Az alvás szerepe

Az alvás szerepével kapcsolatban jelenleg több hipotézis létezik. Feltehetőleg valamilyen alapvető, létfontosságú folyamatot kell szolgálnia, mivel annak ellenére, hogy az élőlény veszélynek teszi ki magát az alvással, egy nagyon is gyakori, mindennapos esemény. Az is ismert, hogy a hosszú távú alvásmegvonásnak nagyon súlyos, akár letális

29

következményei is lehetnek (Rechtschaffen és mtsai 1983). Az alvás funkciójával kapcsolatos teóriák közül az egyik az energiamegtakarítási hipotézis (Webb 1988; Berger és Phillips 1995). Az elmélet szerint mélyalvás során az anyagcsere kb. 10%-kal csökken az ébrenléti állapothoz képest, de alacsonyabb hőmérsékleten az energiamegtakarítás akár még ennél az értéknél is magasabb lehet. Az alvás feltételezések szerint fontos szerepet játszik a test energiaforrásainak megújításában és szövetek regenerációjában (Oswald 1980), a termoregulációban (Rechtschaffen és Bergmann 1995), az anyagcsere-szabályozásban (Knutson és mtsai 2007; Van Cauter és mtsai 2008) és az immunrendszer egyes folyamataiban (Lange és mtsai 2010). A regenerációs hipotézis azon a megfigyelésen alapszik, hogy hosszabb ideig tartó ébrenlét hatására gyengébb teljesítménnyel tudunk végrehajtani fizikai és mentális feladatokat, mint közvetlenül alvás után. Ez arra utal, hogy az alvás regenerálja a testet és mintegy visszaállítja a szervezetet az előző napi működőképességének szintjére.

A fenti folyamatokhoz azonban nem feltétlenül lenne szükséges az alvás során bekövetkező tudatvesztés, ezek már nyugalmi állapotban, nyugodt ébrenlét (quiet wakefulness) során is megvalósulhatnak. Vagyis feltételezhető, hogy az alvás valamilyen fontos agyi folyamatot is szolgál. Számos, erre utaló elméletet találhatunk a szakirodalomban. Például a mélyalvásban jelentkező lassú hullámú aktivitásnak jelentős szerepe lehet az ébrenlét során megszerzett emlékek konszolidációjában (a memóriakonszolidáció az emléknyomok stabilizálódásának és megerősödésének folyamata) és szinaptikus plaszticitási folyamatokban (Kavanau 1997; Tononi és Cirelli 2006; Diekelmann és Born 2010; Rasch és Born 2013; Tononi és Cirelli 2014).

Giulio Tononi és Chiara Cirelli szinaptikus homeosztázis elmélete szerint alvás során megváltozik a neuronok közötti kapcsolatok súlya, a szinaptikus súlyokat a szervezet visszaállítja az agy számára optimális értékekre (synaptic downscaling). A hipotézisük szerint a szinaptikus kapcsolatok a nappali tanulás során megerősödnek, míg éjszaka, mélyalvásban a lassú hullámú aktivitás hatására ezek a szinapszisok kisebbek lesznek, vagyis a neuronok közötti kapcsolatok gyengülnek. A teória szerint ez a folyamat biztosítja az újonnan kialakult emléknyomok stabilizálódását, valamint helyet csinál újabb emlékek számára (Tononi és Cirelli 2006; Tononi 2009; Hanlon és mtsai 2011;

Tononi és Cirelli 2014). A kutatók szerint e nélkül az intelligens szabályozó

30

mechanizmus nélkül a szinapszisok száma és nagysága olyan méreteket öltene, melynek tápanyag- és energiaellátására a szervezet képtelen lenne.

Mára már széles körben elfogadott az az elmélet, hogy az alvás segíti a tanulást és a memóriakonszolidációt (Maquet 2001; Frank és Benington 2006; Rasch és Born 2013).

