1 / 44

Bevezetés az alvás-és álomkutatásba

Bevezetés az alvás-és álomkutatásba. - Evolúciós vonatkozások -. Simor Péter – Kognitív Tudományi Tanszék petersimor@gmail.com. Szempontok és kérdések. Az alvás eredete Az alvás változatai fajonként Az alvást befolyásoló tényezők Környezet, táplálkozás, méret, stb.

georgio-betagh
Download Presentation

Bevezetés az alvás-és álomkutatásba

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Bevezetés az alvás-és álomkutatásba - Evolúciós vonatkozások - Simor Péter – Kognitív Tudományi Tanszék petersimor@gmail.com

  2. Szempontok és kérdések • Az alvás eredete • Az alvás változatai fajonként • Az alvást befolyásoló tényezők • Környezet, táplálkozás, méret, stb. • Az alvás vizsgálati szintjei: • Alvás, mint viselkedés • Alvás, mint neurális oszcillációk • Alvás és ébrenlét kapcsolata • Elsődleges vs. Másodlagos adaptációk kérdése

  3. Az alvás kockázata Mivel ellensúlyozza az alvás a költségeket?

  4. Módszertani nehézségek Vadon vs. laboratórium

  5. Alvás architektúra

  6. Komparatív szempontok • Alvás hossza • Alvás szerkezete – ciklusok hossza, mintázata • Mintázata: polifázisos vs. monofázisos • Rugalmasság kérdése

  7. Szárazföldi emlősök REM és NREM arányának összefüggése • Fiziológiailag összefüggő folyamatok • agyi deaktiváció-aktiváció • memóriakonszolidáció • ha megnő az alvás hossza, mindkét fázis hossza megnő

  8. Polifázisos és monofázisos alvás • Apróbb állatok inkább polifázisos alvásmintát mutatnak (ragadozók általi fenyegetettség?) • Polifázisos alvás kevésbé hatékony? (Capellini et al, 2010) • Fenyegetettség esetén rövidül a NREM és REM hossz, de az 1-es fázis (felszínes alvás) hossza nem rövidül

  9. Ökológiai tényezők • Ragadozók általi fenyegetés: Kompromisszum a biztonság és az alvás közt • Immobilizációs hipotézis (mozdulatlanság nyújtotta védelem) Kritika: ehhez elég lenne csak pihenni, alvás fokozhatja is a veszélyt (lassú ébredés, csökkenő menekülési esélyek) • Növényevők, veszélyes környezetben élők valóban kevesebbet alszanak (REM,NREM) ráadásul jellemzőbb rájuk a polifázisos alvás

  10. 2)Táplálkozás: kompromisszum az energiafelhalmozás és alvás közt • Húsevők többet alszanak • Növények tápanyagtartalma csekély, így folyton táplálkozni kell, ezen kívül egyes fajoknál a kérődzés is interferál az alvással

  11. Táplálékkeresés és alvás kompromisszuma • Levél vs. gyümölcsevők alvása • Gyümölcsevők kevesebbet alszanak – több időt kell szánni a táplálék fellelésére Emésztés és alvás kompromisszuma • Metabolikus ráta (kalóriaégetés) és alvás • Testmérethez képest magas metabolikus ráta kevesebb alvással jár

  12. 3) Társas élet: kompromisszum a társas élet és az alvás közt • Együtt alvó állatok kevesebbet alszanak • Ellentmond a ragadozók okozta fenyegetettség elvének

  13. Az alvás helyettesítése • Egyes rajban úszó halfajok nem mutatják az alvás jegyeit

  14. Az alvás rugalmassága • Fenyegetettség, migráció (pl. madarak) • Alternáló agyféltekés alvás, mikroébredések Laboratóriumi vizsgálatok egerekkel és macskákkal • Fenyegetettség esetén hosszabb ébrenlét, csökkent NREM, REM alvás • REM alvást áldozzák fel először

  15. Alvó rovarok

  16. A rovarok bolygója • 100 millió rovarfaj az evolúció során • Jelenleg 5 millió (emlős kb. 4500) • Első rovarok: 400 millió éve • Mostani, modern rovarok 250 millió éve

  17. Az alvás viselkedéses kritériumai • Fajspecifikus testhelyzet • Nyugalmi állapot • Stimulációra állapot változás • Emelkedett stimulációs küszöb • Homeosztatikus alvásnyomás Számos rovarfaj eleget tesz ezeknek a kritériumoknak

