ام آر آی به باز شدن اسرار خواب کمک می کند

بازدیدها: 9

22 ژانویه 2021

خلاصه: فناوری MRI به محققان کمک می کند تا فعالیت خاص مغز را در طی مراحل مختلف خواب شناسایی کنند.

وضعیت هوشیاری ما در مراحل خواب عمیق به طور قابل توجهی تغییر می کند ، دقیقاً مانند وضعیت کما یا بیهوشی عمومی. مدت هاست دانشمندان اعتقاد داشتند – اما نمی توانستند قطعی باشند – که فعالیت مغز هنگام خواب کاهش می یابد.

بیشتر تحقیقات در مورد خواب با استفاده از الکتروانسفالوگرافی (EEG) انجام می شود ، روشی که مستلزم اندازه گیری فعالیت مغز از طریق الکترودهایی است که در امتداد پوست سر قرار می گیرند. با این وجود ، آنجالی تارون ، دستیار دکترای آزمایشگاه پردازش تصویر پزشکی EPFL در دانشکده مهندسی ، تصمیم گرفت فعالیت مغز را در هنگام خواب با استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی یا MRI بررسی کند. به گفته دیمیتری ون د ویل ، رئیس آزمایشگاه ، “MRI اسکن فعالیت عصبی را با تشخیص پاسخ همودینامیکی ساختارها در سراسر مغز اندازه گیری می کند ، در نتیجه علاوه بر EEG ها اطلاعات مهمی نیز ارائه می دهد.”

در طول این آزمایش ها ، تارون با استفاده از EEG برای شناسایی زمان شرکت کنندگان در مطالعه به خواب رفته و مراحل مختلف خواب را دقیقاً مشخص کرد. سپس وی تصاویر MRI را برای تولید نقشه های مکانی فعالیت عصبی و تعیین حالات مختلف مغز بررسی کرد.

تنها نکته قابل توجه این بود که انجام MRI مغزی بر روی شرکت کنندگان هنگام خواب آسان نبود. دستگاه ها بسیار پر سر و صدا هستند و رسیدن به حالت خواب عمیق را برای شرکت کنندگان سخت می کند. اما تارون می تواند با پروفسور سوفی شوارتز در دانشگاه ژنو و پروفسور نیکولای آکسماخر در دانشگاه Ruhr-Universität Bochum کار کند و از داده های همزمان MRI و EEG از حدود 30 نفر استفاده کند.

داده های مربوط به فعالیت مغز برای مدت زمان نزدیک به دو ساعت در حالی که شرکت کنندگان در دستگاه MRI می خوابیدند ، تحت پوشش قرار گرفت. تارون می گوید: “دو ساعت زمان نسبتاً طولانی است ، به این معنی که ما توانستیم مجموعه ای از داده های نادر و قابل اعتماد را بدست آوریم.” “ام آر آی در حالی که بیمار در حال انجام یک کار شناختی است انجام می شود معمولاً حدود 10-30 دقیقه طول می کشد.”

فعالیت مغز در هنگام خواب

پس از بررسی ، تجزیه و تحلیل و مقایسه تمام داده ها ، آنچه که تارون یافت تعجب آور بود. او می گوید: “ما دقیقاً چند بار شبکه های متشکل از قسمت های مختلف مغز در هر مرحله از خواب فعال می شوند محاسبه کردیم.”

“ما کشف کردیم که در طی مراحل سبک خواب – یعنی بین زمانی که می خوابید و هنگامی که به حالت خواب عمیق می روید – فعالیت کلی مغز کاهش می یابد. اما ارتباط بین قسمتهای مختلف مغز بسیار پویاتر می شود. ما فکر می کنیم که این به دلیل بی ثباتی حالات مغزی در این مرحله است. “

وان دی ویل می افزاید: “آنچه واقعاً ما را در این همه متعجب کرد ، تناقض ناشی از آن بود. در طی مرحله انتقال از خواب سبک به خواب عمیق ، فعالیت محلی مغز افزایش یافته و تعامل متقابل کاهش می یابد. این نشان دهنده عدم توانایی همگام سازی شبکه های مغزی است. “

نقش شبکه های حالت پیش فرض و مخچه

هوشیاری معمولاً با شبکه های عصبی مرتبط است که ممکن است به فرآیندهای درون نگری ، حافظه اپیزودیک و فکر خودجوش ما مرتبط باشد.

ون دی ویل می گوید: “ما دیدیم که شبکه بین نواحی قدامی و خلفی خراب شده است و این امر با افزایش عمق خواب به طور فزاینده ای آشکار می شود.” “یک شکست مشابه در شبکه های عصبی در مخچه نیز مشاهده شد . در حال حاضر ، دانشمندان دقیقاً نمی دانند که چرا این اتفاق می افتد. اما یافته های آنها اولین قدم برای درک بهتر وضعیت هوشیاری ما در هنگام خواب است.

تارون می گوید: “یافته های ما نشان می دهد که آگاهی نتیجه تعاملات بین مناطق مختلف مغز است و نه در فعالیت موضعی مغز.” “با مطالعه چگونگی تغییر وضعیت هوشیاری ما در طی مراحل مختلف خواب ، و معنای آن از نظر فعالیت شبکه مغز ، می توان طیف گسترده ای از عملکردهای مغز را توصیف کرد که ما را به عنوان یک انسان توصیف می کند.”

“مراحل خواب NREM بطور خاص ادغام دینامیکی شبکه های مغزی در مقیاس بزرگ را تغییر می دهد” .

منبع:
NREM sleep stages specifically alter dynamical integration of large-scale brain networks” by Anjali Tarun et al. iScience

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *