Apa Yang Terjadi Saat Anda Menarik Seorang Nighter?

Pernah bertanya-tanya apa yang terjadi di dalam otak Anda saat Anda terjaga selama sehari, suatu malam dan satu hari lagi, sebelum akhirnya Anda akhirnya tidur? Nah, baru kita temukan.

Sudah dikenal selama bertahun-tahun betapa mengantuknya kita, seberapa baik kita bisa menambahkan angka, memperhatikan atau melakukan tugas memori kerja tergantung dari berapa lama kita sudah terbangun dan waktu. Biasanya jika kita terjaga selama dua hari (sehari, malam dan kemudian esok hari) jam 16 pertama atau lebih adalah terjaga - kinerjanya bagus dan tidak banyak berubah.

Tapi kemudian, saat kita memasuki "waktu malam biologis", seperti yang ditunjukkan oleh kenaikan hormon melatonin, kinerja memburuk dengan cepat dan mencapai minimum di sekitar 6-8am keesokan paginya. Pada hari kedua, kinerja bisa menjadi sedikit lebih baik (tapi masih jauh di bawah hari pertama) dan hanya kembali normal, tingkat dasar setelah tidur nyenyak.

Ciri utama dari timeline kinerja ini adalah bahwa hal itu tidak memburuk secara linear berdasarkan berapa lama Anda telah terbangun namun dimodulasi setiap saat. Sebenarnya, kita tahu sekarang bahwa itu sebenarnya bukan "waktu siang" tapi "waktu biologis dalam sehari" yang menyebabkan efek kehilangan tidur. Pada tingkat perilaku, fungsi otak ditentukan oleh efek gabungan ritme sirkadian dan homeostasis tidur - tekanan tidur yang terbentuk selama terjaga dan hilang saat tidur.

Irama sirkadian

Ritme sirkadian dapat diamati pada banyak aspek perilaku dan fisiologi dan dihasilkan oleh jam sirkadian di hampir setiap sel di otak dan tubuh. Secara lokal, ritme ini dihasilkan oleh sebuah lingkaran umpan balik protein jam ke gen jam yang mengungkapkan informasi genetik yang kemudian diterjemahkan ke dalam protein


grafis berlangganan batin


Semua jam ini - termasuk jam otak - disinkronisasi oleh direktur utama / konduktor yang berada di area otak yang disebut inti suprachiasmatik di hipotalamus. Area otak ini juga menggerakkan ritme melatonin dalam darah dan air liur.

Lantas bagaimana aksi gabungan ritme sirkadian dan homeostasis tidur ini bekerja? Nah, selama hari biologis jam sirkadian menghasilkan sinyal peringatan atau kebangkitan yang menguat yang semakin kuat saat hari berjalan dan mencapai kekuatan maksimal di malam hari. Ini mungkin tampak sedikit paradoks, tapi sinyal ini perlu menjadi lebih kuat seiring berlalunya waktu karena tekanan tidur juga meningkat semakin lama kita terjaga - jadi ada sesuatu yang perlu membuat kita waspada.

Tapi saat memasuki malam biologis, kebangkitan sinyal sirkadian melayang dan berubah menjadi sinyal pengantar tidur dengan kekuatan maksimal di sekitar 6-8am. Sekali lagi, ini mungkin tampak sedikit paradoks tapi dalam kondisi normal saat kita tidur di malam hari, ini sangat berguna karena sinyal pengantar tidur memungkinkan kita untuk terus tidur nyenyak bahkan setelah enam atau tujuh jam saat tekanan tidur telah hilang.

Masalah muncul saat kita terjaga di malam hari dan keesokan harinya. Di malam hari, tekanan tidur tetap tinggi dan bahkan meningkat karena kita sudah bangun. Sinyal sirkadian tidak lagi menentang tekanan ini dan kita berjuang untuk tetap terjaga dan melakukan pertunjukan. Keesokan harinya, jam sirkadian, yang masih kutu apakah kita tidur atau tidak, mulai memunculkan sinyal awas lagi sehingga menjadi sedikit lebih mudah untuk melakukan dan tetap terjaga.

