Jelas bahwa tidur adalah proses yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup, tetapi … Area otak apa yang terlibat dalam tindakan tidur? Hubungan apa di antara mereka yang memungkinkan munculnya setiap fase tidur?
Dalam artikel ini kita akan menjelaskan seperti apa proses tidur, fase mana yang membentuknya, serta bagian otak mana yang terlibat, diaktifkan, atau dihambat dalam setiap fase, yaitu, area mana yang terkait dengan kontrol saraf tidur.
- Artikel terkait: “Bagian otak manusia (dan fungsinya)”
Definisi dan fase tidur
Tidur adalah suatu keadaan yang dihasilkan oleh penurunan kesadaran yang memungkinkan tubuh dan otak untuk beristirahat . Terjadi penurunan aktivitas otak akibat kelelahan. Tidur adalah kebutuhan dasar, vital, yang penting berfungsinya dan pengaturan berbagai daerah yang terlibat dalam proses ini sehingga makhluk hidup berada dalam keadaan optimal dan dapat terus hidup.
Dalam keadaan terjaga, aktivitas listrik otak tidak sinkron dengan gelombang frekuensi cepat yang disebut gelombang Beta. Saat subjek dalam keadaan istirahat, santai, gelombang menjadi sedikit lebih lambat sehingga menimbulkan gelombang Alpha.
Dua tahap utama dibedakan selama tidur: NREM atau tidur gelombang lambat, dan tidur REM, juga disebut tidur paradoks karena gelombang meningkatkan frekuensinya lagi, menghasilkan gelombang Beta dengan cara yang sama seperti saat terjaga.
Dalam tidur REM, selain peningkatan frekuensi aktivitas otak, peningkatan gerakan mata, desinkronisasi, dan penurunan tonus otot juga diamati.
Tidur NREM diperlukan otak untuk beristirahat dan pulih dari aktivitas bangun; di sisi lain, tidur REM akan dikaitkan terutama dengan proses belajar, mengkonsolidasikan informasi yang diperoleh sepanjang hari.
- Anda mungkin tertarik: “5 fase tidur: dari gelombang lambat ke REM”
Bagian otak yang terkait dengan tidur: dasar organik dari tindakan tidur
Pada awalnya diyakini bahwa tidur bertindak sebagai proses pasif yang dihasilkan oleh ketidaksepakatan sensorik, kurangnya stimulasi. Tetapi neuropsikolog Giuseppe Moruzzi membuktikan bahwa formasi reticular mesencephalic, yang terletak di batang otak , memiliki fungsi untuk membangkitkan kesadaran; Untuk bagiannya, medula oblongata bertugas menghambat struktur anterior, memungkinkan istirahat.
Dengan cara ini, ilmuwan ini dapat menegaskan, mengingat fungsi penghambatan medula oblongata, bahwa tidur adalah proses aktif .
- Artikel terkait: “Apakah semua hewan tidur?”
Area otak yang terlibat dalam tidur NREM
Seperti yang telah kita tunjukkan, pada fase tidur ini terjadi penurunan aktivitas otak, memungkinkan otak untuk beristirahat dan memulihkan diri.
Fungsi area preoptik ventrolateral , yang terletak di hipotalamus lateral, wilayah otak yang terutama terkait dengan fungsi endokrin, dengan hormon, telah terlihat sangat penting untuk proses tidur . Ditemukan dalam eksperimen yang berbeda dengan hewan bahwa cedera atau perusakan area ini menyebabkan insomnia total, kesulitan tidur, sebaliknya, stimulasinya menghasilkan kantuk dan kantuk.
Neurotransmitter GABA , pembawa pesan yang terlibat dengan penurunan aktivitas otak, diproyeksikan dari daerah preoptik ventrolateral ke nukleus tuberomamillary, juga terletak di hipotalamus, ke tonjolan dorsal yang terletak di batang otak, ke nukleus raphe yang terletak di batang otak. otak, otak dan bertanggung jawab untuk produksi serotonin, dan lokus coeruleus , juga terletak di batang otak dan terkait dengan produksi neurotransmitter norepinefrin. Proyeksi ini menyebabkan terhambatnya daerah-daerah tersebut .
Seperti yang telah kita tunjukkan di awal, area preoptik ventrolateral terkait dengan penurunan aktivasi dan karena itu tidur; Fakta ini ditegaskan kembali oleh fungsi penghambatan yang dihasilkannya di area hipotalamus dan batang otak yang disebutkan di atas. Juga telah terbukti bahwa daerah ini akan berhubungan dengan otak dan aktivasi perilaku.
Dengan cara yang sama, keberadaan sirkuit penghambatan timbal balik yang disebut “osilator flip-flop” juga telah diamati , di sirkuit ini penghambatan bolak-balik dari daerah preoptik ventrolateral dan daerah batang dan hipotalamus yang diproyeksikan terjadi, ini berarti bahwa aktivasi yang satu akan menyebabkan penonaktifan yang lain, dengan cara ini mereka tidak akan dapat menemukan diri mereka bekerja, memungkinkan periode tidur dan bangun yang bergantian.
