'Power Nap' forhindrer utbrenthet; Morning Sleep Perfects a Skill

Det er bevis på at søvn - til og med en lur - ser ut til å forbedre informasjonsbehandling og læring. Nye eksperimenter av NIMH-stipend Alan Hobson, M.D., Robert Stickgold, Ph. D., og kolleger ved Harvard University viser at en snooze om middag snur informasjon overbelastning og at en forbedring på 20 prosent over natten i å lære seg en motorisk ferdighet stort sett er sporbar til et sent søvnstadium som noen tidlige stigerør kan være savnet. Totalt sett antyder studiene at hjernen bruker en natts søvn for å befeste minnene om vaner, handlinger og ferdigheter som er lært om dagen.

Hovedpoenget: vi bør slutte å føle oss skyldige over å ha tatt den "power lopen" på jobb eller fange de ekstra blinkene kvelden før vår pianostilling.

Rapportering fra Nature Neuroscience i juli 2002, Sara Mednick, Ph. D., Stickgold og kolleger demonstrerer at "utbrenthet" - irritasjon, frustrasjon og dårligere prestasjoner på en mental oppgave - setter i gang som en dag med trening på. Personer utførte en visuell oppgave, og rapporterte den horisontale eller vertikale orienteringen til tre diagonale stolper mot en bakgrunn av horisontale søyler i nedre venstre hjørne av en dataskjerm. Resultatene deres på oppgaven ble forverret i løpet av fire daglige treningsøkter. Å la forsøkspersoner 30 minutter lur etter den andre økten forhindret ytterligere forverring, mens en 1 times lur faktisk økte ytelsen i den tredje og fjerde økten tilbake til morgennivåene.

I stedet for generalisert tretthet, mistenkte forskerne at utbrentheten var begrenset til bare hjernens visuelle systemkretser som var involvert i oppgaven. For å finne ut av det, engasjerte de et nytt sett med nevrale kretser ved å bytte plassering av oppgaven til nedre høyre hjørne av dataskjermen for bare den fjerde økten. Som spådd, opplevde forsøkspersoner ingen utbrenthet og presterte omtrent like bra som i den første økten - eller etter en kort lur.

Dette førte til at forskerne foreslo at nevrale nettverk i visuell cortex "gradvis blir mett av informasjon gjennom gjentatt testing, og forhindrer ytterligere perseptuell prosessering. "De tror utbrenthet kan være hjernens" mekanisme for å bevare informasjon som er blitt behandlet, men som ennå ikke er konsolidert til minne søvn."

Så hvordan kan en lur hjelpe? Registreringer av hjerne- og okulær elektrisk aktivitet som ble overvåket under blundring avslørte at de lengre 1-timers lurene inneholdt mer enn fire ganger så mye dyp, eller sakte bølgesøvn og rask øyebevegelse (REM) søvn enn halvtimen naps. Personer som tok de lengre lurene tilbrakte også betydelig mer tid i en langsom bølget søvntilstand på testdagen enn på en "baseline" -dag, da de ikke trente. Tidligere studier fra Harvard-gruppen har sporet minnekonsolidering og forbedring over natten på det samme perceptuell oppgave til mengder av langsom bølgesøvn i det første kvartalet om natten og til REM-søvn i det siste fjerdedel. Siden en lur knapt gir nok tid til at sistnevnte REM-søvneffekt kan utvikle seg, ser en søvneffekt med langsom bølge ut til å være motgiften mot utbrenthet.

Nevrale nettverk involvert i oppgaven blir frisket opp av "mekanismer for kortikal plastisitet" som opererer under langsom bølgesøvn, foreslår forskerne. "Søvn med langsom bølge fungerer som det første prosesseringsstadiet for erfaringsavhengig, langsiktig læring og som det kritiske stadiet for å gjenopprette perseptuell ytelse."

Harvard-teamet har nå utvidet sin tidligere oppdagelse av søvnens rolle i å styrke læringen av den perseptuelle oppgaven til en motorikkoppgave. Matthew Walker, Ph. D., Hobson, Stickgold og kolleger rapporterer i Neuron den 3. juli 2002 at en 20 prosent økning over natten i hastighet på en fingeravtrykkingsoppgave er mest forklart av søvn i ikke-hurtig øyebevegelse (trinn 2) i løpet av de to timene rett før våkner.

