Ärkate üles, sirutades armsalt pehmesse voodisse, tõusete üles ja näete läbi tohutu akna ookeani kohal tõusvat päikest, ranna valget liiva ja palmi. Läbi lodža avatud ukse puhub värske meretuul ja kostab surfiheli. Joote aromaatseid värskelt jahvatatud kohvi, jätate kahekorruselise villa uksed, pääsete autoga kapoti peal oleva hobusega, keerate võtit ja V8 mootori üllas möirgamiseni … Ärkate lõpuks äratuskella helisemise järele.
Jälle pani salakavala aju uskuma toimuva reaalsusesse. Aga kuidas ta seda teeb? Kuidas õnnestub inimesel seitse või enam tundi peaaegu liikumatult valetada, näidates samal ajal põneva süžeega kõige huvitavamaid klotsisid? Selle põhjuseks on kõige keerukamad biokeemilised protsessid, milles osaleb mitte üks või kaks ajustruktuuri, vaid terve võrk. Kuidas toimub unerežiimi koostoime ja "lülitumine"? Kuidas uni areneb ja millal tulevad unistused? Miks tunneme end äratuskellast ärgates, et võime mägesid liikuda ja mõnikord ärritunult valmis hävitama kõik ümbritseva?
Läbi aja loori
Somnoloogia - teadus, mis uurib une - ilmus suhteliselt hiljuti, sest esimese Morpheuse kuningriigi fundamentaaluuringu vanus ei ületa 120 aastat. Enne seda anti unele müstiline tähendus kui piirseisund elu ja surma vahel. Aristoteles ütles: "Uni kuulub ilmselt oma olemuselt sellistesse seisunditesse nagu näiteks elu ja mitteelu vaheline piir ning magavat inimest ei eksisteeri täielikult ja eksisteerib." Antiikaja suur arst Hippokrates arvas, et uni tekib vere ja soojuse väljavoolu tagajärjel peast keha sisepiirkondadesse. See seletus domineeris Euroopa teadlaste mõtetes ja sellesse usuti peaaegu kaks tuhat aastat. Ühes asjas oli Hippokratesel õigus: inimese sukeldumise unistuste maailma põhjusi tuli otsida peast.
Uneregulatsiooni võrk töötab päästikuna, millel puuduvad vahepositsioonid. See mehhanism on võimalik tänu magama jäämise ja ärkamise keskuste omavahel blokeerimisele. Niipea kui üks osapooltest saab eelise, läheb kogu süsteem koheselt vastupidisesse olekusse. Oreksiin stimuleerib iga minut edasi-tagasi liikumist, stimuleerides oreksiini kõiki ärkveloleku keskusi, une keskpunkti surumata. Selle väikese tasakaalustamatuse tõttu on keeruline lihtsalt piisavalt ümber lülituda, et me ülemineks unest ärkvelolekule ja vastupidi suhteliselt harva. Unele üleminekuks on vajalik, et erutussüsteem nõrgeneks, unekeskuse aktiivsus suurenes. See aeglane protsess on kõigile tuttav, kuna see suurendab järk-järgult väsimust.
Ja nüüd on kätte jõudnud kahekümnes sajand. Saksamaal võetakse professor Strumpeli kliinikusse patsient, kes on trauma tagajärjel osaliselt kaotanud nägemise ja kuulmise - kurt ühes kõrvas ja pime ühes silmas. Arstid märkasid, et kui mõlemad järelejäänud "aknad maailma" suleti, jäi patsient magama. Kuulus füsioloog Pavlov hakkas nende tähelepanekute vastu huvi tundma ja otsustas viia sarnased katsed läbi oma lemmikteemadel - koertel. Ta leidis, et kui välistada meeleelundite pidev impulsside sissevool ajukooresse, tekib uni. Teadlane uuris ka monotoonsete stiimulite mõju, korrates korduvalt kergeid puudutusi tagakäpa reie nahale. Nad eutaneerisid loomad peaaegu alati ja see andis uurijale õiguse uskuda, et uni on tingimuslik pärssimine, mis levib laialt kogu ajukoores,mis on mõeldud koera aju kaitsmiseks ärrituse liigsete korduste eest.