Több tanulmány is azt találta, hogy több, különböző típusú memóriafeladat esetén is szignifikáns mértékben javul a teljesítmény az alvás hatására. Az azonban még mindig vitatott, hogy mely alvási fázisok vesznek részt a különböző memóriatípusok konszolidációjában és milyen folyamatok valósítják meg ezt. Egyes kutatócsoportok azonban nem találtak bizonyítékot az alvás memóriára és tanulásra kifejtett jótékony hatásával kapcsolatban (Siegel 2001; Vertes és Siegel 2005). Nincs egyértelmű bizonyíték arra vonatkozóan sem, hogy a gyors szemmozgásos (rapid eye movement, REM) alvás jelentős szerepet játszana a memóriakonszolidációban. Ezt támasztja alá az is, hogy nem voltak megfigyelhető tanulási problémáik azoknak a betegeknek, akik gyógyszerek (szerotonin-visszavétel gátlók) vagy lézió okozta REM-deprivációban szenvedtek (Rasch és mtsai 2009).

Létezik még néhány további elmélet az alvás és az agy kapcsolatával összefüggésben. Egyes kutatók szerint az alvás fontos szerepet játszik például az agy szabad gyököktől való detoxifikálásában (Reimund 1994; Inoue és mtsai 1995), glikogén pótlásában (Scharf és mtsai 2008) vagy az ébrenlét alatt felhalmozódott, idegi aktivitás nyomán kialakult bomlástermékek eltávolításában (Xie és mtsai 2013).

Az alvás több létfontosságú folyamatért is felelős, amit az alvásmegvonás káros következményei is megerősítenek. Patkányok hosszabb időn keresztül (több nap) folyamatosan ébren tartva fokozódó anyagcserével és csökkenő testtömeggel reagálnak az alvásmegvonásra, mely egy idő után az állat halálát eredményezheti (Rechtschaffen és mtsai 1983; Everson és mtsai 1989). Az alvásdepriváció legyekben és csótányokban is okozhatja az állat elpusztulását (Shaw és mtsai 2002; Stephenson és mtsai 2007). Viszont úgy tűnik, hogy a galambok képesek túlélni akár hosszabb távú alvásmegvonást is (Newman és mtsai 2008). Emberben a megszokottnál hosszabb távú ébrenlét álmossághoz és ún. mikroalvási periódusokhoz (nagyon rövid, alváshoz hasonló események az ébrenlét során) vezet (Cirelli és Tononi 2008). Többek között a kognitív funkciók gyengülése, remegés, hallucinációk jellemzik az alvásdeprivációt, de a hosszan tartó ébrenlét akár halálhoz is vezethet. Az alvásmegvonással kapcsolatos egyik jól

31

dokumentált eset során egy 17 éves gimnazista fiú 11 napig volt ébren, William Dement alváskutató felügyelete mellett (Gulevich és mtsai 1966). A fiú néhány rövid hallucinációs periódust leszámítva semmilyen szokatlan viselkedést nem mutatott, és a fiziológiás mutatói is az egészséges tartományon belül maradtak (Siegel 2002). Ezek az eredmények világosan rávilágítanak az egyéni alvásigényeink közti nagy különbségekre.

Nemcsak a túl kevés, hanem a túl sok alvás is káros lehet. Korreláció figyelhető meg az átlagos alváshossz és a halálozási ráta között: a sokat és a keveset alvók között is nagyobb a halálozási arány, mint azok között az emberek között, akik átlagosan napi 7-8 órát alszanak (Bódizs 2000). Azok, akik rendszeresen többet alszanak napi 8-9 óránál, általában feszültebbek és ingerlékenyebbek, mint kevesebbet alvó társaik. Ezzel ellentétben depressziós betegeknél jelentős hangulati javulást lehet elérni, ha megvonják tőlük az éjszaka második felére jellemző, REM-fázisban gazdagabb alvást (Vogel és mtsai 1980).