Iš anglų kalbos vertė Simona Mačiulaitytė.
Nuotrauka: Ionut Stefan
Visi miega – dėl to turbūt niekas nesiginčys. Tačiau nors iš išorės visas miegas atrodo beveik vienodai, iš vidaus yra nemažai skirtumų. Per vientisą miego epizodą, tavo smegenys pereina per kelias miego stadijas, išsiskiriančias skirtinga smegenų veikla. Skiriasi ne tik jų elektrinės veiklos modeliai, bet smegenys kiekvienoje stadijoje iš tiesų atlieka skirtingas užduotis. Deja, nėra visiškai aišku, kokios tiksliai veiklos tai yra.
Šiandien dėmesį sutelksime tik į vieną miego stadiją – greitų akių judesių, arba trumpiau, REM miegą. Visi jau esame apie jį girdėję. Vis dėlto, nors ši sąvoka yra plačiai paplitusi, tikroji REM miego funkcija yra toli gražu neaiški. REM miegas dažniausiai minimas kalbant apie sapnavimą ir mokymąsi, tačiau, kaip pamatysime šiame įraše, tai yra tik dalis tiesos ir yra daugiau svarbių detalių.
Kaip atpažinti REM miegą?
REM miegą galima identifikuoti pagal kelis kriterijus: aukšto dažnio smegenų veikla, panaši į budrumo būseną, užfiksuota per elektroencefalografiją (EEG); greiti akių judesiai; ir raumenų atonija – raumenų tonuso praradimas, lemiantis raumenų paralyžių (manoma tam, kad neatkartotume sapnų judesių realybėje).
Remiantis šiais kriterijais, REM lengva atskirti nuo likusio miego, vadinamo NREM (žinau, labai originalu, ar ne?): per pastarąjį, pastebime žemo dažnio, aukštos amplitudės bangas, jokių greitų akių judesių ir jokios raumenų atonijos. Paprasčiau, NREM miego metu atrodo lyg visos smegenys sinchroniškai skleidžia tą patį garsą, o REM miego metu atrodo, lyg visi kalba vienu metu, pertraukinėdami vienas kitą.
Prieš įsigilinant į tai, ką daro REM miegas, noriu patikslinti: remiantis dabartiniais moksliniais įrodymais, negalime teigti, kad vienas miego tipas yra naudingesnis už kitą. Todėl negalime teigti, kad sveiki suaugusieji turėtų gauti daugiau REM ar daugiau NREM miego. Iš tiesų, įmanoma, kad santykis tarp šių dviejų miego tipų ir jų eiliškumas taip pat gali būti svarbūs tinkamam smegenų funkcionavimui.
Ką daro REM miegas?
Dažnai išgirsi, kad visi gyvūnai miega. Nors tai nebūtinai yra tiesa (visų pirma, dar nesame ištyrę visų gyvūnų; antra, dėl tam tikrų gyvūnų rūšių nėra aišku, ar mes pastebime miegą, ar tik gilios ramybės būseną), vis tiek dauguma ištirtų gyvūnų miega ir dauguma patiria miego stadijas, panašias į REM miegą.
Vėlgi, žiūrint iš evoliucinės perspektyvos, miegas atrodo gana pavojingai: tu prarandi sąmonę kelioms valandoms ir tampi pažeidžiamas plėšrūnams. Ir jei miego prasmė yra taupyti energiją, REM miegas taip pat nėra tam labai tinkamas, nes reikalingi metaboliniai ištekliai yra aukštesni palyginus su NREM miegu (tam tikrais atvejais, net panašūs į budrumo būsenos). Taigi laikomasi logikos, kad kadangi miegas (ir REM miegas) yra taip plačiai paplitę, jie turėtų daryti kažką gana svarbaus. Bet ką?
Teorija # 1: išmokimas
Jau aptarėme, kad smegenų veikla REM miego metu atrodo labai panašiai į veiklą budrumo būsenoje. Žmonės, pabudinti iš REM miego, taip pat teigia patyrę labai ryškius sapnus. Kartu, šie du veiksniai paskatino galbūt seniausią teoriją apie REM miego paskirtį, būtent kad jis konsoliduoja mūsų budraus gyvenimo atsiminimus.
