Du har sikkert hørt folk sige, at de nyder at løbe, fordi det lader dem slukke. Måske har du det selv. Godt nyere forskning i mus antyder, at der faktisk kan være et videnskabeligt grundlag for dette, fordi hjerneaktivitet virkelig falder, når du udfører en simpel gentagen handling. Hvad mere er, mens løb kan trætte din krop, kan en sådan motion faktisk reducere din hjernes behov for søvn.

At være vågen og være i søvn er ikke to gensidigt eksklusive, ensartede stater. Til tider kan du være dybere i søvn eller mere vågen end andre, og grænsen mellem de to kan være sløret. Din normale opførsel, såsom evnen til at reagere hurtigt på uventede begivenheder, forværres, når du holder dig vågen ud over din normale sengetid. Vi ved ikke nøjagtigt, hvorfor dette er, men det kan være, at dele af din hjerne gå i seng selv når du er teknisk vågen. Men med den rigtige motivation kan vi også tvinge os selv til at holde os vågen og endda gendanne vores præstationer midlertidigt.

Hvor længe vi har brug for at sove eller kan være vågen, afhænger i nogen grad på vores gener, men beviser tyder på de påvirkes også af, hvilke aktiviteter vi udfører, mens vi er vågen. Overraskende nok ved vi stadig ikke, hvad det handler om at være vågen, der lægger pres på vores kroppe til at sove, men forskere refererer ofte til er som "Proces S". Ligesom et timeglas indikerer niveauerne af proces S, hvor længe vi har været vågen eller sovende, og hvor sandsynligt vi er i at falde i søvn eller vågne op på et givet tidspunkt.

Nylige beviser tyder på at søvn ikke initieres af hjernen som helhed, men af ​​lokale netværk af neuroner, der blev brugt mere mens de var vågen. Mine kolleger og jeg spekulerede på, om dele af hjernen, der var ansvarlige for visse adfærd, havde større indflydelse på vores evne til at holde sig vågen end andre.

Op hele natten med musene

For at teste denne teori brugte vi en velkendt tendens for mus til køre spontant på et hjul, undertiden kører mange kilometer hver nat. Når mus løber sådan, bruger de betydeligt mere vågen tid, som om deres behov for at sove ophobede sig langsommere, eller hvis noget tilsidesatte det. For at kaste lys over denne mystiske proces undersøgte vi nøjagtigt hvad der sker i hjernen hos spontant kørende mus.

I vores undersøgelse, registrerede vi den elektriske aktivitet af individuelle nerveceller i hver muses neocortex - det ydre lag af hjernen - da de løb på et hjul. Typisk, når en mus (eller et menneske) er vågen og aktiv, affyrer neuroner med høj hastighed. Dette er fordi hjernen skal overvåge omgivelserne, koordinere bevægelser og tage beslutninger med det samme. Denne konstante hjerneaktivitet kræver meget energi - en anslået 20% af al energi bruges af kroppen.

Overraskende fandt vi, at når musene løb i høj hastighed, stoppede nogle af deres neuroner helt med at skyde. Og den samlede hjerneaktivitet i de motoriske og sensoriske områder af neocortex faldt i gennemsnit med mindst 30%. Paradoksalt nok antyder dette, at samlet, fysisk fysisk adfærd og intens bevægelse ikke nødvendigvis kræver en mere aktiv hjerne.

Vi bemærkede også, at når dyrene engagerede sig i masser af forskellig opførsel, ville deres neuroner spike på en række forskellige måder, fra langsom til hurtig udledning. Men i løbet af den monotone løbeproces blev de neurale pigge meget mere konsistente. Dette antyder, at løb ikke kun er forbundet med mindre aktivitet generelt, men også med fremkomsten af ​​en mere stabil, ensartet hjernetilstand.

Vores næste spørgsmål var, om dette ville gøre en forskel for den samlede hjerneaktivitet i løbet af længerevarende vågne perioder. Tidligere undersøgelser foreslog, at jo længere du holder dig vågen, jo mere ophidsende bliver din hjerne (jo mere sandsynligt er det, at dine neuroner skyder). Vi fandt ud af, at vores muses neuroner i gennemsnit producerede flere pigge, før de gik i seng end i perioden kort efter vågnen, et par timer tidligere. Men hvis musene brugte meget tid på at køre, skete denne stigning i spiking ikke. Dette antyder, at hvis neuronerne ikke bruges, bliver de ikke mere ophidsede.

Kører sindstilstand

Baseret på disse observationer konkluderede vi, at hvis en muses dag var domineret af opgaver, der krævede gentagne eller rytmiske bevægelser (såsom løb), ville dens hjerne være i en grundlæggende anden tilstand end normal. Denne tilstand kan endda tillade hjernen at hvile uden at komme ind i dyb søvn og give nogle af de samme fordele. Nylige beviser foreslår konsekvent at korte perioder med motion kan være gavnlige for kognitive funktioner i en lignende måde at sove på.

Andre eksempler fra naturen understøtter denne idé. For eksempel, fugle sover langt mindre når de flyver non-stop for mange dage eller migrering. Der er endda nogle tegn på en lignende effekt hos mennesker, såsom en sammenhæng mellem meditation og a nedsat søvnbehov. Vi ved ikke helt sikkert, hvorfor dette sker, men det kan være, at meditation er forbundet med en hjernetilstand, hvor tiden effektivt løber langsommere. Og det kunne være det samme for musene på rattet.

Der er stadig mange spørgsmål, der skal besvares om, hvorfor vi har brug for at sove, og hvordan det påvirker vores hjerner. Men hvad der bliver mere og mere klart, er at vi ikke kan forstå søvnens mysterium uden at forstå, hvad der sker, når vi er vågen.

Om forfatteren

Vladyslav Vyazovskiy, lektor i neurovidenskab, University of Oxford

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

at InnerSelf Market og Amazon