Hersenscans onthullen waarom het zo lang duurt om 's ochtends wakker te worden

Elke ochtend slepen mensen zich slaperig uit bed en dwalen door een hersenmist die eeuwig lijkt te verdwijnen. Vroege vogels zullen ontkennen dat het bestaat, maar bewijzen in een nieuw artikel in het tijdschrift NeuroImage suggereert anders. Het team van de Universiteit van Californië, Berkeley achter het onderzoek onthult ook de enige manier om er doorheen te komen.

De term voor die cognitieve mist is 'slaapinertie', maar voor de huidige studie waren we nooit helemaal zeker waarom mensen het ervaren, zegt Raphael Vallat, Ph.D., de hoofdstudie auteur en post-doc aan de universiteit van Californië, Berkeley. In de krant stelt hij een reden voor waarom hij bestaat: zelfs wanneer het lichaam wakker is en 's ochtends in beweging is, slaapt zijn hersenen enige tijd daarna enigszins.

"Wanneer we wakker worden, schakelen onze hersenen niet onmiddellijk over van een slaapstand naar een volledig ontwaakte toestand, maar gaan ze eerder door deze overgangsperiode heen, slaapintensiteit genoemd die tot 30 minuten kan duren", vertelt Vallat. omgekeerde. "In deze periode schakelen de hersenen geleidelijk over van de slaap naar de normale waakzaamheid, en dat geldt ook voor onze mentale / cognitieve prestaties."

Om aan te tonen hoe reëel deze overgangsperiode is, liet Vallat 34 deelnemers een dutje van 45 minuten doen waarin ze twee perioden van diepe slaap ingingen, bekend als N2 en N3. (Ze kwamen echter niet in de REM-slaap (rapid eye movement) - het diepste type slaap.) Toen ze wakker werden, testte Vallat hun waakzaamheid met twee aftrekproeven, één vijf minuten na het ontwaken en een andere 25 minuten na het ontwaken. wakker worden.

Zoals iedereen die last heeft van hersenmist kan verwachten, hadden de proefpersonen de neiging om meer fouten te maken bij het ontwaken - en hun hersenscans gaven een aanwijzing over waarom.

Wanneer we wakker zijn, oscilleren de hersenen tussen twee verschillende "modi" die plaatsvinden in twee afzonderlijke circuits: een gerichte, taak-actieve modus (die we gebruiken bij het lezen of productief zijn) en een niet-gefocuste, taak-negatieve modus (wat voor mind-dwalen is). Terwijl we wakker zijn, schakelen we tussen deze twee modi: Wanneer de taakactieve modus functioneel is, is er gewoonlijk een afname in activiteit in het taak-negatieve circuit.

Wat de periode van "slaapinertie" anders maakt, zegt Vallat, is dat het brein moeite heeft om vloeiend tussen circuits te schakelen.

"Dus, het is alsof ons brein niet echt in staat was om te schakelen tussen deze twee modi, en als een gevolg vonden we ook dat onze deelnemers minder presteerden tijdens slaapinertie in een mentale berekeningstaak," zegt hij.

De resultaten van Vallat laten zien dat tijdens de slaaptraagheid de hersenen langzaam het vermogen herwint om te schakelen tussen deze twee modi, gedeeld door 'functionele segregatie'. Hij gelooft dat het ongeveer 30 minuten kost om dit volledig te bereiken.

Helaas, Vallat klaagt, er is niet veel dat we kunnen doen om het ontwaakproces te versnellen. Zelfs geen verhoging van cafeïne is een echte oplossing.

"Er zijn enkele resultaten die laten zien dat cafeïne de functionele segregatie tussen de taakactieve en taak-negatieve netwerken verhoogt, waardoor het vermogen van de hersenen om te schakelen tussen deze twee modi wordt verbeterd," zegt Vallat. Maar het werkt misschien niet echt snel genoeg om de slaapinertie te doorbreken.

"Ten eerste duurt het 30 tot 60 minuten voordat cafeïne zijn hoogtepunt bereikt, en we weten dat de slaapinertie gewoonlijk binnen 30 minuten verdwijnt, dus zelfs voordat de cafeïne daadwerkelijk een krachtige werking op je lichaam begint te krijgen," voegt hij eraan toe.

In plaats van te proberen te caffeïneren door een periode van langzame hersenfuncties, adviseert Vallat dat misschien wel de enige echte tonica voor slaapinertie de tijd is.

"Het beste is om zeker een paar minuten te wachten voordat je belangrijke beslissingen neemt of de weg op gaat, vooral als je het gevoel hebt dat je net uit een diepe slaap bent ontwaakt", beveelt hij aan.

Abstract:

De eerste minuten na het ontwaken uit de slaap worden meestal gekenmerkt door verminderde waakzaamheid, verhoogde slaperigheid en verminderde prestaties, een toestand die slaapintensiteit wordt genoemd. Hoewel de gedragsaspecten van slaapinertie goed gedocumenteerd zijn, blijven de cerebrale correlaten ervan slecht begrepen. De huidige studie was gericht op het opvullen van deze kloof door in 34 deelnemers de veranderingen in gedragsprestatie (afnemende aftrektaak, DST), EEG-spectrale kracht en rust-toestand fMRI-functionele connectiviteit te meten over drie tijdspunten: voor een vroege namiddag 45-min. dutje, 5 minuten na het ontwaken uit het dutje en 25 minuten na het ontwaken. Onze resultaten lieten een verminderde prestatie zien tijdens het ontwaken en een indringing van slaapspecifieke kenmerken (spectrale kracht en functionele connectiviteit) in de hersenactiviteit van de waakzaamheid, waarvan de intensiteit afhankelijk was van de eerdere slaapduur en diepte voor de functionele connectiviteit (14 deelnemers ontwaakt uit N2-slaap, 20 uit N3-slaap). Awakening in N3 (diepe) slaap veroorzaakte de meest robuuste veranderingen en werd gekenmerkt door een globaal verlies van hersenfunctionele segregatie tussen taakpositieve (dorsale aandacht, opvallendheid, sensorimotorische) en taak-negatieve (standaardmodus) netwerken. Significante correlaties werden met name waargenomen tussen de EEG delta-kracht en de functionele connectiviteit tussen de standaard en dorsale aandachtsnetwerken, evenals tussen het percentage fouten bij de DST en de standaard netwerkfunctionele connectiviteit. Deze resultaten benadrukken (1) significante correlaties tussen EEG en fMRI functionele connectiviteitsmetingen, (2) significante correlaties tussen het gedragsaspect van slaapinertie en metingen van het cerebrale functioneren bij ontwaken (zowel EEG als fMRI), en (3) het belangrijke verschil in de cerebrale onderbouwing van slaapinertie bij het ontwaken uit slaap van N2 en N3.