De ce dormim diferit în funcție de vârstă?

Matematica explică cum dormim în funcție de vârstă. Te-ai întrebat vreodată de ce unii bebeluși trag un pui de somn într-o zi, dar nu și în alta? Sau de ce persoanele în vârstă se trezesc mai devreme? Un nou studiu realizat de Universitatea din Surrey (Anglia) arată că modelarea matematică a somnului oferă explicații surprinzătoare pentru aceste comportamente și nu numai.

Matematica explică cum dormim în funcție de vârstă. Într-un studiu, cercetătorii au analizat structura matematică a așa-numitului model cu două procese (2PM) al reglării somnului, propus pentru prima dată în anii 1980. Acest model susține că tiparele noastre de somn sunt influențate de două mecanisme: presiunea de a dormi, care crește pe măsură ce stăm treji și scade în timpul somnului, și ritmul aproape circadian al ceasului nostru biologic intern.

Studiul a fost publicat în npj Biological Timing and Sleep.

Matematica explică cum dormim. Ce au descoperit oamenii de știință?

Folosind instrumente matematice, echipa de la Surrey a arătat cum acest model reflectă activitatea cerebrală în tranzițiile dintre starea de veghe și somn. Totodată, au demonstrat că 2PM poate explica de ce unii bebeluși, în anumite etape de dezvoltare, dorm ziua într-o zi, dar nu și în alta, un fenomen cunoscut de specialiști drept „scara Diavolului” (Devil’s staircase). Interesant este că acest model le poate fi aplicat și altor specii, nu doar oamenilor.

Cercetătorii au integrat în acest model și influența luminii asupra ceasului biologic. Rezultatul? O înțelegere mai completă a felului în care interacționează procesele fiziologice interne cu factorii de mediu, precum lumina.

De exemplu, acest model explică de ce adolescenții tind să adoarmă și să se trezească mai târziu decât copiii mai mici. La adolescenți, presiunea de a dormi crește mai lent, ceea ce le permite să rămână treji mai mult timp, iar expunerea la lumină puternică seara întârzie și mai mult ora de culcare.

Modelul oferă și o nouă perspectivă asupra unui alt comportament des întâlnit: trezitul mai devreme odată cu înaintarea în vârstă. Deși adesea se presupune că acest lucru li se datorează modificărilor ceasului biologic, cercetătorii sugerează că de fapt este rezultatul interacțiunii dintre sistemele care reglează somnul și modul în care aceste interacțiuni se schimbă odată cu vârsta, mediul sau biologia fiecărei persoane.

O înțelegere mai cuprinzătoare a somnului

Această abordare arată că multe dificultăți legate de somn, cum ar fi problemele de a te trezi devreme sau de a adormi la ore „social acceptabile”, nu sunt neapărat semne ale unui ceas biologic „stricat”, ci pot fi influențate de factori precum mediul luminos sau particularitățile fiziologice individuale, scrie Medical Xpress.

„Acest model ne dă speranța că problemele de somn pot fi mai bine înțelese și tratate. Cu ajutorul matematicii, putem observa cum mici schimbări în rutină, lumină sau biologie influențează somnul și putem testa soluții practice pentru a îmbunătăți calitatea somnului”, afirmă profesoara Anne Skeldon, autoarea principală a studiului și șefa catedrei de matematică a Universității din Surrey.

Cercetătorii au arătat că modelul 2PM, combinat cu efectele luminii, se comportă ca un sistem de oscilatori neliniari: un oscilator somn-veghe, oscilațiile ceasului biologic și tiparul zi-noapte perceput prin ochi.

Un aspect important subliniat de studiu este că oscilatorul somn-veghe nu urmează în mod natural un ciclu de 24 de ore, dar interacțiunea acestuia cu ritmul circadian și lumina externă ne menține aliniați cu ciclul zi-noapte, printr-un proces numit sincronizare (entrainment).

Simulările matematice efectuate pe baza acestui model arată că petrecerea zilei în interior și expunerea la lumină artificială seara pot perturba aceste oscilații și, implicit, somnul. Modelele i-au permis echipei să prezică comportamente precum întârzierea somnului din cauza luminii nocturne sau dificultățile în menținerea unui program regulat.

„Această lucrare arată cum matematica poate aduce claritate într-un domeniu atât de complex și personal cum este somnul. Cu datele și modelele potrivite, putem oferi sfaturi mai personalizate și putem dezvolta intervenții inovatoare pentru cei al căror somn este afectat de rutina modernă, vârstă sau afecțiuni medicale”, a concluzionat profesorul Derk-Jan Dijk, coautor al studiului și director al Centrului de Cercetare a Somnului din cadrul Universității din Surrey.

Vă recomandăm să citiți și:

Activarea unei gene „tăcute” repornește regenerarea țesuturilor la șoareci

Abuzul emoțional: semnele ascunse, efectele pe termen lung și drumul spre vindecare

Nu știi ce simți, dar simți că lipsește ceva? Poate fi trauma neglijării emoționale

Aerofobia: de ce apare, cum se manifestă și cum poți învinge frica de zbor