استخدم الباحثون في جامعة لييج التصوير بالرنين المغناطيسي 7 تسلا (MRI) لاكتشاف دور العقد العصبية في تنظيم النوم، وخاصة نوم حركة العين السريعة. ووجدوا أن النشاط في هذه النواة المخيخية يرتبط بجودة نوم حركة العين السريعة، مع تقلص وظيفتها لبدء نوم حركة العين السريعة والسماح به، وهو النمط الذي كان واضحًا بشكل خاص لدى الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 50 إلى 70 عامًا.
أدت دراسة أجراها فريق بحثي في معهد جامعة لييج (بلجيكا) باستخدام تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي للمجال المغناطيسي الفائق 7 تسلا إلى تعميق فهم آليات تنظيم النوم. لقد عرفنا منذ زمن طويل أن النوم مفيد للدماغ. نحن نعلم أيضًا أن الضوء ليس مفيدًا للرؤية فحسب، بل يلعب أيضًا دورًا مهمًا في الحالة المزاجية والجوانب الأخرى.
ما لا نعرفه هو كيف يحدث هذا في أدمغتنا. أجرى الباحثون في جامعة لييج دراستين منفصلتين باستخدام جهاز 7-Tesla MRI على منصة GIGA-Centre de Recherche du Cyclotron (مركز أبحاث Cyclotron)، والتي توفر لنا فرضية للتفسير.
أثبت فريق علمي من مركز أبحاث Liège Cyclotron/In Vivo Imaging (GIGA-CRC-IVI) أن جودة نوم حركة العين السريعة (مرحلة النوم التي نحلم فيها كثيرًا) ترتبط بنشاط الفصيصات البطينية. تقع هذه النواة المخيخية، التي يبلغ حجمها تقريبًا حجم المعكرونة التي يبلغ طولها 2 سم، في قاعدة الدماغ (جذع الدماغ).
في اللاتينية، تعني "البقعة الزرقاء"، وقد سميت بهذا الاسم بسبب اللون الذي تظهره عند تشريحها. يمتد إلى جميع مناطق الدماغ تقريبًا (وكذلك الحبل الشوكي)، ويفرز مُعدِّلًا عصبيًا يسمى النورإبينفرين. النوربينفرين مهم ليس فقط لتحفيز الخلايا العصبية وإبقائها مستيقظة، ولكن أيضًا لمجموعة من العمليات المعرفية مثل الذاكرة والمعالجة العاطفية والتوتر والقلق. يجب أن يهدأ نشاطه المحفز لبدء النوم ويتوقف قبل أن يحدث نوم حركة العين السريعة.
يوضح جيل فاندوال، المدير المشارك لـ GIGACRC-IVI: "بهذه الطريقة، يمكن أن يعمل نوم حركة العين السريعة بدون النورإبينفرين، مما يؤدي إلى فرز المشابك العصبية التي تحتاج إلى الحفاظ عليها أو التخلص منها أثناء النوم، وبالتالي مواجهة يوم جديد مليء بالتجارب الجديدة."
أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات أن وظيفة هذه النواة الصغيرة مهمة للغاية للنوم واليقظة. وأوضحت إيكاترينا كوشمانوفا، الباحثة في المختبر والمؤلفة الأولى للمقالة المنشورة في "JCI Insight": "في جسم الإنسان، بسبب صغر حجم نوى الأعصاب وموقعها العميق، يصعب ملاحظتها في الجسم الحي باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي التقليدي. لذلك، هناك القليل من النتائج المؤكدة. وبفضل الدقة العالية للتصوير بالرنين المغناطيسي بقوة 7 تسلا، تمكنا من عزل هذه النواة واستخراج نشاطها أثناء أداء مهمة معرفية بسيطة في حالة اليقظة، موضحة أن وكلما كانت استجابة الفص المخيخي الخارجي لدينا أقوى خلال النهار، كلما كانت نوعية نومنا أسوأ، وانخفضت شدة نوم حركة العين السريعة.
