خواب و مراحل خواب از دیدگاه علمی

يك حالت منظم به تكرار شوند و به آساني برگشت پذير ارگانيسم است كه با بي حركتي نسبي و بالا رفتن قابل توجه آستانه واكنش به محركهاي خارجي در مقايسه با حالت بيداري مشخص است. كنترل دقيق خواب جزء مهمي از كار باليني است، چراکه اختلال در آن غالباً از علائم زودرس بيمار روانی است. بعضي از اختلالات روانی با تغييرات مشخص در فيزيولوژی خواب همراه است (این اختلالات جدای از اختلالات خواب هستند) (کاپلان و سادوک، 2003).

مراحل خواب

اساس طبقه بندي مراحل ، طبقه بندي امواج موج نگار مغزي لوميس و همكاران (1936) است. (كلاتيمن و همكاران 1957) بر اساس آزمايشهاي كودكان، مراحل را به دو مرحله متعارف (NREM) و مرحله متناقض (REM) طبقه بندي كردند.

الكتروفيزيولوژی 

درخواب (NREM)، كه از مراحل 1 تا 4 تشكيل يافته است، اكثر اعمال فيزيولوژيك در مقايسه با بيداري كاهش مي يابد. REM از نظر كيفي خواب متفاوتي است و با سطح بالاي فعاليت فيزيولوژيكي مشابه آنچه در حالت بيداري وجود دارد مشخص مي باشد. حدود 90 دقيقه پس از شروع  NREM جاي خود را به اولين دور REM شبانه مي دهد. اين دوره نهفتگي «REM latenney» 90 دقيقه اي يافته ثابتي در افراد بالغ سالم است. كوتاه شدن دروه ي نهفتگي REM غالباً در اختلالاتي مثل افسردگي و ناركولسپي مشاهده مي گردد. الكتروآنسفالوگرام حركات توأم سريع چشم را كه خصوصيت مشخص كننده REM است، نشان مي دهد (در NREM حركات سريع كره چشم يا وجود ندارد و يا محدود است) الگوي EEG شامل فعاليت ولتاژ پايين، سريع اتفاقي، با امواج شبه دندانه اره است. الكتروميوگراف (EMG) كاهش قابل ملاحظه در قوام عضلاني نشان مي دهد. در شخص عادي NREM در مقايسه با بيداري، حالت آرامش است. ضربان قلب بين 5 تا 10 ضربه در دقيقه كاهش مي يابد و بسيار منظم است.

تنفس نيز آرامتر مي گردد فشار خون تغييرات معدود در زمانهاي مختلف نشان مي دهد و روي هم رفته پايين تر از حالت بيداري است پتانسيل استراحت عضله در عضلات بدن در REM پايينتر از زمان بيداري است. در NREM حركات دوره اي و غير ارادي در بدن مشاهده مي شود در اين خواب حركات سريع چشمي اگر هم وجود داشته باشد معدود است و نعوظ مغز به ندرت روي مي دهد. جريان خون به بافتهاي بدن از جمله نفر اندكي كاهش مي يابد.

در بعضي افراد، آشفتگي ضمن بيدار شدن از مراحل 3 و 4 مسائل خاصي به وجود مي آورد، از جمله شب ادراري، خوابگردی و كابوس هاي مرحله 4 يا وحشت شبانه. تنظيم درجه حرارت در ضمن REM تغيير مي يابد. برخلاف حالت هموترميك تنظيم حرارت كه در بيداري يا NERM ديده مي شود، در جريان REM پويكيلوترميك[1] (حالتي كه در آن حرارت بدن حيوان با تغييرات حرارت محيط تغيير مي يابد)، وجود دارد.

پويكيلوترمي كه از مشخصات خزندگان است، موجب نارسايي واكنش به تغييرات هوايي متغير با لرز يا تعريق، هر كدام براي حفظ درجه حرارت بدن مناسبت داشته باشد، مي گردد. تقريباً هر دوره از REM با نعوظ نسبي يا كامل همراه است. اين يافته در ارزيابي علت ناتواني جنسي با اهميت تلقي مي شود. مطالعه افزايش حجم آلت مردانه در جريان خواب رايجترين آزمايش مورد درخواست آزمايشگاههاي خواب است. يك تغيير فيزيولوژيك اسكلتي (وضعيت) است. به علت اين مهار حركتي، حركات بدني در REM وجود ندارد. احتمالاً بارزترين خصوصيت REM رؤيا دیدن است. اكثر كساني كه در REM بيدار مي شوند (60 تا 90 درصد موارد) گزارش مي كنند كه خواب مي ديده اند. رؤياهاي REM نوعاً انتزاعي و سورئال آن هستند. رؤيا در NERM هم روي مي دهد نوعاً صريح و هدفدار است.

