Sommeil - un jour de la vie du cerveau

Ce qui arrive dans notre tête quand nous nous réveillons, ouvrons nos yeux et nous réalisons ici et maintenant ? Et quand le petit déjeuner, marchez avec un chien et allez ensuite travailler ? Quels processus sont activés dans notre cerveau, quand nous, fatigué, revenons à la maison, où un problème non résolu nous attend ?

Un son de perçage remplit votre crâne. Le voile brumeux qui vous isole du monde extérieur s'évapore puisque le signal devient de plus en plus indiscret. En tâtonnant dans la source sombre de bruit, vous restituez finalement le silence. Mais l'appareil du démon a déjà fait son travail : vous êtes éveillé. Cependant, vous n'êtes pas encore plongé dans la réalité environnante. Les yeux sont toujours fermés, vous avez l'impression que les images lentement montent dans la conscience...

Neuroscientists savaient longtemps que l'inconscience de sommeil a des gradations. En fait, la nuit précédente, vous avez passé environ cinq cycles de sommeil, en vous approchant à plusieurs reprises des niveaux de surface et les plus profonds. Pendant les cinq ou dix premières minutes, quand la réalité commence juste à "dériver" de vous, vous étiez relativement attentif toujours. Si quelqu'un a essayé de vous réveiller, vous pourriez même dire que vous ne dormez d'aucune façon. C'est la première étape, le début du cycle et le début de votre immersion dans l'inconscient.

Quelquefois pendant cette période vous connaissez des sensations étranges et extrêmement brillantes, comme si vous tombez ou entendez quelqu'un dire votre nom. Quelquefois le corps semble percer une crampe - ce phénomène est connu comme "myoclonic le réflexe" : les muscles se contractent involontairement, apparemment complètement sans une cause. Pendant la première étape, si vous avez fait attacher des électrodes à votre tête, un électroencéphalogramme (l'EEG) enregistrerait un dessin caractéristique d'ondes cérébrales petites et rapides (theta les vagues).

Alors, comme vous vous détenez, au cours des vingt minutes suivantes, le cerveau commence à produire des signatures de vague électriques complexes supplémentaires (huit à quinze cycles par seconde). C'est le deuxième stade. Alors les diminutions de température de corps, le pouls ralentit. C'est à ce point que vous allez d'un sommeil peu profond à un profond - c'est la troisième étape. Le profil d'ondes cérébrales sur l'EEG ralentit encore plus, les bandes de fréquences de deux à quatre cycles par seconde. Quand ces "vagues de delta" ralentissent encore plus, en se formant de la moitié à deux cycles par seconde, vous entrez dans la phase la plus profonde, quatrième de sommeil. Après environ trente minutes, le cerveau revient à la troisième phase et ensuite au deuxième. Ce que pour ?

Indubitablement, il serait plus simple si l'inconscience est restée simplement un état ferme. Une raison possible consiste en ce qu'un état profond, presque comateux peut être tendu avec pendant longtemps : le monde est plein des dangers, il faut être en état d'alerte. En plus, la durée des phases de sommeil change pendant la nuit : peut-être le cerveau s'adapte à leurs besoins. Dans le milieu de la nuit, les quatrièmes fins de phase presque complètement et la cinquième phase suite à cela devient dominant et dure presque une heure.

On appelle aussi la cinquième phase le "sommeil rapide" la phase (REM), parce que vos yeux bougent activement sous les paupières fermées. Pendant ce temps, la profondeur et la fréquence de respirer des augmentations, l'EEG révèle un profil de vagues irrégulières rapides, indicatives d'activité mentale augmentée, comparable avec l'activité pendant la vigilance. Les rêves (qui sera discuté plus en détail plus tard) sont vus dans cette phase, bien que pas partout dans sa longueur entière. En dépit de l'activité mentale intense pendant cette phase, vos muscles, d'autre part, sont les plus détendus, il y a une paralysie assoupie : "le sommeil rapide" est aussi connu comme un "rêve paradoxal", parce que vous semblez être conscient, mais immobilisé. Souvenez-vous juste des situations qui surviennent d'habitude dans les cauchemars quand vous essayez de vous échapper du danger, mais bizarrement vous trouver fixe. Cette phase est répétée quatre à cinq fois pendant la nuit.