يبدو أن هذا صحيح بشكل خاص مع تقدم العمر، حيث تم العثور على التأثير فقط في الدراسة بين الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 50 إلى 70 عامًا، ولكن ليس بين البالغين الأصغر سنًا الذين تتراوح أعمارهم بين 18 إلى 30 عامًا. يمكن أن تفسر هذه النتيجة سبب إصابة بعض الأشخاص بالأرق التدريجي مع تقدمهم في السن. كما تمهد هذه النتائج الأولية الطريق لأبحاث مستقبلية حول نشاط هذه النواة الصغيرة أثناء النوم ودورها المحتمل في الأرق والارتباط بين النوم ومرض الزهايمر.
وفي الوقت نفسه، يحاول نفس فريق البحث أيضًا فهم كيفية تحفيز الضوء لإدراكنا بشكل أفضل. الضوء يشبه فنجان القهوة، فهو يساعدنا على البقاء مستيقظين. ولذلك، نوصي بعدم استخدام الكثير من الضوء على الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية في الليل. وهذا يمكن أن يعطل نومنا. من ناحية أخرى، نفس الضوء يساعدنا خلال النهار.
أظهرت العديد من الدراسات أن الإضاءة الجيدة يمكن أن تساعد طلاب المدارس وموظفي المستشفيات والمرضى وموظفي الشركات. والأكثر فعالية في ذلك هو الجزء الأزرق من الضوء، حيث أن لدينا كاشفات للضوء الأزرق في أعيننا تخبر أدمغتنا عن نوعية وكمية الضوء من حولنا.
وبالمثل، فإن مناطق الدماغ المسؤولة عن هذا التأثير المحفز للضوء (المعروف أيضًا باسم التأثيرات "غير المرئية" للضوء) ليست مفهومة جيدًا.
في التصوير بالرنين المغناطيسي 7T، شاركت المناطق الجدارية (A) والمهادية (B) في مهام معرفية سمعية أكثر تعقيدًا أثناء إضاءة المشاركين. الصورة الموجودة على اليمين عبارة عن دورة زمنية لإعادة بناء النشاط خلال فترة تسجيل مدتها 25 دقيقة. (ج) موقع النوى المختلفة في المهاد والمناطق المهادية المستخدمة للتحليل. وهذه المنطقة الأخيرة هي التي تتلقى المعلومات الخفيفة وتغير النشاط في المناطق الجدارية. مصدر الصورة: جامعة لييج/GIGACRCIVI
"إنها صغيرة وتقع تحت القشرة الدماغية"، تشرح إيلينيا باباريلا، طالبة دكتوراه في المختبر في FNRS والمؤلفة الأولى للمقالة المنشورة في Communications Biology. استخدم فريق البحث من GIGA-CRC-IVI مرة أخرى الدقة العالية لتقنية التصوير بالرنين المغناطيسي 7 تسلا لإثبات أن المهاد، وهي منطقة تحت قشرية تقع أسفل الجسم الثفني (الذي يربط بين نصفي الكرة الأرضية من الدماغ)، يلعب دورًا في نقل معلومات الضوء غير المرئية إلى القشرة الجدارية، وهي المنطقة التي تتحكم في مستويات الانتباه.
"نحن نعلم دوره المهم في الرؤية، ولكن دوره في الجوانب غير البصرية أقل تأكيدًا. توضح هذه الدراسة أن المهاد يحفز المناطق الجدارية، وليس العكس كما كنا نعتقد. هذه التطورات الجديدة في فهم دور المهاد ستسمح لنا في النهاية بالتوصل إلى حلول الإضاءة التي تساعد على الإدراك عندما نحتاج إلى أن نكون مستيقظين ومركزين تمامًا، أو تعزيز النوم بشكل أفضل مع ضوء مريح."