I forkant av studien var det kjent at folk som lærer motoriske ferdigheter, fortsetter å forbedre seg i minst et døgn etter en treningsøkt. For eksempel rapporterer musikere, dansere og idrettsutøvere ofte at ytelsen deres har blitt bedre selv om de ikke har øvd på en dag eller to. Men frem til nå var det uklart om dette kan tilskrives spesifikke søvntilstander i stedet for bare til tidens gang.

I studien ble 62 høyrehendte bedt om å skrive inn en sekvens med tall (4-1-3-2-4) med venstre hånd så raskt og nøyaktig som mulig i 30 sekunder. Hvert fingertapp ble registrert som en hvit prikk på en dataskjerm i stedet for antallet som ble skrevet inn, slik at motivene ikke visste hvor nøyaktig de presterte. Tolv slike forsøk atskilt med 30 sekunders hviletid utgjorde en treningsøkt, som ble scoret for hastighet og nøyaktighet.

Uansett om de trente om morgenen eller kvelden, forbedret fagene seg i gjennomsnitt nesten 60 prosent ved å bare gjenta oppgaven, med det meste av løftet innen de første par studier. En gruppe som ble testet etter trening om morgenen og holdt seg våken i 12 timer, viste ingen signifikant forbedring. Men når de ble testet etter en natts søvn, økte ytelsen med nesten 19 prosent. En annen gruppe som trente på kvelden scoret 20,5 prosent raskere etter en natts søvn, men fikk bare ubetydelig 2 prosent etter ytterligere 12 timer med våkenhet. For å utelukke muligheten for at motorisk ferdighetsaktivitet i våkne timer kan forstyrre konsolidering av oppgaven i minnet, en annen gruppe hadde til og med votter på en dag for å forhindre dyktig finger bevegelser. Forbedringen av dem var ubetydelig - før etter en hel natts søvn, da resultatene deres steg med nesten 20 prosent.

Overvåkning av søvnlaboratorier av 12 personer som trente kl. 22, avslørte at deres forbedrede ytelse var direkte proporsjonal med mengden NREM-søvn i trinn 2 de fikk i fjerde kvartal om natten. Selv om dette stadiet totalt representerer omtrent halvparten av en natts søvn, sa Walker at han og kollegene var overrasket over den sentrale rollen stadium NREM spiller i å styrke læringen av den motoriske oppgaven, gitt at REM og sakte bølgesøvn hadde stått for den lignende forbedringen av læringsnivået over natten i det perseptuelle oppgave.

De spekulerer i at søvn kan forbedre læring av motorikk gjennom kraftige utbrudd av synkron nevronskyting, kalt "spindler", karakteristisk for NREM-søvn i trinn 2 i løpet av de tidlige morgentimene. Disse spindlene dominerer rundt sentrum av hjernen, iøynefallende nær motoriske regioner, og er tenkt å fremme nye nevrale forbindelser ved å utløse en tilstrømning av kalsium til celler i cortex. Studier har observert en økning i spindler etter trening på en motorisk oppgave.

De nye funnene har implikasjoner for å lære sport, et musikkinstrument eller for å utvikle kontroll av kunstnerisk bevegelse. "All slik læring av nye handlinger kan kreve søvn før den maksimale fordelen med praksis kommer til uttrykk," bemerker forskerne. Siden en hel natts søvn er en forutsetning for å kunne oppleve de kritiske siste to timene av trinn 2 NREM søvn, "livets moderne erosjon av søvntid kan redusere hjernen din til noe læringspotensial," la til Walker.

Funnene understreker også hvorfor søvn kan være viktig for læringen som er involvert i å gjenopprette funksjon etter fornærmelser mot hjernens motoriske system, som i stoke. De kan også være med på å forklare hvorfor spedbarn sover så mye. "Deres læringsintensitet kan føre til hjernens sult etter store mengder søvn," foreslo Walker.

neste: Den emosjonelle hjernen
~ angst-panikk biblioteksartikler
~ alle artikler om angstlidelser