Reklaamvideo:
Järgmine samm une saladuste ületamiseks oli elektroentsefalograafia (EEG) meetodi ilmumine. 1905. aastal registreeris saksa füsioloog Hans Berger esmakordselt elektripotentsiaali sinusoidsed võnked sagedusega 8–11 Hz inimesel, kes oli rahulikus olekus suletud silmadega, kõige enam väljendunud aju kuklapiirkondades. Neid kõikumisi nimetatakse alfarütmiks.
Une algust ja kestust reguleerivad keerulised füsioloogilised protsessid, mille hulgas on kaks peamist - homöostaatiline unevajadus (nn protsess S, alla-nooled) ja sisemine kell (protsess C, joonisel üles-nooled). Kollane joon näitab nende kahe protsessi "summat".
1930. aastatel sai olukord pisut selgemaks: teadlased, lõigates kassi ajutüve keskmise aju tasemele, põhjustasid loomal kooma - unega sarnase seisundi. Samal ajal täheldati kassi EEG-l aeglaseid elektrilisi võnkumisi, mida hiljem nimetati "unisteks spindliteks" (joonis meenutas tagurpidi keeratud spindli). Kui aju lõigati esimeste emakakaela lõikude tasemel, eraldades seljaaju ajust, oli võimalik saada ärkveloleku aju niinimetatud ettevalmistamine: kass jälgis silmadega tema ees liikuvaid objekte ja EEG näitas võnkeid sagedusega 14-30 Hz (beeta rütm). Sai selgeks, et loomade ajus on erinevad struktuurid - vastutavad uinumise eest ja vastutavad ärkamise eest.
Rõõmsameelsuse keskus
19. sajandi lõpus kirjeldasid Vladimir Bekhterev ja Santiago Ramon y Cajal ärkveloleku seisundi eest vastutava kassi ajutüve struktuure, kes nägid ajutüve keskel närvikiududest läbi tunginud avatud neuronite klastrit. Kuid miks seda moodustist vaja on, asutasid itaalia neuroteadlane Giuseppe Moruzzi ja ameerika neuroloog Horace Magun alles kahekümnenda sajandi teisel poolel. Nad nimetasid seda struktuuri retikulaarseks moodustumiseks (ladina keeles tähendab "reticula" võrku). Just ajutüves asuvad tuumad, mis koondavad kõik ajusse suunduvate sensoorsete retseptorite impulsid. Retikulaarse moodustumise neuronite pikad protsessid (aksonid) on ühendatud ajukoore ja seljaaju neuronitega. Ajukoorest ja seljaajust pärit närvikiud lähevad ka ise retikulaarsesse moodustumisse,nii moodustub keeruline tagasiside süsteem. Retikulaarse moodustumise signaalid (retikulaarne eritis) käivitavad peaajukoores ärkveloleku mehhanismid ja ajukoored omakorda kontrollivad retikulaarse moodustumise olekut.
Puusärk unega
1990. aastal ilmus film Ärkamine, mis põhineb kuulsa psühhiaatri Oliver Sachsi samanimelisel raamatul. Ta räägib kummalisest 80 eaka patsiendi grupist, kes on enam kui 40 aastat põdenud tundmatut haigust, mis sarnaneb autismi või Parkinsoni tõvega. Sachsi patsiendid olid viimased ellujäänud ohvrid müstilisest epideemiast, mis algas Euroopas ootamatult talvel 1916-1917. See levis seejärel kogu maailmas ja tappis Esimese maailmasõja järgsel perioodil 5 miljonit inimest. Patsiendid langesid järsku apaatiasse ja kannatasid kõrge palaviku, nägemiskahjustuse ja hallutsinatsioonide all. Siis muutus haigus krooniliseks vormiks ja sellega kaasnes tohutu hulk erinevaid kliinilisi ilminguid. Kuid kõigil vormidel oli üks ühine joon - unehäired. Viini neuroloogi parun Konstantin von Economo jaoks tundus see fakt huvitav. Ta leidis, et mõned patsiendid magasid nädalaid, kuid liiga palju, ärkasid ainult selleks, et juua ja süüa, teised aga kaotasid une täielikult. Lahkamisel leidis teadlane sarnase anatoomilise pildi: patsientide diencephaloni teatud piirkonnas oli närvirakkude massiline surm.
