Satu kajian baru mendedahkan bagaimana tidur NREM menyegerakkan aktiviti otak, meningkatkan prestasi kognitif. Penemuan ini boleh membawa kepada rawatan baru untuk gangguan tidur dan kaedah untuk meningkatkan kuasa otak.
Penyelidik dari Universiti Rice, Pusat Pemulihan Sistem Neural Houston Methodist dan Kolej Perubatan Weill Cornell telah mendedahkan penemuan terobosan tentang cara tidur tanpa pergerakan mata (NREM) meningkatkan fungsi kognitif. Kajian ini, diterbitkan dalam jurnal Science, memberi penerangan tentang peranan penting yang dimainkan oleh tidur NREM dalam penyegerakan otak dan pengekodan maklumat.
"Kajian kami bukan sahaja memperdalam pemahaman mekanistik kami tentang peranan tidur dalam fungsi kognitif tetapi juga memecahkan landasan baru dengan menunjukkan bahawa corak rangsangan otak tertentu boleh menggantikan beberapa faedah tidur." pengarang bersama Valentin Dragoi, seorang profesor kejuruteraan elektrik dan komputer di Rice, Rosemary dan Daniel J. Harrison III Pengerusi Terhormat Presiden dalam Neuroprosthetics di Houston Methodist dan profesor neurosains di Weill Cornell, berkata dalam Siaran akhbar.
Penyelidikan menunjukkan bagaimana tidur NREM, yang biasa dialami semasa tidur ringan atau tidur siang, meningkatkan prestasi neuron dan tingkah laku. Pemahaman baru ini boleh merevolusikan pendekatan kami untuk merawat gangguan tidur dan meningkatkan fungsi kognitif.
Pasukan itu menggunakan tatasusunan berbilang elektrod termaju untuk memantau aktiviti saraf kera yang terlibat dalam tugas diskriminasi visual. Penemuan mereka menunjukkan peningkatan yang ketara dalam prestasi tugas tidur selepas NREM, dengan haiwan membezakan imej yang diputar dengan lebih tepat.
"Semasa tidur, kami memerhatikan peningkatan dalam aktiviti gelombang delta frekuensi rendah dan tembakan yang disegerakkan di kalangan neuron merentasi kawasan kortikal yang berbeza," kata pengarang pertama Natasha Kharas, bekas penyelidik di makmal Dragoi dan kini pemastautin semasa dalam pembedahan neurologi di Weill Cornell, berkata dalam siaran berita. "Selepas tidur, bagaimanapun, aktiviti neuron menjadi lebih tidak segerak berbanding sebelum tidur, membolehkan neuron menyala dengan lebih bebas. Peralihan ini membawa kepada ketepatan yang lebih baik dalam pemprosesan maklumat dan prestasi dalam tugas visual.
Selain itu, kajian itu mendedahkan bahawa simulasi buatan kesan saraf tidur menggunakan rangsangan elektrik frekuensi rendah korteks visual juga meningkatkan prestasi tugas. Ini menunjukkan bahawa faedah kognitif tidur mungkin direplikasi tanpa tidur sebenar.
"Penemuan ini penting kerana ia menunjukkan bahawa beberapa kesan pemulihan dan peningkatan prestasi tidur mungkin boleh dicapai tanpa memerlukan tidur sebenar," tambah Dragoi. "Keupayaan untuk menghasilkan semula penyahsegerakan saraf seperti tidur dalam keadaan terjaga membuka kemungkinan baharu untuk meningkatkan prestasi kognitif dan persepsi dalam situasi di mana tidur tidak dapat dilaksanakan - seperti bagi individu yang mengalami gangguan tidur atau dalam keadaan yang meringankan seperti penerokaan angkasa lepas."
Penyelidikan selanjutnya meneroka fenomena itu melalui model rangkaian saraf, menunjukkan kelemahan kedua-dua sambungan otak yang merangsang dan menghalang semasa tidur. Kelemahan asimetri ini meningkatkan pengujaan saraf, mengoptimumkan fungsi otak.
"Kami telah menemui penyelesaian yang mengejutkan yang digunakan oleh otak selepas tidur di mana populasi saraf yang mengambil bahagian dalam tugas itu mengurangkan tahap penyegerakan mereka selepas tidur walaupun menerima input penyegerakan semasa tidur itu sendiri," tambah Drago.
Akhirnya, kajian ini bukan sahaja menjelaskan mekanisme tidur NREM tetapi juga membuka jalan untuk terapi rangsangan otak yang inovatif yang boleh meningkatkan prestasi kognitif secara bebas daripada tidur.
Penyelidikan ini menandakan satu langkah penting ke hadapan dalam sains saraf, menjanjikan aplikasi masa depan dalam kedua-dua persekitaran perubatan dan tekanan tinggi seperti penerokaan angkasa lepas.