Somnul nu îndeplinește exact aceleași funcții pe tot parcursul vieții. În primii ani, când creierul se dezvoltă într-un ritm accelerat, odihna contribuie la formarea și reorganizarea conexiunilor dintre neuroni. Pe măsură ce creștem, procesele de întreținere și refacere cerebrală capătă o importanță tot mai mare, iar timpul petrecut dormind și distribuția etapelor somnului se modifică.
Un studiu publicat în revista științifică Science Advances a identificat o posibilă schimbare majoră în jurul vârstei de doi ani și jumătate. Potrivit modelului propus de cercetători, înaintea acestei perioade somnul este asociat predominant cu dezvoltarea și reorganizarea rețelelor neuronale, în timp ce ulterior devin mai importante procesele de întreținere, reparare și eliminare a unor produși reziduali ai activității cerebrale. Descoperirea oferă o perspectivă asupra motivului pentru care bebelușii dorm atât de mult și asupra modului în care se transformă somnul odată cu maturizarea creierului.
De ce se schimbă somnul odată cu vârsta?
Deși oamenii de știință studiază somnul de zeci de ani, nu toate mecanismele și funcțiile sale sunt pe deplin înțelese. Se știe însă că somnul este esențial pentru funcționarea sistemului nervos, pentru procesele de învățare și memorie, precum și pentru menținerea sănătății organismului. Durata și structura lui se modifică semnificativ între copilăria timpurie și vârsta adultă.
Nou-născuții petrec o parte considerabilă a zilei dormind, în timp ce copiii mai mari și adulții au, în general, nevoie de mai puține ore de somn. Această diferență nu înseamnă că somnul devine mai puțin important odată cu vârsta, ci că nevoile fiziologice și procesele de dezvoltare se schimbă. Creierul unui copil mic traversează o perioadă intensă de formare și reorganizare a conexiunilor neuronale, iar somnul participă la această activitate.
În cercetarea publicată la 18 septembrie 2020, o echipă formată din Junyu Cao, Alexander B. Herman, Geoffrey B. West, Gina Poe și Van M. Savage a încercat să explice matematic aceste transformări. Studiul, intitulat „Unraveling why we sleep: Quantitative analysis reveals abrupt transition from neural reorganization to repair in early development”, a analizat relația dintre dezvoltarea creierului, durata somnului și proporția diferitelor etape ale acestuia.
Somnul REM și non-REM: două etape cu roluri importante pentru creier
Pentru a înțelege rezultatele cercetării, este util să cunoaștem cele două tipuri principale de somn: REM și non-REM. Acestea alternează în mod repetat de-a lungul nopții, formând cicluri de somn, iar fiecare este asociat cu anumite caracteristici ale activității cerebrale. Deși funcțiile lor se suprapun în multe privințe, există diferențe importante între ele.
Ce se întâmplă în timpul somnului REM?
Somnul REM, denumire provenită din expresia engleză rapid eye movement, este caracterizat prin mișcări rapide ale ochilor și o activitate cerebrală intensă. Această etapă este asociată frecvent cu visele elaborate și participă la procese implicate în consolidarea memoriei, reglarea emoțională și reorganizarea activității neuronale. În copilăria timpurie, somnul REM ocupă o proporție mai mare din timpul total de odihnă decât în perioada adultă.
În timpul dezvoltării, creierul formează și modifică numeroase conexiuni între neuroni, proces care contribuie la învățare și la adaptarea sistemului nervos la experiențele noi. Cercetătorii au propus că activitatea neuronală specifică somnului REM ar putea avea un rol deosebit de important în această etapă. Totuși, reorganizarea conexiunilor și consolidarea memoriei nu se desfășoară exclusiv în somnul REM, iar aceste procese continuă și după copilărie.
Ce rol are somnul non-REM?
Somnul non-REM include mai multe stadii, de la somnul ușor până la somnul profund, caracterizat prin unde cerebrale lente. Aceste etape sunt implicate în numeroase procese fiziologice, inclusiv în reglarea activității neuronale, recuperarea organismului și consolidarea anumitor forme de memorie. Somnul profund este important și pentru procesele de întreținere cerebrală care au loc în timpul odihnei.
Pe parcursul activității zilnice, metabolismul creierului produce substanțe reziduale, iar celulele nervoase sunt supuse unor solicitări fiziologice normale. Somnul contribuie la reglarea acestor procese și poate facilita eliminarea anumitor metaboliți, precum și menținerea funcționării celulare. Această activitate poate fi comparată cu lucrările de întreținere realizate noaptea la o rețea de transport, astfel încât funcționarea ei să fie cât mai puțin perturbată în timpul zilei.
Ce se schimbă în somn în jurul vârstei de 2 ani și jumătate?