Bet ar tai paremta įrodymais? Iki tam tikros ribos, taip, bet viskas yra šiek tiek sudėtingiau. Tyrimai atlikti su žiurkėmis parodė, kad tam tikrų užduočių išmokimas dienos metu kartais vėliau lėmė didesnį REM miego kiekį. Šiuo atveju, raktinis žodis yra kartais. Kai kuriais atvejais, padidėjo ne tik REM miego, bet taip pat ir NREM miego kiekis. O kitais kartais visai nebuvo jokio poveikio.
REM miego sutrikdymas išties lėmė prastesnį užduočių atsiminimą. Deja, daugumoje tyrimų, pati pabudimo procedūra buvo kelianti daug streso. Žiurkės buvo įmetamos į vandenį kai tik panirdavo į REM miegą. Ir stresas yra žinomas trikdis konsoliduojant atsiminimus, tad sunku pasakyti, ar poveikį tikrai sukėlė REM miego trūkumas. Švelnesnės procedūros, tokios kaip galvos pakėlimas, parodė, kad atsiminimų konsolidacija yra sutrikdoma kai žiurkėms neleidžiama gauti REM miego. Tai suteikia svarumo teorijai (nors, asmeniškai, galėčiau ginčytis, kad, negavus pakankamai miego, būti pažadintam bet kokiu būdu sukelia stresą), kaip ir farmakologiniu būdu sutrikdytas REM miegas.
Tiriant žmones, rezultatai buvo dar nepastovesni nei tiriant žiurkes. Trumpai tariant, pastoviausi rezultatai buvo gauti su užduotimis, susijusiomis su procedūrine atmintimi (t.y., motoriniais įgūdžiais) ir emocine atmintimi. Kalbant apie pirmąjį, visiškas REM miego trūkumas, kaip kad gydymo antidepresantais metu, nelėmė jokio žymaus pablogėjimo. Tai reiškia, kad nors REM miegas šiuo atveju gali būti reikšmingas, jis nėra būtinas. Kalbant apie antrąjį, pagal neseniai atliktą tyrimą, panašu jog ne pats REM miegas, o NREM ir REM miego eiliškumas prisideda prie tinkamo šių atsiminimų išsaugojimo.
Kaip sakiau iš pradžių, yra daug svarbių detalių, bet apibendrinant viską iki dabar: REM miego vaidmuo konsoliduojant atsiminimus, atrodo, varijuoja pagal atsiminimų tipą. Papildomai, ir REM, ir NREM miegas galimai veikia kartu užtikrinant tinkamą atminties kaupimą.
Teorija # 2: užmiršimas
Kad ir kaip mums nepatiktų kai informacija niekaip neįsitvirtina smegenyse, užmiršimas yra svarbus jų funkcionavimui. Žmonės, kurie turi super atmintį, formaliau žinomą kaip labai aukštą autobiografinę atmintį, dažnai teigia patiriantys iššūkių kaip erzinantys atsiminimai ar emocinė perkrova, kas sudaro įspūdį, kad užmiršimas galimai atlieka kritinę psichologinę funkciją. Ir dar, ląsteliniu lygmeniu, pastovus sinapsių stiprinimas ir silpninimas leidžia mūsų smegenims išlikti lanksčiomis ir mokytis.
Idėja, kad REM miegas gali būti susijęs su užmiršimu, taip pat yra gana sena. Ji atsirado 1983-iaisiais metais, kai du tyrėjai pasiūlė, kad sapnavimas REM miego metu veikia tarsi kaip „atvirkštinio mokymosi” mechanizmas, kuris atsikrato veiklų „parazitinių režimų”, kylančių dėl per didelės stimuliacijos. Deja, šiuo metu nėra šią idėją palaikančių įrodymų. Vietoj to, panašu, kad visuotinis sinapsių silpninimas vyksta NREM miego metu.
Teorija # 3: regimosios žievės apsauga
Trečia galima paskirtis mūsų sąraše taip pat yra susijusi su sinapsiniu plastiškumu, bet turi vieną kabliuką. Jau kurį laiką yra priimta, kad smegenų žievė pertvarko save priklausomai nuo gaunamos informacijos ar jos trūkumo. Paprastais žodžiais, jei prarandi vieną iš savo juslių (pavyzdžiui, jei apanki), smegenų dalis, atsakinga už šią juslę (šiuo atveju, regą), yra perimama kitų juslių. Stebina tai, kokiu greičiu tai nutinka būtent regimojoje žievėje: užrišus dalyvių akis ir paprašius atlikti lytėjimo užduotį, tyrėjai per vieną valandą galėjo aptikti su lytėjimu susijusią veiklą pirminėje regimojoje žievėje.
Atsižvelgiant į tai, kad mūsų akys būna užmerktos ilgiau, kai miegame, pabudę turėtume matyti prasčiau, nei kai einame miegoti. Tačiau situacija ne tokia. Tuo pačiu metu, mokslininkai yra pastebėję kai ką pavadinimu „tiltinės-kelinio kūno-pakaušinės bangos” (angl. „ponto-geniculo-occipital waves”). Tai yra smegenų veiklos bangos, kurios sklinda iš smegenų tilto į šoninį kelinį kūną ir toliau į pakaušinę žievę (t.y., regimąją žievę) ir yra pastebimos REM miego metu. Taip gimė gynybinės aktyvacijos teorija (angl. defensive activation theory): per šias smegenų bangas, REM miegas palaiko regimąją žievę aktyvią, kad išvengtų kitų juslių perėmimo.
Jei tai yra tiesa, tai paaiškintų, kodėl sapnai yra linkę būti tokie vaizdingi. Bet tai yra didelis jei. Iki šiol, mokslininkai yra pastebėję koreliacijų tarp plastiškumo lygio (kaip greitai sinapsės keičiasi ir, dėl to, kaip greitai galime tikėtis, kad įvyks perėmimas) ir REM miego kiekio, kartu ir atsižvelgiant į skirtingas rūšis, ir lyginant paauglius su vyresniais suaugusiaisiais.
Vis tiek, prieš galutinį verdiktą reikalingas išsamesnis testavimas. Pavyzdžiui, kas nutinka kai REM miego kiekis yra sumažinamas ar sumažinama jo kokybė? Ir ar tai pritaikoma visoms rūšims, kurios patiria REM miegą?
Teorija # 4: smegenų šilumos palaikymas
Paskutinė šiandienos teorija yra išskirtinė, kadangi ja siūloma, kad REM miego paskirtis yra sušildyti smegenis. Klausi, kodėl smegenims to reikėtų? Pradžioje minėjome, kad miegas yra būsena, kurios metu sulėtėja metabolizmas. Tai reiškia, kad tavo kūnas, įskaitant tavo smegenis, sudegina mažiau energijos, kas lemia jų temperatūros kritimą.
Svarbiausias smegenų šildymo teorijos argumentas yra kad turbūt egzistuoja tam tikras temperatūros lygis, žemiau kurio smegenys tinkamai nebefunkcionuotų. Ir štai REM miegas, su į budrumą panašiais veiklos modeliais ir metaboliniais ištekliais, ateina į pagalbą. Per REM miegą, smegenų temperatūra pakyla, kol kūnas išlieka palyginus vėsus. Kai darbas yra atliktas, smegenys gali grįžti prie NREM miego ir leisti temperatūrai vėl nukristi.
Ši teorija nėra nauja (nors ji taip buvo pristatoma dar 2022-aisiais metais) ir jei ji yra teisinga, ji gerai paaiškina kaitą tarp REM ir NREM miego. Gera naujiena ta, kad yra įrodymų, pagrindžiančių šią teoriją. Gyvūnai, turintys žemą kūno temperatūrą, praleidžia daugiau laiko REM miego fazėje. Nutraukus ryšį tarp smegenų kamieno (kur REM miegas prasideda) ir smegenų žievės, katės praleidžia daugiau laiko REM miego fazėje, jei kambarys yra šaltas, ir mažiau laiko, jei aplinka yra šiltesnė.
Bloga naujiena, kaip įprastai, yra prieštaraujantys įrodymai. Tam tikrų rūšių, kaip barzdotojų agamų (angl. bearded dragon), smegenys iš tiesų nesušyla į REM panašaus miego metu. Žinoma, būtų galima teigti, kad ši teorija aktuali tik šiltakraujams gyvūnams ir kad negalime būti tikri, jog šaltakraujų gyvūnų miego stadijos yra tokios pačios. Bet balandžių smegenų temperatūros padidėjimas yra toks mažas, kad jis yra beveik nereikšmingas.
Ir dar — ir paukščiai, ir žinduoliai, miegantys rizikingesnėse situacijose gali nuslopinti REM miegą. Šiuo atveju, REM miego metu patiriamo smegenų šildymo trūkumas iš tiesų darytų gyvūnus labiau pažeidžiamus jiems tik atsikėlus. Taigi, nors REM miego metu daugelio gyvūnų smegenys sušyla, yra įmanoma, kad smegenų šildymas irgi nėra pagrindinė REM miego funkcija.
Kokias išvadas galime daryti apie sapnus?
Visuomenės suvokimu, REM miegas yra taip iš esmės susijęs su sapnavimu, kad jis nusipelno ypatingo, nors trumpo, paminėjimo. Sapnų funkcija yra atskira ir tiek pat – jei ne labiau – neišaiškinta tema nei REM miegas.
Bet mes norėtume pabrėžti kelis esminius dalykus: nors sapnavimas vyksta REM miego metu, jis nėra išskirtinai šios miego fazės dalis. Sapnai vyksta ir NREM miego metu, nors vis dar nėra bendro sutarimo, ar jie turi tokį patį turinį, ryškumą ir struktūrą. Dar svarbiau tai, kad REM miego pirminė priežastis nėra sukurti sapnus. Iš to ką žinome ir ką iki šiol čia matėme, sapnavimas, panašu, yra REM miego funkcijų šalutinis produktas, o ne esminė paskirtis.
Kokias išvadas galime daryti apie REM funkciją?
Tikrai yra daug atvirų klausimų ir daug vietos moksliniams tyrimams ateityje. Iki šiol, panašu, kad REM miegas atsisako atlikti vieną, tą pačią funkciją visose rūšyse. Atsirandant daugiau įrodymų, įmanoma, kad kai kurios čia aptartos teorijos bus apleistos, kitos bus pritaikytos ir bus pasiūlyta naujų teorijų. Galiausiai, labiau tikėtina, kad atrasime funkcijų puokštę, o ne vieną stebuklingą atsakymą.
Ką manai apie šį įrašą? Pasidalink savo nuomone komentaruose. Ir, jei norėtum paremti mūsų darbą, gali pasidalinti juo su savo draugais, nupirkti mums kavos čia, ar net abu.
Prenumeruok mūsų RSS paskyrą čia.
Tau taip pat galėtų patikti:
Nuorodos (anglų kalba)
Crick, F., & Mitchison, G. (1983). The function of dream sleep. Nature, 304(5922), 111–114. https://doi.org/10.1038/304111a0
Eagleman, D. M., & Vaughn, D. A. (2021). The Defensive Activation Theory: REM Sleep as a Mechanism to Prevent Takeover of the Visual Cortex. Frontiers in Neuroscience, 15. https://doi.org/10.3389/fnins.2021.632853
Gravitz, L. (2019). The forgotten part of memory. Nature, 571(7766), S12–S14. https://doi.org/10.1038/d41586-019-02211-5
Rasch, B., & Born, J. (2013). About Sleep’s Role in Memory. Physiological Reviews, 93(2), 681–766. https://doi.org/10.1152/physrev.00032.2012
Siegel, J. M. (2008). Do all animals sleep? Trends in Neurosciences, 31(4), 208–213. https://doi.org/10.1016/j.tins.2008.02.001
Siegel, J. M. (2022). Sleep function: an evolutionary perspective. The Lancet Neurology, 21(10), 937–946. https://doi.org/10.1016/s1474-4422(22)00210-1
Tononi, G., & Cirelli, C. (2003). Sleep and synaptic homeostasis: a hypothesis. Brain Research Bulletin, 62(2), 143–150. https://doi.org/10.1016/j.brainresbull.2003.09.004
Ungurean, G., Barrillot, B., Martinez-Gonzalez, D., Libourel, P.-A., & Rattenborg, N. C. (2020). Comparative Perspectives that Challenge Brain Warming as the Primary Function of REM Sleep. IScience, 23(11), 101696. https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101696
Yuksel, C., Denis, D., Coleman, J., Ren, B., Oh, A., Cox, R., Morgan, A., Sato, E., & Stickgold, R. (2025). Both slow wave and rapid eye movement sleep contribute to emotional memory consolidation. Communications Biology, 8(1). https://doi.org/10.1038/s42003-025-07868-5
Leave a Reply