  18. Skorpiók, molyok, méhek Skorpió állapotai: • Lokomotoros aktivitás • Élénk mozdulatlanság • Nyugalmi mozdulatlanság Folyamatos ingerlés után (alvásmegvonás) megnövekedett nyugalmi mozdulatlanság Homeosztatikus szabályozás Molylepke: 5 különböző testhelyzet azonosítása az antennák állása alapján Az egyik megnövekedett ingerlési küszöbbel járt – alvás szerű állapot…

  19. Apis mellifera • 120 millió éves eredet • Kb. 20 ezer faj • Optikus lebeny neuronjainak cirkadián fényérzékenysége (nappal fokozottabb válasz) • Specifikus alvó testhelyzet • Csökkent izomaktivitás • 12 órás alvásmegvonás megnövelte a későbbi mozdulatlan időszakot

  20. Alvó méhek (folyt) • Alvás-szerű állapot • Energiamegtakarítás? • Laboratóriumi kísérletek szerint a méhek nem az energiamegtakarítás szempontjából optimális hőmérsékletű helyiséget választják (alvás más funkciókat szolgálna?) • Életkori sajátosságok: • Aktivitás-inaktivitás ciklusa a fiatal egyedeknél markánsabb volt • Életmódbeli sajátosságok: • Különböző kasztok egyedeinek különböző alvása • Csak a táplálék keresők és táplálék őrzők mutattak 24 órás ciklicitást, szemben a takarítók és a gondozók kasztjával

  21. Viselkedéses Alvás vs. Alvó neuronhálózatok • REM és SWS (lassú hullámú alvás) teljes bizonyossággal eddig csak madaraknál és emlősöknél tapasztalható • Puhatestűek, Halak, Kétéltűek • Alvásra utaló viselkedéses jegyek, igaz nem minden faj esetében, de SWS és REM nem bizonyított • Kecskebéka • Éber állapot (alacsony ingerküszöb) még nyugalmi helyzetben is • EEG magas frekvenciatartományban

  22. Halak, kétéltűek • Nyugalmi (alvás-szerű) és éber állapotok nem mutatnak markáns eltérést • Agyi aktivitásban átfedés • SWS és REM nem különül el, nem jelenik meg

  23. Hüllők • Alvás-szerű és éber viselkedés váltakozása • Pihenés során SWS látszólagos hiánya • Nyugalmi időszakban gyors aktivitás, egyes gyíkfajoknál izommozgások, csökkent izomtónus, éberségre utaló rövid állapotok Kezdetleges REM fázis?

  24. SWS-REM ciklusok megjelenése:madarak és emlősök Madarak alvása • NREM-REM ciklusok, de sokkal rövidebbek • Egyes emlősökre jellemző NREM jegyek hiányoznak (orsók) • Rövid, pár perces alvásszakaszok • Alternáló féltekei mélyalvás

  25. Váltott féltekei alvás és környezeti tényezők • A csoport szélén alvók gyakrabban alszanak váltott agyféltekékkel, mint a csoport közepén alvók Veszélyforrások monitorozása • Biztonságos környezetben lecsökken a váltott agyféltekei alvás mértéke • REM fázisok rövidebbek, nincs homeosztatikus hatás

  26. SWS és REM ciklusok szétválása • Legősibb emlős, kacsacsőrű emlős is mutat REM és NREM jegyeket, de az agyi tevékenység mintha összemosódna a két fázis közt • Átmeneti állapot REM és NREM közt • REM fázis hiánya vízi emlősöknél: • cetfélék, kik szintén váltott aggyal alszanak, • Alig, vagy egyáltalán nem mutatnak REM-et - Fókák a szárazföldön REM állapotban, a vízben kihagyják a REM-et

  27. Alvás AKTÍV szerepe az ébrenléthez szükséges komplex idegrendszeri apparátus megfelelő működéséhez

  28. Madarak és emlősök alvása: új vívmányok egy régi adaptáció talaján • SWS és REM szerepe: • Komplex agyi hálózatok karbantartása • Magasabb rendű neurális struktúrák újrahuzalozása • Szinapszisok képződése, megerősítése, fehérjék expressziója, jel-zaj arány növelése • Tanulási folyamatok, emlékezeti konszolidáció

  29. REM, érzelmi hálózatok, kötődés

  30. REM és kötődés (McNamara) • A kötődés hátterében álló hálózatok fokozott aktivációja (limbikus/orbitofrontális területek) • a kötődésben szerepet játszó oxitocinerg rendszer és AVT rendszer aktivációja, illetve a szexuális magatartásban szerepet játszó tesztoszteron szintje is emelkedést mutat REM alvás alatt. • A kötődést nem mutató alacsonyabb szerveződési szinten lévő élőlényeknél nem sikerült egyértelműen kimutatni a REM alvást • A fejletlen állapotban születő, és így fokozott szülői gondoskodást igénylő fajok REM alvásának mennyisége nagyobb, mint az érettebb állapotban születő fajoké • Álmok érzelmi töltete, társas kontextusa • Sérült kötődésben fokozott álomfelidézés és intenzív érzelmi színezet • Sérült kötődés esetén eltérések a REM mintázatában