Seperti apa ini di otak?

Ini semua bagus dan bagus dan masuk akal. Memang, model kerja ini diterima secara luas dari apa yang telah kita lihat terjadi ketika menyangkut perilaku. Tetapi apa yang dikombinasi dengan aksi ritme sirkadian dan homeostasis tidur ini seperti di otak manusia

Tim peneliti kami, dari University of Liege dan University of Surrey, mengamati otak orang 33 yang menggunakan magnetic resonance imaging fungsional (fMRI) - yang memberikan gambaran rinci tentang tingkat aktivitas neuronal di seluruh otak - yang kurang tidur selama dua hari dan setelah masa pemulihan tidur. Kami juga mengukur tingkat melatonin untuk memiliki indikator waktu biologis internal yang baik, yang bervariasi antar individu. Hasil kami adalah diterbitkan di Science.

Untuk setiap peserta, gambar otak 13 diperoleh saat mereka melakukan tugas reaksi sederhana. Dua belas gambar otak dikumpulkan selama kurang tidur pada waktu yang ditandai oleh perubahan cepat yang sebelumnya diamati untuk pertunjukan di malam hari dan di pagi hari. Gambar ketigabelas diambil setelah tidur nyenyak.

Aktivitas di beberapa daerah otak, dan di daerah subkortikal tertentu (seperti thalamus, pusat utama menyampaikan informasi ke korteks), mengikuti pola ritmik (pola sirkadian) 24-jam yang secara mengejutkan, bervariasi di seluruh wilayah otak. Daerah otak lainnya - khususnya area otak frontal termasuk daerah asosiasi tingkat tinggi - menunjukkan penurunan aktivitas dengan waktu terjaga diikuti dengan kembali ke tingkat kekurangan tidur setelah pemulihan tidur. Beberapa daerah otak menunjukkan pola kombinasi pola berirama dan penurunan yang terkait dengan waktu terjaga.

Yang lebih mengejutkan lagi, efek dari kehilangan tidur pada aktivitas otak jauh lebih luas saat peserta melakukan tugas reaksi sederhana dibandingkan dengan tugas yang bergantung pada memori yang lebih kompleks.

Apa semua ini berarti bahwa berbagai daerah otak tampaknya berbeda dipengaruhi oleh kehilangan tidur dan ritme sirkadian, dan keseluruhan hasilnya menunjukkan baik pervasiveness efek ini, tetapi juga kemiripan dan sifat lokal dari pengaruh ini.

Variasi respons otak menunjukkan betapa kompleksnya mekanisme dimana otak merespons kehilangan tidur. Ini membantu kita untuk memahami bagaimana otak bisa mempertahankan penampilan di siang dan malam hari. Hasil ini dapat meyakinkan pekerja shift dan orang-orang yang bekerja berjam-jam berjuang untuk memperhatikan dan berkonsentrasi pada pekerjaan mereka, terutama di pagi hari. Ya, otak Anda akan berbeda di malam hari daripada siang hari. Mereka juga menyarankan bahwa jika Anda bekerja lembur, mungkin lebih baik membungkusnya, tidur dan mulai lagi di pagi hari.

Bahkan bisa membantu kita untuk lebih memahami mengapa banyak gejala pada kondisi psikiatris dan neurodegeneratif yang lesu dan berkurang, dan mengapa di pagi hari setelah malam tanpa tidur kita berjuang untuk menjaga perhatian, sedangkan di malam hari itu tidak menjadi masalah.

Tentang Penulis

Derk-Jan Dijk, Profesor Tidur dan Fisiologi dan Direktur Surrey Sleep Research Center, Universitas Surrey

Pierre Maquet, Direktur Riset, Cyclotron Research, Université de Liège

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon