Du har nog hört folk säga att de gillar att springa eftersom det låter dem stänga av. Kanske känner du dig själv själv. Väl ny forskning i möss föreslår att det faktiskt kan vara en vetenskaplig grund för detta, eftersom hjärnaktiviteten verkligen minskar när du utför en enkel, repetitiv åtgärd. Dessutom kan en sådan övning faktiskt minska hjärnans behov av sömn under körning.

Att vara vaken och somna är inte två ömsesidigt exklusiva, enhetliga stater. Ibland kan du vara djupare somna eller mer väldigt vaken än andra, och gränsen mellan de två kan vara suddig. Ditt normala beteende, till exempel förmågan att reagera snabbt på oväntade händelser, försämras när du är vaken utöver din vanliga sängtid. Vi vet inte exakt varför det här är men det kan vara de delar av din hjärna gå och lägg dig även när du är tekniskt vaken. Men med rätt motivation kan vi också tvinga oss att vara vakna och till och med återställa vår prestation tillfälligt.

Hur lång tid vi behöver sova eller kan vara vaken för beror i viss utsträckning på våra gener, Men Bevis föreslår De påverkas också av vilka aktiviteter vi gör medan vi är vakna. Överraskande vet vi fortfarande inte vad det handlar om att vara vaken som sätter press på våra kroppar för att sova, men forskare hänvisar ofta till är som "Process S". Som en timglas anger nivåerna av Process S hur länge vi har varit vakna eller somna och hur troligt vi ska somna eller vakna vid något tillfälle.

Nya bevis tyder på den sömnen initieras inte av hjärnan som helhet utan av lokala nätverk av neuroner som användes mer under vaken. Mina kollegor och jag undrade om delar av hjärnan som var ansvarig för vissa beteenden hade en större inverkan på vår förmåga att hålla sig vaken än andra.

Upp hela natten med mössen

För att testa denna teori använde vi en välkänd tendens för möss till springa spontant på ett hjul, ibland täcker många kilometer varje natt. När mus kör så här, spenderar de avsevärt mer tid vaken, som om deras behov av att sova ackumulerades i en långsammare takt, eller om något överträdde det. För att kasta ljus på denna mystiska process undersökte vi exakt vad som händer i hjärnan av spontant körande möss.

I vår studie, vi registrerade den elektriska aktiviteten hos enskilda nervceller i varje muss neocortex - det yttre lagret i hjärnan - när de sprang på ett hjul. Typiskt, när en mus (eller en människa) är vaken och aktiv, brinner neuroner i hög takt. Detta beror på att hjärnan måste övervaka omgivningen, koordinera rörelser och fatta beslut omedelbart. Denna konstanta hjärnaktivitet kräver mycket energi - en uppskattat 20% av all energi används av kroppen.

Överraskande fann vi att när musen körde med hög hastighet, slutade några av deras neuroner att skjuta helt och hållet. Och den totala hjärnaktiviteten i neocortexens motor- och sensoriska områden minskade i genomsnitt med minst 30%. Paradoxalt sett föreslår detta att övergripande, aktivt fysiskt beteende och intensiv rörelse inte nödvändigtvis kräver en mer aktiv hjärna.

Vi märkte också att när djuren engagerade sig i mycket olika beteenden skulle deras neuroner spika på olika sätt, från långsam till snabb urladdning. Men under monotont körning blev de neurala spikarna mycket mer konsekventa. Detta föreslår att körning inte bara är associerad med mindre aktivitet totalt men också med en framväxt av ett mer stabilt, enhetligt hjärnans tillstånd.

Vår nästa fråga var huruvida detta skulle göra skillnad för övergripande hjärnaktivitet under utökade vakna perioder. tidigare studier föreslog att ju längre du håller dig vaken desto mer excitiv blir din hjärna (desto mer sannolikt kommer dina neuroner att eldas). Vi fann att våra muss neuroner i genomsnitt producerade mer spikar innan de gick somna än i perioden strax efter att ha vaknat några timmar tidigare. Men om musen spenderade mycket tid, så höjdes inte denna ökning av spiking. Detta tyder på att om neuronerna inte används så blir de inte mer exitiva.

Running state of mind

Baserat på dessa observationer drog vi slutsatsen att om en muss dag dominerades av uppgifter som krävde repetitiva eller rytmiska rörelser (som att springa), skulle hjärnan vara i ett fundamentalt annat tillstånd än normalt. Detta tillstånd kan till och med tillåta hjärnan att vila utan att gå in i djup sömn och ge några av samma fördelar. Nya bevis konsekvent föreslår att korta träningsperioder kan vara fördelaktiga för kognitiva funktioner i ett liknande sätt att sova.

Andra exempel från naturen stöder denna idé. Till exempel, fåglar sover mycket mindre när de flyger non-stop för många dagar eller migrering. Det finns till och med några bevis på en liknande effekt hos människor, som en länk mellan meditation och a minskat behov av sömn. Vi vet inte säkert varför detta händer men det kan vara att meditation är förknippad med ett hjärnstatus där tiden går effektivt långsammare. Och det kan vara samma för mössen på hjulet.

Det finns fortfarande många frågor att besvara om varför vi behöver sova och hur det påverkar våra hjärnor. Men det som blir allt tydligare är att vi inte kan förstå slöets mysterium utan att förstå vad som händer när vi är vakna.

Om författaren

Vladyslav Vyazovskiy, docent i neurovetenskap, University of Oxford

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon