מדענים עדיין מנסים להבין כיצד המוח מנהל את "תקציב האנרגיה" שלו כאשר הוא עובר בין מצבים פנימיים שונים. השינה מספקת דרך נוחה במיוחד לחקור את השאלה הזאת, משום שגם כשהגוף נמצא במנוחה, המוח ממשיך להיות פעיל.
הדבר בולט במיוחד בשלב שנת ה-REM, שלב תנועות העיניים המהירות, שמקושר באופן הדוק לחלימה ולעיבוד זיכרונות. שלב זה מכונה לעיתים "שינה פרדוקסלית", משום שהגוף כמעט שאינו זז, בעוד שפעילות המוח מזכירה במובנים מסוימים את מצב הערות, כך לפי דיווח של "Science Daily".
הסתירה החדשה שגילו החוקרים ביפן
חוקרים מאוניברסיטת טוהוקו ביפן מצאו פרדוקס נוסף המתרחש במהלך שנת REM. לפי ממצאיהם, אספקת האנרגיה הנראית לעין למוח דווקא עולה בזמן שלב החלימה, אך במקביל יורדות רמות המולקולה שבה משתמשים תאי העצב באופן ישיר לצורך הפקת אנרגיה.
הממצאים פורסמו בכתב העת "Communications Biology".
הסתירה הזאת הובילה את צוותו לבדוק מהו הבסיס הפיזיולוגי של הפעילות הזאת, והאם היא יכולה להסביר מדוע חלומות מסוימים מותירים תחושה של עייפות.
המוח נערך לחלום עוד לפני שהוא מתחיל
החוקרים זיהו דפוס שונה במיוחד בזמן המעבר משינה שאינה REM אל שלב החלימה.
נפח הדם במוח החל לעלות כ-50 שניות לפני תחילתו הרשמית של שלב ה-REM. השינוי החל באזור האחורי של קליפת המוח, ולאחר מכן התקדם בהדרגה לעבר האזורים הקדמיים.
לדברי החוקרים, הממצא עשוי להצביע על תהליך רחב היקף שבו המוח מתכונן מבחינה מטבולית לשלב החלימה עוד לפני שהוא מתחיל בפועל.
דווקא בזמן החלום - האנרגיה הזמינה לתאי העצב יורדת
לצד העלייה באספקת הדם, החוקרים זיהו ירידה ברמת האנרגיה הזמינה באופן ישיר לתאי העצב בזמן החלימה.
יש כמה הסברים אפשריים לתופעה. אחת האפשרויות היא שתאי העצב צורכים כמויות גדולות במיוחד של אנרגיה במהלך שנת REM, כדי לתמוך בארגון מחדש של קשרים עצביים הקשורים לזיכרון.
אפשרויות נוספות כוללות פעילות מוגברת בתקשורת שבין ההיפוקמפוס לקליפת המוח, וכן מעברים נרחבים בין מעגלים עצביים שונים.
כך או כך, הממצאים מצביעים על כך שהמוח בזמן חלימה פועל תחת דרישות אנרגטיות גבוהות במיוחד, גם כאשר אספקת "הדלק" אליו גדלה.
כך המוח מאזן בין אספקת אנרגיה לצריכה
לדבריו, שנת REM מספקת דוגמה טבעית לאופן שבו המוח מארגן מחדש את "כלכלת האנרגיה" שלו כדי לתמוך בתהליכים פנימיים מורכבים.
לשינה יש תפקיד מרכזי בתהליכים בסיסיים כמו קיבוע זיכרונות ושמירה על תפקוד מנטלי תקין ביום שלמחרת. המחקר החדש, שמראה כיצד משתנים אספקת האנרגיה וצריכתה במהלך שלב החלימה, מוסיף נדבך נוסף להבנת החשיבות של שינה - לא רק עבור הגוף, אלא גם עבור המוח.