود را جبران کنید، بسیار سریع تر وارد این مرحله می شوید و مدت بیشتری از زمان خواب خود را در آن سپری کنید. این پدیده REM rebound نام دارد.

معماری خواب

یک فرد عادی در طول شب، بین مراحل مختلف خواب در یک الگوی نسبتا قابل پیش بینی بین خواب REM و خواب غیر REM به طور متناوب در حرکت است. هنگامی که این مراحل بر روی نموداری به نام یک هیپنوتیزم (به شکل بالا نگاه کنید) رسم می شوند، سطوح مختلف شبیه یک نقاشی از افق شهر است. متخصصان خواب، این نمودار را معماری خواب می نامند.

در یک بزرگسال جوان، معماری خواب نرمال معمولا شامل چهار یا پنج دوره متناوب خواب غیر REM و REM است. بیشتر خواب عمیق در نیمه اول شب اتفاق می افتد. همانطور که شب به جلو پیش می رود، دوره های خواب REM طولانی تر می شود و با مرحله خواب N2 جایگزین می شود. بعدها در زندگی، افق های خواب تغییر خواهد کرد، مرحله خواب  N3 کوتاه تر، مرحله خواب  N1 بلند تر و ساعات بیداری بیشتر می شود.

کنترل بسیاری از ویژگی های معماری خواب در ساقه مغز، منطقه ای که همچنین تنفس، فشار خون و ضربان قلب را کنترل می کند، مستقر است. به نظر می رسد فعالیت های نوسان دار در سلول های عصبی و انتقال دهنده های شیمیایی که تولید می شوند، با زمان بیداری، برانگیختگی و تغییر 90 دقیقه ای که بین خواب REM و غیر REM وجود دارد، هماهنگ است.

برگرفته از: راهنمای یک خواب خوب شبانه، گزارش بهداشتی ویژه منتشر شده توسط انتشارات بهداشت هاروارد

چنانچه از هر یک از اختلالات خواب رنج می برید، همین امروز با کلینیک خواب ما تماس حاصل نمایید.

شاد و سلامت باشید.

تحقیق و ترجمه: مینو زرفش