Mozkové vlny regulují dopad hluku na spánek

Po dlouhou dobu zůstávalo nejasné, do jaké míry, proč a s jakou odezvou reaguje lidský mozek během spánku na okolní hluk. Výsledky výzkumného týmu z University of Liège vedeného Dr. Thanh Dang-Vuem a Prof. Pierrem Maquetem ukazují, že reakce mozku vyvolané zvuky úzce souvisí s výskytem mozkových vln, které jsou vytvářeny mozkem během spánku.

Ve studii (Dang-Vu et al., 2011), publikované v září 2011 v magazínu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), výzkumníci z University of Liège v Belgii použili ke studiu reakcí mozku na zvuky během spánku kombinaci dvou metod snímkování. Těmi dvěma metodami byly funkční magnetická rezonance (fMRI) a vyšetření elektroencefalogramem (EEG). Funkční magnetická rezonance je moderní zobrazovací (a potažmo vyšetřovací) metoda, pomocí níž je možno zobrazit (mapovat) funkční oblasti mozku aktivované při provádění určitého úkolu či stimulace. Mapování se provádí buď na základě změny prokrvení dané oblasti (perfuze) nebo na základě změny oxygenace krve (tzv. BOLD efektu). Vyšetření elektroencefalogramem je standardní neinvazivní metodou funkčního vyšetření elektrické aktivity centrálního nervového systému. Signály z neuronů jsou snímány elektrodami z povrchu skalpu. Problémem bývá, že průchodem přes relativně málo vodivou kalvu (lebku) je amplituda signálu zeslabena na poměrně nízkou úroveň. Avšak díky použití kombinace obou procedur, jak funkční magnetické rezonance (fMRI), tak vyšetření elektroencefalogramem (EEG), mohli vědci doložit, že oblast mozku, kde se nachází centrum sluchu, zůstává nadále při reakci na zvuky během spánku aktivní (viz levá část obrázku se snímky mozku).

Během testů a zkoumání výše zmíněnou kombinací obou metod vědci odhalili dva extrémní případy, které se odehrávají během druhého stádia - NREM fáze spánku. Aktivita mozku je sledovatelná metodami snímkování díky vlnám, které jsou během spánku vytvářeny. Právě dva druhy mozkových vln mají vliv na specifický způsob vnímání zvuku během NREM fáze spánku. První je situace, kdy jsou zvuky vnímány během výskytu mozkových vln zvaných „spánková vřetena" (angl. sleep spindles). Studie v tomto případě jasně ukázala, že „spánková vřetena" zabraňují přenosu zvuku do sluchového centra (viz pravá část obrázku se snímky mozku). „Spánková vřetena" jsou signály mozkové aktivity druhého stádia NREM fáze spánku, pozorovatelné především při vyšetření EEG. Jedná se o vlny o frekvenci 12-14 Hz, vyskytující se minimálně 0,5 vteřiny. Předpokládá se, že „spánková vřetena" mají za úkol právě omezování přijímání podnětů zvenčí, aby zůstal spící člověk v klidu. Naopak pokud je vnímání zvuků spojeno s mozkovými vlnami zvanými „k-komplexy" (angl. k-complexes), aktivace sluchových oblastí je o poznání větší než při normální situaci. „K-komplexy" jsou signály mozkové aktivity druhého stádia NREM fáze spánku, jejichž amplituda náhle klesá a narůstá.

Výsledky studie (Dang-Vu et al., 2011) tedy ukazují, že výskyt „k-komplexů" je spojen s větší aktivací sluchových oblastí v mozku a zabezpečují mnohem důležitější přenos zvuků do „spícího mozku". Na druhou stranu „spánková vřetena" zabraňují přenosu zvuku do oblastí sluchu a snižují tak zatížení mozku během spánku. Lidský mozek je za této situace velmi izolován od okolního prostředí a nejspíše probíhá proces konsolidace (upevňování) paměti dříve získaných informací. Účinky hluku na spánek jsou tedy řízeny konkrétními mozkovými vlnami, které hrají rovněž klíčovou roli v kvalitě spánku a stability reakcí na hluk.

Autor: Jakub Málek

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:
Originální text studie:
Dang-Vu T T, Bonjean M, Schabus M, Boly M, Darsaud A, Desseilles M, Degueldre C, Balteau E, Phillips C, Luxen A, Sejnowski T a Maquet P (2011): Interplay between spontaneous and induced brain activity during human non-rapid eye movement sleep. In PNAS. doi: 10.1073/pnas.1112503108. [online] cit. 20. 10. 2011

Připraveno podle:

ULg Press (2011): Our nights are lulled by brain waves. In ULg Press. [online]. cit. 20. 10. 2011

Obrazové přílohy:

sleep_spindle_k_complex.jpg: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Stage2sleep.svg

snímky_mozku.jpg: http://images.sciencedaily.com/2011/09/110906121014.jpg