ماهيت دوره اي خواب كاملاً منظم و قابل اتكاء است، دوره REM در  هر 90 تا 100 دقيقه يك بار تكرار مي شود. اولين دوره REM معمولاً كوتاهترين دوره بوده و كمتر از 10 دقيقه است، دوره هاي REM بعدي هر كدام 15 تا 40 دقيقه طول مي كشد قسمت عمده زمان REM در ثلث آخر شب روي مي دهد، در حاليكه بخش عمده مرحله 4 در ثلث اول پديد مي آيد.

الگوهاي خواب در طول زندگي تغيير مي يابد در دوره نوزادي، REM بيش از 50 درصد تمام خواب را شامل مي گردد. در سن 4 ماهگي، الگو تغيير مي يابد به طوري كه درصد كلي REM به كمتر از 40 درصد پايين آمده و ورود به خواب با يك دوره باريك NREM صورت مي گيرد. در جواني، مراحل به شرح زير است:

NREM (75 درصد)

مرحله 1: 5 درصد

 مرحله 2: 45 درصد

مرحله 3: 15 درصد

مرحله 4: 10 درصد

REM: 25 درصد

تنظيم خواب

اكثر پژوهشگران فكرمي كنند كه يك مركز ساده كنترل خواب وجود ندارد، بلكه تعداد معدودي سيستم ها و مراكز پيوسته موجود است كه به طور عمده در تنه مغزي واقع شده اند و متقابلآً موجب تحريك يا مهار همديگر مي گردند. مطالعات بسيار نقش سروتونين را در تنظيم خواب تاييد مي كنند. پيشگيري از توليد سروتونين با تخريب هسته ستيغي خلقي ساقه مغزي، كه حاوي تقريباً تنه هاي سلولي سروتونرژيك است، خواب را به طور قابل ملاحظه اي كاهش مي دهد. سنتز و آزادسازي سروتونين بوسيله نورونهاي سروتونرژيك تحت تأثير فراهم بودن اسيد آمينه پيش ساز اين ناقل هاي عصبي، نظير ال- ترتيپوفان است. مصرف مقادير زياد ال- ترتيپوفان (1 تا 15 گرم) نشان داده شده است كه موجب كاهش زمان نهفتگي و بيداري هاي شبانه مي گردد. برعكس، كمبود ال- ترتيپوفان با كاهش مدت زمان صرف شده در خواب REM همراه است نورونهاي حاوي نوار پنيفرين كه تنه سلولي آنهارا لوكوس سرولوس واقع شده، نقش مهمي در كنترل الگوهاي طبيعي خواب دارند. داروها و دست كارهايي كه موجب افزايش شليك اين نورون هاي نور آدرنرژيك مي گردند، كاهش قابل ملاحظه در  REM نورونهاي «موقوف كننده REM»[2] و افزايش بيداري به وجود مي آورند. تحريك الكتريكي لوكوس سرولوس درانسان با الكترودهاي كاشته شده (به طور مستمر به منظور كنترل اسپاستيستيه) عميقأ در تمام الگوهاي خواب اثر مي كند.

 استيل كولين مغز نيز در خواب به خصوص توليد REM درگير است. در مطا لعات حيواني تزريق آگونسيت هاي كولينرژيك- موسكارينيك به نورونهاي تشكيلات شبكه اي پل دماغي نورون هاي «راه انداز REM»[3] منجر به تبديل حا لت بيداري به REM مي گردد. اختلالات فعاليت كولينرژيك مركزي با تغيرات خواب به گونه اي كه درافسردگي اساسي مشاهده مي شود همراه است. درمقايسه با افرادسالم و بيماران رواني غيرافسرده، بيماران مبتلا به افسردگي آشفتگي بارزتري در ا لگوهاي REM نشان مي دهند. اين آشفتگي مشتمل اند بر: كوتاهتر شدن زمان نهفتگي REM (60 دقيقه يا كمتر)، درصد بالاتر REM و تغيير بخش REM از نيمه دوم شب به نيمه اول. چنين فرض شده است كه افسردگي با حساسيت مفرط پنهاني نسبت به استيل كولين همراه است.

داروهايي كه REM را كاهش مي دهند مثل داروهاي ضد افسردگي، آثار مفيد در افسردگي دارند. در واقع، نيمي از بيماران مبتلا به افسردگي اساسي بهبود موقت در نتيجه محروميت يا محدوديت خواب احساس مي كنند. بر عكس رزرپين كه از معدود داروهاي فزاينده REM است، افسردگي به وجود مي آورد. ناركولپسي كه با تظاهرات بيمار گونه REM مشخص است، با تركيب هاي تشديد يا تقليد كننده فعاليت كولينرژيك شدت مي يابند.

بيماران مبتلابه بيماري آلزايمر اختلالات خواب مشخص با كاهش REM و SWS دارند. فقدان نورونهاي كولينرژيك در فوربرين قاعده اي را با علت اين تغيرات مربوط دانسته اند. ترشح ملاتونين از غده ي پنيتال تحت تأثير نور قوي مهار مي شود، به طوري كه با بيشترين سطح غلظت ملاتونين ضمن روز مشاهده مي شود.

