Puzzle-ul energetic al creierului
Iată ceva ce mă uimește de fiecare dată când mă gândesc la acest aspect: creierul tău, care cântărește aproximativ 1,3 kilograme, consumă aproximativ 20% din energia totală a corpului tău. Aceasta este o cantitate enormă de combustibil pentru un organ care reprezintă doar 2% din greutatea corporală totală. Este ca și cum creierul tău ar alerga un maraton, în timp ce restul corpului tău este pur și simplu... în repaus.
Cercetătorii au fost mult timp fascinați de modul în care acest mic univers flămând își gestionează bugetul energetic, mai ales în diferite stări, cum ar fi somnul și veghea. Și sincer? Încă descifrăm multe dintre detalii.
Acesta este motivul pentru care un nou studiu al cercetătorilor de la Universitatea Tohoku este atât de intriguing. Ei au descoperit ceea ce ei numesc un alt „paradox al somnului REM” – și este destul de contraintuitiv.
Ce este somnul REM, oricum?
Înainte de a intra în paradox, să parcurgem rapid bazele. REM este acronimul pentru Rapid Eye Movement (mișcare rapidă a ochilor) și reprezintă stadiul de somn în care au loc majoritatea viselor vii. Este numit și „somn paradoxal” deoarece există această situație ciudată: corpul tău este practic paralizat (de aceea nu poți acționa fizic în visele tale), dar creierul tău este activ ca și cum ai fi perfect treaz.
În timpul REM, undele cerebrale arată remarcabil de similar cu cele din momentul în care ești alert și conștient. Deci este această stare ciudată intermediară în care ești adânc adormit, dar mental destul de activ.
Noul paradox descoperit
Iată unde devine cu adevărat interesant. Cercetătorii au descoperit că în timpul somnului REM, aprovizionarea aparentă cu energie a creierului crește de fapt. Mai mult flux sanguin, mai mult combustibil livrat neuronilor flămânzi. Ai crede că aceasta înseamnă mai multă energie disponibilă pentru creier, nu-i așa?
Dar iată capcana: în același timp, moleculele de energie propriu-zise (numite ATP) pe care neuronii le folosă direct scad. Creierul primește mai mult combustibil livrat, dar neuronii înșiși par a avea mai puțină energie disponibilă.
Cercetătorul principal, Yusuke Takahashi, a formulat astfel: „Înțelegerea modului în care creierul echilibrează oferta și consumul de energie poate ajuta la explicarea motivului pentru care inteligența biologică este atât de eficientă.”
Privind creierul în somn
Cum poți chiar să studiezi ce se întâmplă în creier în timp ce este adormit? Acești cercetători au fost creativi. Au dezvoltat o tehnică folosind o rășină curabilă cu UV pentru a face craniul șoarecilor transparent – creând practic o fereastră către creier. Acest lucru le-a permis să observe activitatea neuronală în timp real în timpul somnului natural, fără a deranja șoarecii.
Ei au urmărit două aspecte principale: volumul sanguin cerebral (ca semn al aprovizionării cu combustibil) și nivelurile de ATP neuronal (moneda energetică pe care o folosă neuronii). De asemenea, au măsurat piruvatul astrocitic, care este practic intermediarul care ajută la conversia glucozei din sânge în energie prietenoasă pentru neuroni.
Creierul planifică înainte (într-un fel)
Una dintre cele mai fascinante descoperiri a fost legată de temporalitate. Aproximativ 50 de secunde înainte ca somnul REM să înceapă oficial, volumul sanguin din creier începea să crească. Această creștere începea în partea din spate a creierului (cortexul posterior) și apoi se extindea spre partea frontală.
Acest lucru sugerează că creierul nu intră pasiv în somnul REM – ci se pregătește activ pentru el, similar cu modul în care corpul începe să elibereze energie chiar înainte de a începe exerciți