Una dintre concluziile centrale ale studiului este identificarea unui posibil punct de tranziție în jurul vârstei de 2,4 ani. Analizând date despre durata somnului, somnul REM și dezvoltarea cerebrală, cercetătorii au observat modificări ale relației dintre aceste variabile. Modelul lor sugerează că, în această perioadă, funcția predominantă a somnului ar putea trece de la reorganizarea neuronală către întreținerea și repararea sistemului nervos.
În primii ani de viață, creierul construiește și reorganizează intens conexiunile dintre neuroni, susținând dezvoltarea rapidă a capacităților cognitive și senzoriale. Odată cu maturizarea, această etapă de dezvoltare accelerată își reduce treptat intensitatea, iar menținerea funcționării rețelelor neuronale deja formate devine tot mai importantă. Autorii au interpretat modificarea observată în date ca pe o schimbare a ponderii principalelor funcții ale somnului.
Totuși, vârsta de doi ani și jumătate nu reprezintă un prag universal la care somnul își schimbă brusc funcția pentru fiecare copil. Rezultatul provine dintr-un model teoretic construit pe baza unor date despre dezvoltare și somn, iar mecanismele propuse necesită în continuare cercetări. În plus, creierul nu încetează să învețe sau să își reorganizeze conexiunile după această vârstă, deoarece neuroplasticitatea rămâne activă pe tot parcursul vieții.
De ce bebelușii petrec atât de mult timp în somnul REM?
Una dintre cele mai evidente diferențe dintre somnul unui nou-născut și cel al unui adult este proporția mare a somnului REM în primele luni de viață. La nou-născuți, acesta poate reprezenta aproximativ 50% din durata totală a somnului, în timp ce proporția sa scade treptat în copilărie. În jurul vârstei de zece ani, valorile se apropie frecvent de cele întâlnite la adulți.
La maturitate, somnul REM reprezintă, de regulă, aproximativ 20–25% din timpul total de somn, deși proporția poate varia în funcție de vârstă, particularități individuale și alți factori. La persoanele de peste 50 de ani pot apărea schimbări suplimentare în arhitectura somnului, însă nu toate persoanele ajung la aceeași proporție a somnului REM. Aceste diferențe reflectă transformările normale ale somnului pe parcursul dezvoltării și îmbătrânirii.
Explicația propusă de cercetători este că proporția ridicată a somnului REM din primii ani corespunde nevoilor intense de reorganizare neuronală ale creierului aflat în dezvoltare. În această perioadă, conexiunile dintre neuroni se formează, se consolidează și se modifică rapid, contribuind la apariția unor capacități cognitive tot mai complexe. Diminuarea ponderii somnului REM odată cu vârsta ar putea reflecta, cel puțin parțial, schimbarea acestor necesități.
Somnul contribuie la învățare și la întreținerea creierului pe tot parcursul vieții
Rezultatele studiului nu trebuie interpretate ca o separare absolută între somnul destinat învățării și cel destinat refacerii. Ambele funcții continuă să fie importante la copii și adulți, chiar dacă rolul lor relativ se poate modifica odată cu dezvoltarea. Cercetările asupra somnului arată că atât etapele REM, cât și cele non-REM sunt implicate în mecanisme complexe de procesare a informațiilor și reglare a activității cerebrale.
Memoria, de exemplu, nu se consolidează într-o singură etapă a somnului. Diferite procese de învățare pot beneficia de activitatea specifică somnului profund, de somnul REM și de interacțiunea dintre aceste etape. În același timp, funcțiile de întreținere celulară și reglare metabolică nu sunt limitate strict la o anumită vârstă sau la un singur tip de somn.
Această perspectivă explică de ce odihna rămâne esențială chiar și după încheierea etapelor de dezvoltare cerebrală accelerată. Adulții continuă să acumuleze informații, să formeze amintiri și să își adapteze comportamentele în funcție de experiențe, iar somnul contribuie la aceste procese. Totodată, odihna susține mecanismele fiziologice necesare menținerii funcționării sistemului nervos.
Ce întrebări rămân despre schimbarea funcțiilor somnului?
Van M. Savage, unul dintre autorii cercetării, a subliniat importanța investigării mai aprofundate a perioadei în care modelul indică această schimbare. Înțelegerea mecanismelor implicate ar putea ajuta oamenii de știință să explice mai bine relația dintre maturizarea creierului, arhitectura somnului și necesitățile fiziologice ale organismului. Rămâne însă de stabilit în ce măsură tranziția identificată prin modelul matematic reflectă modificări biologice distincte și cum diferă acestea de la un copil la altul.
Cercetarea oferă o perspectivă asupra unui fenomen familiar: faptul că nevoia de somn și structura acestuia nu rămân identice de la naștere până la vârsta adultă. Chiar dacă proporțiile etapelor REM și non-REM se modifică, somnul continuă să participe atât la procesele de învățare și adaptare, cât și la cele de întreținere cerebrală. Înțelegerea acestor transformări poate contribui la o imagine mai clară a dezvoltării creierului și a motivelor pentru care odihna este indispensabilă la orice vârstă.
Leave a Reply