Seda ajupiirkonda nimetatakse hüpotalamuseks, kuna see asub taalamuse all - ajupiirkonnas, mis levitab meelte signaale. Kui me saaksime nimetissõrme ninasilla silla tasemel otse pähe sisestada, siis oleksime puhanud täpselt auku, kus see asub - "Türgi sadul". Hüpotalamus on üks olulisemaid keskusi, mis kontrollib autonoomset närvisüsteemi, reguleerides eelkõige kehatemperatuuri, vererõhku, isu, seksuaalset iha ja janu. Majandusamet muidugi ei teadnud seda kõike. Küll aga kahtlustas ta, et peab olema keskus, mis kontrollib und. "Ilmselt, - lõpetas teadlane, - need rakud teevad midagi, tänu millele me magama jääme."
Nüüd sai tänu Bostoni Harvardi ülikoolist pärit Cliford Seiperi uurimistööle teada, et hüpotalamuses on tõepoolest spetsiaalne piirkond, mis aktiveeritakse uinumisel - ventrolaarne preoptiline piirkond (VLPO). VLPO-st pärit neuronite aksonid lähevad alla ärkvelolekut toetavatesse piirkondadesse. Ja vastupidi, selleks, et vältida meie magama jäämist, peab jõulisuse keskpunktil olema ühendus hüpotalamusega, nii et närvikiud läheksid alt üles.
Seiper ja tema kolleegid jõudsid järeldusele, et hüpotalamuse eesmise osa rakud on unekeskus, mis kasutab nende aksonite abil ajutüve ärkveloleku keskusi, mis hõlmavad keskmist aju ja pone. See protsess viib lõpuks uinumiseni. "Võib-olla on see kogu mehhanismi võti, mis kontrollib hüpotalamuse kaudu une ja ärkveloleku seisundit," kirjutas neuroloog. Nii ilmuski 2005. aastal moodne une kontseptsioon, mille Siper avaldas oma artiklis ajakirjas Nature. Selle kontseptsiooni kohaselt on kogu "unesüsteem" mitmest omavahel ühendatud sõlmest koosnev võrk, mis lülituvad teatud ajahetkel erilisel viisil ümber ja reguleerivad une ja ärkveloleku režiimi.
Aju vastasseis
Üldise une-ärkveloleku süsteemi esimene osa on pärssiv süsteem. See on VLPO eesmises hüpotalamuses, kust pärssimislaine saadetakse ärkvelolekusüsteemi ja see viib aju ülekandumiseni "puhkeolekusse". Biokeemia seisukohast on süsteemi peamine "pidurivedelik" gamma-aminovõihape (GABA). Spetsiaalsetel retseptoritel tegutsedes pärsib see neuronite aktiivsust. GABA retseptorid on rakumembraanis kanal, mida ümbritsevad suured valgu molekulid ja mis võivad muuta nende ruumilist struktuuri (suhteliselt "lahti" või "korda"). Kui GABA seostub retseptoritega, suureneb kanali luumenus, rohkem kloori ioone läbib seda, mis viib rakumembraani elektrijuhtivuse vähenemiseni - muutes selle elektriliste mõjude suhtes vähem tundlikuks. Ja see viib impulsside aktiivsuse mahasurumiseni - rakk "vähendab kiirust" kiirest "galoppist" rahulikuks "sammuks".
Süsteemi teine osa on ergastussüsteem, mis põhineb kaheksal närvisõlmel, mis moodustavad kaks paralleelset kimpu. Nende kaudu juhitakse erutuslaineid ajukoorde. Üks kimp algab retikulaarses moodustises (see on ajutüvi), teine niinimetatud sinises kohas (Locus coeruleus). Siinsed rakud toodavad suurema osa ajus ergastavast neurotransmitterist norepinefriinist. Piirkond on vastutav hirmu ja paanika tekke, aga ka suure osa meie ärrituse eest.
