Jak fungují spánkové cykly?

Spánek tvoří nejdůležitějších 6-8 hodin našeho života každý den. Stále o něm ale zdaleka všechno nevíme. Spánek je jako magický stav, kdy upadáme do bezvědomí, a během té doby naše tělo regeneruje, čistí se od zbytečných látek, posiluje imunitu a celkově podstupuje plošnou generálku, aby mohlo dalšího rána vyrazit z postele do dalšího náročného dne. Jeho studium je fascinující, zejména co se mozku týká.

Během jedné noci se v našem mozku vystřídá několik spánkových cyklů, kde každý je svým speciálním způsobem důležitý pro náš bdělý život, a zejména pak paměť! Neurověda je rozřadila do dvou skupin s názvy, které odrážejí hloubku spánku: mělký REM spánek (od termínu rapid eye movement) a hluboký non-REM spánek. Jak se tyto cykly liší? Co se stane, když máme jednoho nedostatek? Co se děje v mozku během noci?

REM: Když sníme, formují se nám v mozku nové emoční vzpomínky

První ze dvou termínů vám bude jistě povědomý, jelikož s ním pravděpodobně každý máme zkušenost, na kterou občas nejde jen tak zapomenout. V REM (rapid eye movement) fázi spánku se v mozku odehrávají snové představy. Z tohoto stavu se nejčastěji ráno probouzíme, jelikož ve spánkovém cyklu je to ta mělká fáze. Mozek je během REM cyklu zaplaven vnitřní náhodnou aktivitou neuronů, které se v chaotickém pořadí rozsvěcí a zhasínají a tvoří tak barevné i pocitové obsahy snů. A k čemu je takový REM spánek dobrý?

Studie nám napovídají o jeho roli v ukládání emočních vzpomínek (1). Během REM spánku se v mozku objevuje i beta vlnová aktivita typická pro bdělý stav. Také je paralyzován svalový tonus, aby během živého snění nedošlo ke zraněním (porucha v tomto mechanismu způsobuje spánkové paralýzy, i když se člověk ze snu probudí). Další vlastností objevující se během REM je zvýšení respirace, krevního tlaku i sexuálního vzrušení. REM spánek je tak důležitý pro řadu procesů v našem těle, stejně tak pro naše každodenní fungování ve společnosti a pro dosahování cílů. Jeho trvání v cyklu narušuje spánková deprivace a konzumace látek, jako je alkohol nebo cannabis. 

Non-REM: filmová páska minulých zkušeností

Hluboké fáze neboli tzv. NREM spánek je ten spánkový cyklus, v němž se odehrává většina nejdůležitějších mechanismů. Samotná hloubka NREM spánku ovlivňuje, jak kvalitně všechny procesy proběhnou. Během samotného cyklu mozkové regiony přehrávají aktivitu nejpomalejších delta frekvencí. Pro paměť to vše má velký význam. Ze studií na myších i lidech vyplývá, že během delta rytmů v mozku dochází k aktivitě, která kopíruje vzpomínky naučené během dne (2). Neurony se tak rozsvěcují v přesném pořadí, v jakém se během dne učily danou činnost. To znamená, že během NREM spánku probíhá velká část učení, na kterém závisí celý život.

Která fáze je pro učení nejdůležitější?

Ve vědě se už dlouho debatuje o rolích a rozdílech REM a NREM fází. Ve velice nedávné studii z 20. července se neurovědci věnovali paměťovým procesům, ke kterým v těchto cyklech dochází. Měřili přitom dvě molekuly vyskytující se v mozku. Jednu, která aktivuje neuronové okruhy v mozku (glutamát), a druhou, která má tlumivé účinky (GABA kyselina). Obě dvě látky mají speciální funkce ve formování paměti a pracují spolu. Proces formování paměti přitom závisí na balancováním mezi aktivací (A) a tlumením (T) neuronových okruhů. Vysoké rozdíly mezi A a T jsou známkou zvýšené plasticity mozku – to je stav, kdy se formují nové neuronové spoje a do mozku se kódují první známky nových vzpomínek. Oproti tomu nízký poměr A/T podporuje stabilizaci zformovaných vzpomínek a jejich udržení v paměti.

Výsledky studie vrhly nové světlo na debatu o roli REM a NREM spánku ve formování paměti. NREM hluboký spánek se ukázal jako bohatý na poměr aktivace a tlumení neuronů. Tím pádem se jeho role uplatní zejména v neuroplastických procesech a utváření přímo strukturního prostoru pro nové vzpomínky v mozku. Avšak REM spánek je důležitý pro to, aby nově vytvořené vzpomínky v paměti zůstaly.

Oba dva cykly tak hrají roli v paměťové plasticitě a stabilizaci nových vzpomínek. A jak se o svůj spánek starat tak, abychom z obou cyklů vytěžili co nejvíce? O tom se bavíme v našich podcastech a článcích o jeho optimalizaci.