Mais comment est la surveillance de sommeil contrôlée ? Il était connu longtemps que le règlement de ces cycles est basé sur l'isolement de transmetteurs chimiques spécifiques, neurotransmitters. En agissant comme les intermédiaires entre deux neurones, ces substances par la diffusion bougent d'une membrane de cellule (presynaptic) à autre (postsynaptic) par une fente étroite - le synapse : ils courent dans le sentier de neurone postsynaptic, en provoquant "l'excitation" ou "l'inhibition". Dans la langue de neurobiologie, l'inhibition est simplement une réduction de la probabilité qu'un neurone sera capable de produire un potentiel d'action (l'impulsion électrique). L'excitation est, au contraire, une augmentation de la probabilité. Cette impulsion électrique essentielle dure environ millième d'une seconde (environ 1 milliseconde) et est un signe universel que la cellule du cerveau est active et l'indique à la cellule suivante. Le neurone excité produira des volées de potentiels d'action à la grande vitesse, pendant que celui qui est "calé" peut être complètement silencieux.

Les transmetteurs contrôlant du sommeil, de la vigilance et de rêves sont proches dans la structure moléculaire à la dopamine, noradrenaline, l'histamine et serotonin, ensemble avec le quatrième, l'acétylcholine, un "parent" légèrement plus lointain, neurotransmitters le plus célèbre et bien étudié. Mais les particularités de leur distribution et localisation ont vraiment du grand intérêt : ils peuvent faire plus que juste une connexion entre deux neurones par une fissure de synaptic, mais plutôt ils travaillent sur le principe de pulvérisateurs de jardin. Évidemment, il doit y avoir des raisons pour cela. Chaque membre de cette famille chimique joue un rôle clé dans le contrôle du sommeil et de la vigilance. Les niveaux de norepinephrine et sa dopamine de précurseur chimique, aussi bien que serotonin et histamine sont les plus hauts pendant la vigilance, mais diminuent de façon significative pendant le sommeil normal et sont pratiquement absents dans la cinquième phase. Pendant ce temps, l'acétylcholine "travaille" toujours. Ainsi, de que ces transmetteurs sont-ils responsables ? Il se trouve que ces molécules mènent une double vie et peuvent agir dans un rôle complètement alternatif - comme les modulateurs.

Le modulateur ne provoque pas l'inhibition immédiate ou l'excitation : au lieu de cela il affecte comment la cellule du cerveau réagit au signal de la contribution pendant un certain temps l'intervalle dans l'avenir. Pour mieux comprendre comment cela arrive, imaginez cette situation : vous travaillez dans le bureau et aujourd'hui il y avait une rumeur de la levée des salaires. Isolément, la rumeur ne forcera pas des employés, disons, à ramasser le téléphone d'un téléphone silencieux. Cependant, quand un signal standard est reçu - un coup de téléphone, l'employé y répondra plus vite et plus volontiers. Le modulateur travaille de la même façon comme cette rumeur : en soi il ne provoque pas un effet, mais renforce l'événement ultérieur. La théorie et la pratique montrent que la classification de neurotransmitters comme uniquement inhibiteur ou excitatory serait erronée. Tout cela dépend du temps et de la région spécifique du cerveau dans lequel ils travaillent.

Donc pour une certaine période de temps, les effets du stimulus entrant (un autre transmetteur) différeront en présence du modulateur, jusqu'au point que l'effet du stimulus peut être complètement stabilisé. Ainsi, l'énorme valeur de modulation est dans le changement du délai imparti pour les processus de transmission de signal dans le cerveau. Un tel règlement parfait n'aurait été jamais possible avec une transmission de signal simple. Pendant que vous dormiez et maintenant quand vous restez éveillés, les niveaux de ces modulateurs omniprésents l'augmentation et tombez aux temps différents, en soutenant de différents stades de sommeil, en plaçant de grandes populations de cellules du cerveau plus actives ou tranquilles. Donc, il est très probable que les modulateurs font une contribution importante à la formation de conscience et d'inconscience, aussi bien qu'au règlement de la transition entre eux. Mais nous avons appris juste que le naufrage dans et du sommeil est un processus graduel. Cela indique que les modulateurs n'agissent pas comme un changement clé. Plutôt ils travaillent comme une sorte de contrôle plus sombre...