Di sisi lain, telah dicatat bahwa sirkuit ini tidak selalu bekerja dengan baik dan ketidakseimbangan dan dekompensasi dapat terjadi, yang menyebabkan gangguan tidur-bangun seperti narkolepsi , cataplexy (ada kehilangan tonus otot), kelumpuhan tidur dan halusinasi hipnagogik. .
Demikian pula, telah terbukti bahwa neuron hipokretinergik dari hipotalamus lateral (yaitu, neuron yang mensekresi hipokretin) bertanggung jawab untuk mengatur dan menstabilkan sirkuit tidur-bangun bergantian, osilator flip-flop, yang menyebabkan, yang mempertahankannya dan sehingga memungkinkan individu atau hewan untuk tetap dalam keadaan terjaga atau terjaga.
Demikian juga, juga telah terlihat bahwa aksi adenosin , suatu zat yang muncul setelah aktivitas kortikal, pada otak depan basal (terutama terkait dengan fungsi kognitif seperti perhatian dan pembelajaran), menghasilkan penghambatan atau penonaktifan, memungkinkannya dengan cara ini permulaan tidur.
Di sisi lain, adenosin juga dapat bertindak dengan menonaktifkan neuron hipokretinergik di hipotalamus lateral, yang terkait dengan keadaan terjaga, seperti yang telah kita lihat.
- Anda mungkin tertarik: “Bagian dari Sistem Saraf: fungsi dan struktur anatomi”
Area otak yang terlibat dalam tidur REM
Seperti yang kita sebutkan di bagian pertama, aktivitas atau gelombang otak selama tidur REM mirip dengan saat terjaga, menunjukkan frekuensi listrik tinggi yang diamati dengan teknik elektroensefalogram .
Ciri khas dan tanda khas fase REM adalah munculnya gelombang PGO (protuberance-geniculate-occipital), sehingga menandakan bahwa individu tersebut berada dalam REM. Gelombang PGO adalah gelombang listrik besar dan pendek yang dimulai di pons, menuju nukleus genikulatum lateral dan kemudian ke lobus oksipitalis , khususnya korteks visual primer.
Wilayah dengan keterlibatan terbesar dalam tanah REM adalah pons dorsolateral , yang terdiri dari neuron kolinergik yang menghasilkan neurotransmitter asetilkolin. Wilayah ini dihambat oleh inti raphe dan lokus coeruleus, yang disebutkan di atas, melalui proyeksi norepinefrin dan serotonin masing-masing dan dengan demikian memungkinkan dan muncul tidur NREM atau keadaan terjaga.
Demikian pula, telah diamati bahwa daerah peribrachial, yang terletak di pons, yang terdiri dari nukleus tegmental pedunculopontine dan laterodorsal, bersama dengan nukleus retikuler intermediet superior, dibentuk oleh neuron kolinergik yang memproduksi asetilkolin, yang seperti telah kita katakan salah satu fungsinya adalah untuk mengontrol tidur REM.
Jadi, tergantung pada daerah di mana neuron kolinergik memproyeksikan, mereka akan menimbulkan atau memungkinkan fungsi yang berbeda dari fase REM : proyeksi ke talamus (salah satu daerah jalur informasi utama otak) dan ke otak depan basal memungkinkan aktivasi dan desinkronisasi kortikal, dan koneksi dengan nukleus genikulatum lateral memungkinkan atau terkait dengan gelombang PGO.
Demikian juga, telah dipertimbangkan bahwa proyeksi ke tektum otak tengah, yang terletak di batang otak, mengontrol gerakan mata yang cepat , dan hubungan dengan area preoptik lateral dapat dikaitkan dengan ereksi penis saat tidur.
Akhirnya, koneksi dengan neuron nukleus magnoseluler medula oblongata, juga terletak di batang otak, memungkinkannya untuk menghambat neuron motorik sumsum tulang belakang, sehingga menghasilkan atonia otot, hilangnya tonus otot, tipikal tidur REM.
- Artikel terkait: “Tips tidur nyenyak dan atasi insomnia”
Area yang terlibat dalam aktivasi otak
Menarik juga untuk mengetahui area otak mana yang terkait dengan aktivasi atau gairah, karena mereka akan menjadi penting dan akan berpartisipasi dalam kontrol saraf tidur.
Wilayah utama yang terlibat dengan aktivitas otak adalah sistem aktivator retikuler naik , juga dikenal dengan nama SARA. Ini terdiri dari neuron di bagian atas batang otak, hipotalamus, dan otak depan basal. Jalur ini menghubungkan talamus dan korteks serebral, memungkinkan mereka untuk mengirimkan dan merespons input sensorik dengan benar.
Jika terjadi cedera atau kerusakan pada sistem ini, maka akan terjadi gangguan dan penurunan kesadaran. Dengan cara ini, fungsi SARA yang optimal akan menghasilkan keadaan terjaga yang benar, tidak memungkinkan keadaan relaksasi atau tidur.