Sie haben wahrscheinlich schon gehört, dass Leute Spaß am Laufen haben, weil es sie abschalten lässt. Vielleicht fühlst du dich selbst so. Gut jüngste Forschung an Mäusen schlägt vor, dass es tatsächlich eine wissenschaftliche Grundlage dafür gibt, weil die Aktivität des Gehirns wirklich abnimmt, wenn Sie eine einfache, sich wiederholende Handlung durchführen. Während das Laufen Ihren Körper hinausreißt, könnte eine solche Übung das Schlafbedürfnis Ihres Gehirns verringern.

Wachen und schlafen sind keine zwei sich ausschließenden, gleichförmigen Zustände. Manchmal kannst du sein tiefer eingeschlafen oder mehr hellwach als andere und die Grenze zwischen den beiden kann unscharf sein. Ihr normales Verhalten, wie die Fähigkeit, schnell auf unerwartete Ereignisse zu reagieren, verschlechtert sich, wenn Sie über Ihre normale Schlafenszeit hinaus wach bleiben. Wir wissen nicht genau, warum das so ist, aber vielleicht sind es Teile deines Gehirns Geh schlafen selbst wenn du technisch wach bist. Aber mit der richtigen Motivation können wir uns auch zwingen, wach zu bleiben und unsere Leistung vorübergehend wiederherzustellen.

Wie lange wir schlafen müssen oder wofür wir wach bleiben können, hängt in gewissem Maße davon ab auf unsere Gene, Aber Hinweise darauf Sie sind auch davon betroffen, was wir tun, wenn wir wach sind. Überraschenderweise wissen wir immer noch nicht, was es bedeutet, wach zu sein, was Druck auf unseren Körper ausübt, um zu schlafen, aber Wissenschaftler sprechen oft davon, wie es ist "Prozess S". Wie bei einer Sanduhr zeigen die Stufen von Prozess S an, wie lange wir wach oder schlafend waren und wie wahrscheinlich es ist, dass wir zu einem bestimmten Zeitpunkt einschlafen oder aufwachen.

Jüngste Beweise deuten darauf hin Dieser Schlaf wird nicht vom Gehirn als Ganzes ausgelöst, sondern von lokalen Netzwerken von Neuronen, die mehr im Wachzustand verwendet wurden. Meine Kollegen und ich fragten uns, ob Teile des Gehirns, die für bestimmte Verhaltensweisen verantwortlich sind, einen größeren Einfluss auf unsere Fähigkeit hatten, wach zu bleiben als andere.

Die ganze Nacht mit den Mäusen

Um diese Theorie zu testen, haben wir eine wohlbekannte Tendenz für Mäuse genutzt Lauf spontan auf einem Radmanchmal jede Nacht viele Kilometer lang. Wenn Mäuse so laufen, geben sie viel aus mehr Zeit wach, als ob ihr Schlafbedürfnis sich langsamer ansammelte oder wenn etwas dagegen war. Um diesen mysteriösen Prozess aufzuklären, untersuchten wir genau, was im Gehirn von spontan laufenden Mäusen passiert.

In unserer Studie, erfassten wir die elektrische Aktivität einzelner Nervenzellen in jedem Neokortex der Maus - der äußeren Schicht des Gehirns - als sie auf einem Rad liefen. Wenn eine Maus (oder ein Mensch) wach und aktiv ist, feuern Neuronen typischerweise mit einer hohen Rate. Dies liegt daran, dass das Gehirn die Umgebung überwachen, Bewegungen koordinieren und sofort Entscheidungen treffen muss. Diese konstante Gehirnaktivität erfordert viel Energie - ein geschätzt 20% aller Energie vom Körper benutzt.

Überraschenderweise fanden wir heraus, dass, wenn die Mäuse mit hoher Geschwindigkeit liefen, einige ihrer Neuronen überhaupt nicht mehr feuern konnten. Und die gesamte Gehirnaktivität in den motorischen und sensorischen Bereichen des Neokortex nahm im Durchschnitt um mindestens 30% ab. Paradoxerweise deutet dies darauf hin, dass aktives körperliches Verhalten und intensive Bewegung nicht unbedingt ein aktiveres Gehirn erfordern.

Wir stellten auch fest, dass die Neuronen der Neuronen, wenn sie sich in unterschiedlichem Verhalten bewegten, eine Vielzahl unterschiedlicher Arten aufwiesen, von langsamer bis schneller Entladung. Aber während des monotonen Laufprozesses wurden die neuronalen Stacheln viel konsistenter. Dies deutet darauf hin, dass Laufen nicht nur mit insgesamt weniger Aktivität einhergeht, sondern auch mit einem stabileren, gleichmäßigen Gehirnzustand.

Unsere nächste Frage war, ob dies die Gesamtaktivität des Gehirns im Laufe von ausgedehnten Wachphasen beeinflussen würde. Vorherige Studien vorgeschlagen, dass je länger Sie wach bleiben, desto mehr erregt Ihr Gehirn wird (desto wahrscheinlicher sind Ihre Neuronen zu feuern). Wir fanden heraus, dass die Neuronen unserer Mäuse im Durchschnitt mehr Stacheln produzierten, bevor sie einschlafen, als in der Zeit kurz nach dem Aufwachen, einige Stunden zuvor. Aber wenn die Mäuse viel Zeit damit verbrachten, zu laufen, passierte diese Zunahme der Spikes nicht. Dies legt nahe, dass, wenn die Neuronen nicht verwendet werden, sie nicht mehr erregbar werden.

Running Geisteszustand

Auf der Grundlage dieser Beobachtungen folgerten wir, dass, wenn ein Mäusetag von Aufgaben dominiert würde, die wiederholte oder rhythmische Bewegungen (wie Laufen) erfordern, sein Gehirn in einem grundlegend anderen Zustand als normal wäre. Dieser Zustand kann sogar dem Gehirn erlauben, sich auszuruhen, ohne in tiefen Schlaf zu geraten, und bietet einige der gleichen Vorteile. Jüngste Beweise schlägt konsequent vor dass kurze Trainingszeiten für die kognitiven Funktionen in eine ähnliche Art zu schlafen.

Andere Beispiele aus der Natur unterstützen diese Idee. Beispielsweise, Vögel schlafen weit weniger wenn sie nonstop für fliegen viele Tage oder Migration. Es gibt sogar Hinweise auf eine ähnliche Wirkung beim Menschen, wie eine Verbindung zwischen Meditation und a reduziertes Schlafbedürfnis. Wir wissen nicht genau, warum dies passiert, aber es kann sein, dass Meditation mit einem Gehirnzustand assoziiert wird, in dem die Zeit effektiv langsamer abläuft. Und es könnte für die Mäuse auf dem Rad dasselbe sein.

Es gibt noch viele Fragen, die beantwortet werden müssen, warum wir schlafen müssen und wie sie unser Gehirn beeinflussen. Aber es wird immer deutlicher, dass wir das Geheimnis des Schlafes nicht verstehen können, ohne zu verstehen, was passiert, wenn wir wach sind.

Über den Autor

Vladyslav Vyazovskiy, Associate Professor für Neurowissenschaften, University of Oxford

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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