هدف از خوابیدن چیست؟ محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس بر این باور هستند که از این راز پرده گشوده‌اند؛ آنها می‌گویند خواب مانند دکمه‌ای برای بازآرایی «سیستم‌عامل» مغز است. این نظریه جدید که مفاهیمی از فیزیک و زیست‌شناسی را با یکدیگر ادغام می‌کند، نشان می‌دهد که خواب برای حفظ حالت بهینه مغز برای پردازش و تفکر ضروری است.
Keith Hengen نویسنده این مقاله و استادیار زیست‌شناسی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس در بیانیه‌ای دانشگاهی گفت: «مغز مانند رایانه‌ای زیستی است. حافظه و تجربه در بیداری باعث تغییر ریزبه‌ریز کدهای مغز شده و به‌تدریج این سیستم بزرگ را از حالت ایدئال خارج می‌کند. هدف اصلی از خواب بازیابی حالت محاسباتی بهینه است.»
در این پژوهش برای حمایت از این فرضیه، فعالیت مغزی موش‌های در حال خواب به‌دقت مورد بررسی قرار گرفت. این فرضیه حول مفهومی به نام «بحرانمندی» قرار دارد که بین نظم و بی‌نظمی تعادل دارد و باعث حداکثری شدن پردازش اطلاعات می‌شود. بحرانمندی، اصطلاحی از فیزیک است که سیستم پیچیده‌ای را در نقطه اوج بین منظم بودن و تصادفی بودن حداکثری توصیف می‌کند.
Ralf Wessel یکی از نویسندگان مقاله و استاد فیزیک دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس می‌گوید: «در یک طرف، همه چیز کاملاً منظم است و در طرف دیگر، همه چیز تصادفی است.»
همچنین بخوانید >> اگر شب ها کمتر از 7 ساعت بخوابید چه اتفاقی برای بدن شما می افتد؟
محققان فعالیت مغز موش‌های جوان را در هنگام خواب و بیداری مشاهده کردند. آنها هجوم عظیم عصبی (شارش‌های فعالیت مغزی) را مشاهده کردند که نشان می‌داد چگونه اطلاعات در مغز جریان می‌یابد. آنها دریافتند که پس از خواب کامل، مغز شارش‌های عظیمی با اندازه‌های مختلف را نشان می‌دهد که نشان‌دهنده بازگشت به وضعیت بحرانمندی است. با بیدارماندن موش‌ها، این شارش‌ها کوچک‌تر شدند.
این پژوهش نشان‌دهنده نادرستی این باور قدیمی است که خواب باعث پرشدن دوباره مواد شیمیایی تخلیه شده می‌شود. در عوض، بیان می‌کند که خواب یک راه‌حل سیستماتیک برای یک مشکل سیستماتیک است و مغز را از حدهای نظم بیش از حد (جمود) یا هرج‌ومرج (تصادفی بودن) دور می‌کند.
مفهوم بحرانمندی برای اولین‌بار در اواخر دهه 1980 توسط فیزیک‌دانانی که روی توده‌های ماسه روی یک توری مطالعه می‌کردند، توسعه یافت. این توده‌های ماسه خود را در یک سیستم پیچیده سازماندهی کردند که استعاره‌ای شارش‌های عصبی در مغز است. Hengen خاطرنشان می‌کند که هر نورون، مانند یک‌دانه شن، از قوانین اساسی پیروی می‌کند. وقتی میلیاردها نورون به مرحله بحرانمندی می‌رسند، یک سیستم پیچیده و کارآمد ایجاد می‌کنند.
همچنین بخوانید >> خواب عمیق می تواند به سلامت قلب شما کمک می کند
Hengen توضیح می‌دهد: «بحرانمندی دسته‌ای از ویژگی‌ها را به حداکثر می‌رساند که برای یک مغز بسیار مطلوب به نظر می‌رسد.»
این تلاش چندرشته‌ای داده‌های تجربی از زیست‌شناسی را با معادلات ریاضی در فیزیک ترکیب می‌کند و دیدگاه جدیدی در مورد هدف خواب به ما ارائه می‌دهد.
Wessel با تأکید به ترکیب خاص از رشته‌های خاص که منجر به این کشف شده است می‌گوید: «این پژوهش همکاری زیبایی بین فیزیک و زیست‌شناسی است.»
این مقاله در the journal Nature Neuroscience منتشر شده است.
ترجمه و بازنویسی شده توسط مجله پزشکی سلام