Visele consumă mai multă energie decât credeam. Ce este paradoxul somnului REM?

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Un nou studiu arată că, deși fluxul sanguin și resursele energetice trimise către creier cresc în timpul somnului REM (faza asociată viselor), nivelul moleculelor de ATP utilizate direct de neuroni scade, explicând de ce unele vise pot fi obositoare.

Creierul necesită o cantitate uriașă de energie în comparație cu alte organe. Totuși, el se poate adapta atunci când resursele sunt limitate. Modul în care creierul alocă eficient această energie în funcție de starea sa internă rămâne o întrebare esențială în neuroștiințe.

Somnul oferă o fereastră ideală pentru a studia acest proces. Deși somnul este asociat cu odihna, creierul rămâne extrem de activ, mai ales în timpul somnului cu mișcări oculare rapide (REM), faza strâns legată de vise și procesarea memoriei, scrie MedicalXpress.

Cercetătorii de la Universitatea Tohoku au descoperit un alt paradox al somnului REM: în timp ce aportul energetic către creier crește, nivelul moleculei de ATP (energia utilizată direct de neuroni) scade.

„Te-ai simțit vreodată epuizat după un vis foarte vivid?”, întreabă profesorul Ko Matsui de la Universitatea Tohoku. „Somnul poate părea liniștit, dar creierul este extrem de activ, în special când visăm. Am fost fascinați de acest paradox și am vrut să investigăm baza științifică a motivului pentru care visatul este, într-un fel, obositor.”

Pentru a observa acest proces, echipa de cercetători a menținut craniul unor șoareci transparent folosind o rășină polimerizabilă la raze UV, permițând monitorizarea creierului în timpul somnului natural.

Creierul necesită o cantitate uriașă de energie

Prin imagistică de fluorescență, aceștia au urmărit volumul sanguin cerebral, care este un indicator al aportului de combustibil, ATP-ul neuronal, adică molecula energetică ce alimentează neuronii și piruvatul astrocitar, o moleculă cheie ce leagă glucoza din sânge de metabolismul energetic cerebral.

În timpul somnului non-REM (NREM), oscilațiile din banda theta au anticipat modificările volumului sanguin cerebral cu câteva secunde înainte, arătând că, de fapt, creierul ajustează dinamica vasculară la cererea metabolică dinamică.

Tranziția către somnul REM a arătat însă un tipar diferit: cu aproximativ 50 de secunde înainte de debutul propriu-zis al stării REM, volumul sanguin a început să crească dinspre cortexul posterior spre cel anterior.

Odată instalat somnul REM, piruvatul astrocitar a crescut, indicând o disponibilitate mai mare de glucoză. Cu toate acestea, în mod paradoxal, ATP-ul neuronal a scăzut.

Un tipar diferit

Cercetătorii sugerează mai multe explicații posibile pentru această scădere. Neuronii consumă cantități uriașe de ATP în timpul somnului REM pentru reorganizarea sinaptică asociată memoriei și pentru comunicarea dintre hipocamp și cortex.

Totodată, transferul metabolic de la astrocite la neuroni poate fi alterat temporar, iar producția de ATP din mitocondrii își schimbă dinamica în această fază.

Studiul evidențiază un principiu fundamental al calculului biologic: creierul nu distribuie energia în mod uniform, ci o direcționează dinamic în funcție de starea comportamentală și de necesitățile de procesare internă.

„Înțelegerea modului în care creierul echilibrează aportul și consumul de energie ne poate ajuta să explicăm ce face inteligența biologică atât de eficientă”, explică cercetătorul principal Yusuke Takahashi.

Studiul a fost publicat în Communications Biology.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Care este „orașul viselor” din Europa și de ce este numit astfel?

De ce unele vise par vii și realiste, în timp ce altele sunt greu de reținut?

Ceva ciudat se întâmplă cu visele atunci când renunți la cafea

O descoperire revoluționară: de ce visele intense te fac să te simți mai odihnit dimineața?