هسته فوق كياسمايي هيپوتالاموس محل تشريحي پيس ميكر[4] 24 ساعته كه تنظيم كننده ترشح ملاتونين و نيز نظم دهنده مغز براي يك دوره خواب–بيداري 24 ساعته است، مي شناسند. قرائن نشان مي دهد، كه دو پامين تأثير هوشيار كننده دارد. (كاپلان، سادوك،2003).

پيكوفيزيولوژی مراحل 

تحليل نتايج محروميت از خواب بسيار دشوار است، ولي يافته هاي پاره اي از پژوهش ها نشان مي دهند كه طولاني ترين محروميت كامل از خواب يازده روز (264 ساعت) بوده است، آزمودني از شب سوم خصوصاً بين ساعت 3 تا 5 صبح بدون كمك گيري نمي توانسته بيدار بماند و وهله هاي سوم و چهارم مرحله خواب متعارف و مرحله خواب متناقض در روز هم مشاهده شده و آزمودني به خطاي حسي و توهم ديداري وشنيداري دچار شده است؛ و از روز چهارم افكار پارانويا گونه آشكار مي شود تغييرات متابوليستي همراه تغييرات تمركز و هشياري از ديگر عوارض محروميت به شمار مي آيند. پس از 200 ساعت محروميت و بيداري، ميزان وهله هاي سوم و چهارم مرحله خواب متعارف – در 9 ساعت خواب جبراني – حدود 50 درصد شب معمولي افزايش مي يابد. جبران مرحله خواب متناقض (REM ) در محروميت كامل پس از چهار روز بيداري ظاهر مي شود و درمراحل استراحت بعدي به آرامي ( تا ) جبران مي شود مرحله REM با صرف غذا ارتباط دارد به طوري كه اضافه وزن با افزايش مرحله REM همراه است. بي اشتهايي موجب افزايش مراحل خواب متناقض براي برقراري تعادل وزن مي شود، نتايج بررسيهاي ديگر نشان دهنده وجود همبستگي بين غلظت اسيد چرب موجود در بدن با افزايش مرحله خواب متناقض است. افزايش مرحله خواب متناقض در هر شب، ميزان صرف غذا در روز بعد را كاهش مي دهد.

همچنين ميزان سوخت ساز بدن و درجه حرارت بدن با مجموع زمان خواب همبستگي نشان ميدهد. وهله هاي سوم و چهارم مرحله خواب متعارف (NREM) بي شك براي كنش حفظ و نگهداري انرژي، حداقل براي دستگاه اعصاب مركزي اهميت دارند. در افراد مبتلابه هيپرتيروِئديسيم با افزايش درآمد انرژي، وهله هاي سوم و چهارم مرحله خواب متعارف فزوني مي يابد، ولي در مبتلايان به هيپوتيروئيديسيم جريان بر عكس است؛ و بلاخره در فعاليت بدني به دليل فزوني درجه حرارت مغز، وهله هاي سوم و چهارم مرحله خواب متعارف افزايش مي يابد (خداپناهی، 1383).

مبانی عصبی چرخه شبانه روزی

نتايج بررسي ها نشان مي دهند كه هسته هاي فوق كياسمايي موجود در قسمت مياني هيپوتالاموس براي تنظيم كنشهاي چرخه اي كه با چرخه روشنايي تاريكي هماهنگي دارد نقش مهمي ايفا مي كنند. اين هسته ها به وسيله طناب شبكيه اي – هيپوتالاموسي به صورت مستقيم از اطلاعات روشنايي تاريكي شبكيه طرف مقابل با اطلاع مي شوند.

 آسيب دو طرفه هسته هاي فوق كياسمايي نخستينها به از دست دادن چرخه فعاليت و نوشيدن بدون كاهش مقدار مطلق مواد نوشيدني منجر مي گردد. همچنين چرخه بيداري و خواب حيوان بدون تغيير زمان مطلق خواب و بيداري حذف مي شود به نظر مي رسد كه تنها مرحله REM تحت تأثير اين آسيب قرار نمي گيرد (اين امر نشان دهنده وجود راه انداز ديگري در ارگانيسم است) بعلاوه چرخه تغذيه با آسيب هسته هاي فوق كياسمايي تحت تأثير قرار نمي گيرد.

 تعامل راه انداز:

به نظر مي رسد علاوه بر هسته هاي فوق كياسمايي، راه انداز ديگري در ارگانيزم وجود دارد كه درجه حرارت و دوره غذا خوردن (غلظت گلوكز پلاسما، انسولين و اسيدهاي چرب) را تنظيم مي كند؛ به احتمال قوي هسته هاي شكمي مياني هيپوتالاموس نقش راه انداز دوم را ايفا مي كنند.

[1] – Poikilothermic Condition

[2] – REMOFF neurons

[3] – REM on newrons

[4] – circadian pacemaker