  31. Nicolau & Rial: Az ébrenlét evolúciója • Gallotia galloti, kanári szigeteki gyík EEG vizsgálata • hüllők pihenése gyors, deszinkronizálódott hullámokat tartalmaz, esetenként meredekhullámokat – REM-re hasonlít? • hüllők ébrenléte analóg az emlősök NREM alvásának mintázatával Ingerlésre K-komplex és orsó

  32. További analógiák Lassú hullám és hőmérséklet • Hőmérséklet növekedésével nő az ébren lévő hüllők EEG aktivitásának amplitúdója • Ugyanez történik emlősöknél NREM-ben Ingerlésre nagy amplitúdójú, lassú hullámok • Hüllőknél ébrenlétben, emlősnél NREM-ben (ha nem ébred fel) Beta-antagonista (propranolol) hatása • Csökkenő EEG amplitudó hüllők ébrenlétében és emlősök NREM alvásában

  33. Az emlőssé válásig tulajdonképpen mélyen aludtunk? Bódizs (2007)

  34. Az evolúciós sztori • Neocortex, hőszabályozás kifejlődése • Emlősök elfoglalják az éjszakát (hüllők ekkor a hőszabályozás hiánya miatt pihennek) • Kortikális idegrendszer és ősi kéreg alatti rendszer „rivalizációja” miatt az utóbbi az aktivitása az alvás idejére tolódik • SWS (hüllő ébrenlét) és REM (hüllő pihenése) elkülönülése Az evolúció az ÉBRENLÉTET alakította ki nem az alvást. Az emlősök és a (madarak) az első lények, melyek felébredtek mély alvásukból. Különböző (vizuális, taktilis, auditiv) ingereg integrálása, rugalmas, gyors válaszkésség, tudatos élmény, stb.

  35. Éber hüllő-tudat és mélyen alvó emlős tudat • Szegényes információfeldolgozás, a hüllők képtelenek az inger egyszerre több jellemzőjére reagálni, nincs szenzoros integráció Példák a hüllőagy működésére: Alvajárás: az ősi hüllőagy működése? • Csökkent vérátáramlás a magasabb rendű agykérgi területeken • Fokozott véráramlás az ősi területeken (kisagy, vermis) • Primér információfeldolgozás, sztereotip vagy impulzív viselkedés • Vaklátás • Primér informáciációfeldolgozás tudatos élmény hiányában Analógia az Emlősök alvásával: alvás, mint válogatás a fontos és lényegtelen ingerek közt (aludni vagy ébredni)

  36. A neocortex álmokat generál

  37. Rémálom mint hasznos szimuláció? (Revensuo, 2000) • Cél: A potenciális veszélyekkel kapcsolatos reakciók és viselkedések begyakorlása • A rémálmok szimulálják a fenyegető helyzeteket, és így begyakorolhatjuk a megfelelő viselkedéseket, felkészülhetünk a várható veszélyekre

  38. Álmodás, mint a múlt és a jövő szimulációja • Revensuo – Fenyegetettség szimulációs elmélet • Az álmodás evolúciós előnyt jelent, mert modellezi a jövőbeli lehetséges fenyegető helyzeteket, és lehetővé teszi ezek gyakorlását egy biztonságos, mentális térben • A természetben élő emlősök élete folyamatos élet-halál harc • Nyomok az emberi álmokban: háborús, traumatizáló élmények utáni álmok • Kritika: teleologikus értelmezés • Álom, mint mentális szimuláció, mindig az organizmus adott igényeit követve • NREM és REM számos funkciót szolgálhat, ahogy maga az ébrenlét is

  39. Alvás és álomkutatás • Tudat és (tudattalan) megértése • Törzsfejlődés a tudatállapotok fejlődésének megértése • Agyműködés megértése a „zavaró” ébrenlét hiányában • Új perspektívák: Alvás és tanulás, Tudatos Álom

  40. Álomolvasás fMRI-vel Horikawa, T., et al. (2013). Neural Decoding of Visual Imagery During Sleep. Science, doi: 10.1126/science.1234330

  41. Köszönöm az ébrenlét és az alvás alatti komplex agymunkát!

More Related