On ka teisi neurotransmittereid (dopamiin, serotoniin ja teised), kuid neid seostatakse ajus toimuvate erinevate protsessidega. Siiski on veel üks konkreetne une neurotransmitter. Külgmine (külgne) hüpotalamus sisaldab mitukümmend tuhat närvirakku, mis toodavad spetsiaalset neurotransmitterit - oreksiini (hüpokretiini). Biokeemikud eraldasid selle aine alles 1998. aastal. Kui oreksiini on liiga vähe või kui ajus puuduvad vastavad retseptori molekulid, tekib harvaesinev haigus - narkolepsia, mida iseloomustavad järsud unisuse ja magamajäämisehood.
Päev, öö - päev ära
See on aga vaid osa une mehhanismist. Nagu kogu elusloodus, elavad inimesed vastavalt oma sisemistele rütmidele, mis on seotud päeva- ja öötsüklitega. On aeg, mil inimesel on altid magada, ja on aeg aktiivseks tööks. Kehal on "bioloogiline kell" - melatonergiline süsteem. Selle peamised tegijad on hüpotalamuse suprachiasmal tuumad ja käbinääre (käbinääre), mis asuvad aju vahepealses piirkonnas.
Kui valgus tabab võrkkestut, läheb teave selle kohta hüpotaalamuse suprakiasmaatilistesse tuumadesse (väikesed tunnid) ja pärast pika tee läbimist siseneb see käbinääreni ehk niinimetatud kolmandasse silma, mis teenindab paljusid loomi, näiteks roomajaid ja linde. valguse taseme detektor. Inimestel on evolutsiooni käigus aju suured poolkerad märkimisväärselt suurenenud, sulgedes käbinääre ja ta on kaotanud kontakti valgusega. Loodus pidi "leiutama" kogu selle keeruka ja tänapäeval olemasoleva viisi "unise" hormooni sünteesi reguleerimiseks.
Käbinääre toodab melatoniini, öise ja pimeduse hormooni. Kui valguse tase õhtul langeb, eraldub melatoniin, mis annab rakkudele märku “päeva lõppemisest”. Selle põhifunktsioon on pärssiv toime suprakiasmaatilistele tuumadele, mille kaudu aktiveeruvad ärkvelolekusüsteemid.
Seda protsessi saab võrrelda termostaadi toimimisega, mis hoiab külmkapis teatud temperatuuri. Mida kauem elame aktiivset elu, seda jõulisemalt tunneb unekeskus vajadust lülitada lüliti magama. Mida kauem magame, seda vähem on vaja magada, nii et mingil hetkel võtab ärkveloleku süsteem üle ja me ärkame üles ja tunneme, nagu oleksime maganud. Seda regulatsioonimudelit nimetatakse kahefaktoriliseks ja selle töötas 1982. aastal välja Zürichi ülikooli psühhofarmakoloogia ja somnoloogia osakonna juhataja Alexander Borbeli. Tema sõnul tuleneb meie unevajadus teatud ajahetkel kronobioloogiliste ja homöostaatiliste (sisemise tasakaalu säilitamise) tegurite koostoimest. Teadlane nimetas neid komponente protsessiks S ja protsessiks C. Protsess S on unevajaduse homöostaatiline komponent ja protsess C on sisemise kella mõju, mille peamine ülesanne on jätta öö pikaks magamiseks.
"Protsess S on seevastu nagu liivakell," ütleb Borbeli. - ärkveloleku ajal valatakse liiv ülalt alumisse anumasse, magama jäädes pööratakse kell ümber. Seetõttu on hea puhkamise jaoks oluline mitte ainult see, kui palju aega me magasime järjest, vaid ka see, kui palju aega me päeva jooksul S-komponendi moodustamiseks veetsime. Ja see on hea praktiline rakendus, mis on paljudele teada: kui teate, et järgmisel öösel ei saa te piisavalt magada, võite proovida magada varakult eelmise päeva keskel. Ja siis tunnete end palju paremini.
Ja see on vaid põgus pilk une eest vastutavale süsteemile. Nagu ütleb Regensburgi somnoloog Jürgen Zulli: "Uni ei puhka, see on erinev ärkvelolek."
Anna Horuzhaya
