بحث علمى جديد يكشف عن العلاقة بين أهمية النوم وصحة الدماغ
نشر موقع صحيفة ديلي ميل البريطانية بحث علمي جديد توصلت فيه مجموعة من الأكاديميين من الفنون والعلوم إلى نظرية قد تفسر مدى تعقيد الدماغ، وكذلك أهمية النوم بالنسبة للإنسان.
ومن أجل إثبات أن الدماغ يجب أن يعيد ضبط نظام التشغيل بشكل دوري، سجل الباحثون مؤخرًا نشاط الدماغ لدى الفئران النائمة، فالراحة الجسدية، بما في ذلك النوم لمدة تتراوح من ٧ إلى ٨ ساعات، ضرورية لإعادة شحن الجسم والحفاظ على صحته.
النوم مطلب أساسي، مثله مثل الطعام والشراب. وحذر كيث هينجين، الأستاذ المساعد في علم الأحياء بجامعة واشنطن في سانت لويس، من أن الإنسان إن لم يأخذ القدر الكافي من النوم قد يموت لأن ذلك يقوم بتدمير جهازه العصبي.
ولكن ماذا يفعل النوم ؟ لسنوات عديدة لم يكن بوسع الأكاديميين إلا أن يقولوا إن النوم يقلل من التعب، وهو ما لا يكاد يكون تفسيرًا مرضيًا لاحتياجات الإنسان الأساسية.
وقال هينجن: "إن الدماغ يشبه جهاز كمبيوتر بيولوجي، الذاكرة والخبرة أثناء الاستيقاظ تغيران الكود شيئًا فشيئًا، مما يؤدي ببطء إلى سحب النظام الأكبر بعيدًا عن الحالة المثالية، وأن الغرض الأساسي من النوم هو استعادة الحالة الحسابية المثالية للدماغ حتى تقدر على أن تستعيد نشاطها".
وقال عالم الفيزياء المشارك في البحث الدكتور ويسل: إن الفيزيائيين كانوا يفكرون فيما يسمى الحرجية لأكثر من 30 عامًا، لكنهم لم يحلموا أبدًا بأن هذا العمل سيكون له آثار على النوم، في عالم الفيزياء، تصف الحرجية نظامًا معقدًا موجود عند نقطة التحول بين النظام والفوضى داخل مخ الإنسان".
تعمل الأهمية الحرجة على زيادة تشفير المعلومات ومعالجتها إلى الحد الأقصى، مما يجعلها مرشحًا جذابًا لمبدأ عام في علم الأحياء العصبي، وفي تلك الدراسة أثبت العلماء أن الدماغ يعمل بنشاط للحفاظ على الحرجية.
وفي الورقة الجديدة، يقدم الفريق أول دليل مباشر على أن النوم يعيد القوة الحسابية للدماغ، إنه خروج جذري عن الافتراض السائد منذ فترة طويلة بأن النوم يجب أن يجدد بطريقة أو بأخرى المواد الكيميائية الغامضة وغير المعروفة التي يتم استنفادها أثناء ساعات الاستيقاظ.
بعد ورقتهم البحثية تلك، افترض هينغن وويسيل أن التعلم والتفكير والاستيقاظ يجب أن يدفع الدماغ بعيدًا عن الأهمية، وأن النوم في وضع مثالي لإعادة ضبط النظام.
وقال هينجن: "لقد أدركنا أن هذا سيكون تفسيرًا رائعًا وبديهيًا للغرض الأساسي من النوم، فالنوم هو حل على مستوى الأنظمة لمشكلة على مستوى الأنظمة".
ولاختبار نظريتهم حول دور الأهمية في النوم، قام الباحثون بتتبع ارتفاع العديد من الخلايا العصبية في أدمغة الفئران الصغيرة أثناء قيامهم بروتين نومهم واستيقاظهم الطبيعي.
وقال هينجن: "يمكن متابعة هذه السلاسل الصغيرة من النشاط من خلال الشبكة العصبية، إن هذه الشلالات، والتي تسمى أيضًا الانهيارات العصبية، تعكس كيفية تدفق المعلومات عبر الدماغ".
وقال هينجن: "تشير النتائج إلى أن كل لحظة استيقاظ تدفع دوائر الدماغ ذات الصلة بعيدًا عن الحالة الحرجة، والنوم يساعد على إعادة ضبط الدماغ".
وعندما طور الفيزيائيون مفهوم الحرجية لأول مرة في أواخر الثمانينيات، كانوا ينظرون إلى أكوام من الرمال على شبكة تشبه رقعة الشطرنج، وهو السيناريو الذي يبدو بعيدًا عن العقول، وقال ويسل إن تلك الأكوام الرملية قدمت فكرة مهمة.
إذا تم إسقاط آلاف الحبوب على الشبكة باتباع قواعد بسيطة، فإن الأكوام تصل بسرعة إلى حالة حرجة حيث تبدأ أشياء مثيرة للاهتمام في الحدوث.
وقال ويسيل إن الانهيارات العصبية التي تحدث في الدماغ تشبه إلى حد كبير الانهيارات تلك على الشبكة، وفي كل حالة، تعتبر الشلالات هي السمة المميزة للنظام الذي وصل إلى حالته الأكثر تعقيدًا.
وفقًا لهينجن، كل خلية عصبية تشبه حبة رمل فردية تتبع قواعد أساسية للغاية، فالخلايا العصبية هي في الأساس مفاتيح تشغيل وإيقاف تحدد ما إذا كان سيتم تنشيطها أم لا بناءً على مدخلات مباشرة.
إذا تمكنت مليارات الخلايا العصبية من الوصول إلى الحالة الحرجة، النقطة الحلوة بين الكثير من النظام والكثير من الفوضى، فيمكنها العمل معًا لتشكيل شيء معقد وعجيب.
