همه‌ی ما می‌دانیم خواب کافی در طول شب، کلید سرحال بودن و بازده در فعالیت‌های روزانه است و برعکس، کم خوابی باعث کاهش عملکرد ما در طول روز خواهد شد. مطالعه جدیدی که انجام گرفته است، جایگاه دقیق یادگیری مطالب جدید در مغز را مشخص کرده و تاثیر کم‌خوابی بر آن را توضیح می‌دهد. این مطالعه توسط محققینی از دانشگاه زوریخ (UZH) و انستیتو تکنولوژی فدرال زوریخ (ETH ) در زوریخ سوئیس انجام گرفته است و در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.
این پژوهش، به بررسی تغییرات و سازگاری‌هایی که در مغز در پاسخ به محرک‌های محیطی رخ می‌دهد یا Neuroplasticity در قشر حرکتی مغز و تاثیر خواب عمیق بر آن می‌پردازد. قشر حرکتی مغز، جایگاهی در مغز است که مسئول کنترل توانایی‌های حرکتی است و خواب عمیق هم یک عامل مهم در تشکیل و پردازش حافظه است، همچنان که باعث بازیابی مغز پس از فعالیت‌های روزانه می‌شود.
مقاله مرتبط: تحکیم حافظه در خواب
بررسی قشر حرکتی هنگام خواب عمیق
برای این کار از ۷ مرد و ۶ زن خواسته شد که یک بار به دنبال یک خواب عمیق و آرام شبانه در طول روز فعالیت‌های حرکتی انجام دهند و بار دیگر با دستکاری خواب عمیق‌شان، از آن‌ها خواستند همین فعالیت را انجام دهند. این فعالیت‌ها شامل یادگیری تعدادی از حرکات مربوط به انگشتان بود. با این کار پژوهشگران می‌توانستند به طور دقیق مشخص کنند کدام قسمت از مغز مسئول یادگیری حرکات می‌باشد. با استفاده از انسفالوگرام، محققان توانستند فعالیت مغز داوطلبان این آزمایش را در هنگام خواب نشان دهند.
در روز اول پژوهش (بعد از اولین جلسه یادگیری حرکات)، شرکت‌کننده‌ها می‌توانستند آرام و بدون وقفه بخوابند. در شب دوم کیفیت خواب داوطلبان توسط محققان دستکاری شده بود و آن‌ها می‌توانستند روی قشر حرکتی خود تمرکز کنند و در نتیجه خواب نامنظمی را تجربه کردند. بنابراین نتایج، چگونگی تاثیر کم خوابی روی Neuroplasticity یا انعطاف‌پذیری عصبی مغز (تغییرات و سازگاری که در مغز در پاسخ به محرک‌های محیطی رخ می‌دهد) به واسطه تمرین و یادگیری حرکات جدید، مشخص شد.
داوطلبان این آزمایش نمی‌دانستند که فاز خواب عمیق با مداخلاتی همراه بوده است. آن‌ها گمان می‌کردند کیفیت خواب‌شان تقریبا در هر دو مورد مشابه بوده است.
مقاله مرتبط: نگرشی جدید بر نقش خواب در سازمان‌بندی مجدد مغز
کم‌خوابی سیناپس‌ها را در حالت تحریکی نگه می‌دارد و توانایی مغز را برای یادگیری کاهش می دهد.
پس از آزمایش گفته شده، محققان توانایی داوطلبان در یادگیری حرکات جدید را هنگام صبح مورد ارزیابی قرار دادند. همان‌طور که انتظار می‌رفت آن‌ها بیشترین بازده را در یادگیری داشتند. هر چه که به پایان شب نزدیک‌تر می‌شد، اشتباهات آن‌ها در انجام حرکات افزایش می‌یافت.
بعد از یک خواب عمیق بازده یادگیری داوطلبان به شدت افزایش یافت. اما هنگامی که کیفیت خواب آن‌ها دستکاری شد، صبح روز بعد بازده یادگیری آن‌ها افزایش چندانی نداشت. درواقع میزان یادگیری آن‌ها در این حالت در هنگام صبح با عصر روز قبل که خواب عمیقی داشتند قابل مقایسه بود.
علت این اتفاق این است که هنگامی که خواب عمیق افراد دستکاری می‌شود، سیناپس‌های نورونی به اندازه کافی استراحت نمی‌کنند. در طول روز سیناپس‌های ما به عنوان پاسخ به محرک‌های اطراف‌مان تحریک می‌شوند. اما در طول شب، این سیناپس‌ها میزان فعالیت خود را کاهش می‌دهند. بدون این استراحت، سیناپس‌ها به مدت طولانی در حالت تحریک باقی می‌مانند و چنین شرایطی Neuroplasticity (انعطاف‌پذیری عصبی) مغز را کاهش می‌دهد. در این حالت نیز یادگیری چیزهای جدید سخت می‌شود. Nicole Wenderoth یکی از نویسندگان این مقاله و استاد دپارتمان علوم سلامت و تکنولوژی ETH زوریخ می‌گوید:
در جاهایی از مغز که تحریک‌های شدیدی وجود داشت، بازده یادگیری اشباع شده بود و این کاهش بازده قابل تغییر نبود. در نتیجه یادگیری جرکات جدید نیز مختل شده بود.
محققان برای این که مطمئن شوند جایگاه دقیقی از مغز که مسئول خواب عمیق است را یافته‌اند، آزمایش‌های مشابهی را انجام دادند اما این بار مکان‌های دیگری از مغز را دستکاری کردند. با این کار هیچ اختلالی در یادگیری شرکت کننده‌ها مشاهده نشد.
این پژوهش اولین پژوهشی است که علت ارتباط بین خواب عمیق و بازده یادگیری را بیان می‌کند. Reto Huber از استاید بیمارستان کودکان دانشگاه زوریخ درباره اهمیت این پژوهش می‌گوید:
ما روشی را به کاربردیم که به ما این امکان را می‌داد که عمق خواب را در بخش‌های خاصی از مغز کاهش دهیم و بنابراین علت ارتباط بین خواب عمیق و بازده یادگیری مشخص شد. با استفاده از این روش امیدواریم بتوانیم جایگاه‌های خاصی از مغز که با بیماری‌ها در ارتباط هستند را نیز دستکاری کنیم.
