Bevezetés az alvás-és álomkutatásba
Download
1 / 44

Bevezetés az alvás-és álomkutatásba - PowerPoint PPT Presentation


  • 143 Views
  • Uploaded on

Bevezetés az alvás-és álomkutatásba. - Evolúciós vonatkozások -. Simor Péter – Kognitív Tudományi Tanszék [email protected] Szempontok és kérdések. Az alvás eredete Az alvás változatai fajonként Az alvást befolyásoló tényezők Környezet, táplálkozás, méret, stb.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Bevezetés az alvás-és álomkutatásba' - georgio-betagh


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Bevezetés az alvás-és álomkutatásba

- Evolúciós vonatkozások -

Simor Péter – Kognitív Tudományi Tanszék

[email protected]


Szempontok s k rd sek
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


  • Az alv s kock zata
    Az alvás kockázata

    Mivel ellensúlyozza az alvás a költségeket?


    M dszertani neh zs gek
    Módszertani nehézségek

    Vadon vs. laboratórium



    Komparat v szempontok
    Komparatív szempontok

    • Alvás hossza

    • Alvás szerkezete – ciklusok hossza, mintázata

    • Mintázata: polifázisos vs. monofázisos

    • Rugalmasság kérdése


    Szárazföldi emlősök REM és NREM arányának összefüggése

    • Fiziológiailag összefüggő folyamatok

    • agyi deaktiváció-aktiváció

    • memóriakonszolidáció

    • ha megnő az alvás hossza, mindkét fázis hossza megnő


    Polif zisos s monof zisos alv s
    Polifázisos és monofázisos alvás összefüggése

    • 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


    Kol giai t nyez k
    Ökológiai tényezők összefüggése

    • 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


    2) összefüggéseTáplálkozás: 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


    Táplálékkeresés és alvás kompromisszuma összefüggése

    • 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


    3) Társas élet: kompromisszum a társas élet és az alvás közt

    • Együtt alvó állatok kevesebbet alszanak

    • Ellentmond a ragadozók okozta fenyegetettség elvének


    Az alv s helyettes t se
    Az alvás helyettesítése alvás közt

    • Egyes rajban úszó halfajok nem mutatják az alvás jegyeit


    Az alv s rugalmass ga
    Az alvás rugalmassága alvás közt

    • 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


    Alv rovarok
    Alvó rovarok alvás közt


    A rovarok bolyg ja
    A rovarok bolygója alvás közt

    • 100 millió rovarfaj az evolúció során

    • Jelenleg 5 millió (emlős kb. 4500)

    • Első rovarok: 400 millió éve

    • Mostani, modern rovarok 250 millió éve


    Az alv s viselked ses krit riumai
    Az alvás viselkedéses kritériumai alvás közt

    • Fajspecifikus testhelyzet

    • Nyugalmi állapot

    • Stimulációra állapot változás

    • Emelkedett stimulációs küszöb

    • Homeosztatikus alvásnyomás

      Számos rovarfaj eleget tesz ezeknek a kritériumoknak


    Skorpi k molyok m hek
    Skorpiók, molyok, méhek alvás közt

    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…


    Apis mellifera
    Apis mellifera alvás közt

    • 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


    Alv m hek folyt
    Alvó méhek (folyt) alvás közt

    • 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


    Viselked ses alv s vs alv neuronh l zatok
    Viselkedéses Alvás vs. Alvó neuronhálózatok alvás közt

    • 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


  • Halak k t lt ek
    Halak, kétéltűek alvás közt

    • Nyugalmi (alvás-szerű) és éber állapotok nem mutatnak markáns eltérést

    • Agyi aktivitásban átfedés

    • SWS és REM nem különül el, nem jelenik meg


    H ll k
    Hüllők alvás közt

    • 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?


    Sws rem ciklusok megjelen se madarak s eml s k
    SWS-REM ciklusok megjelenése: alvás köztmadarak és emlősök

    Madarak alvása

    • NREM-REM ciklusok, de sokkal rövidebbek

    • Egyes emlősökre jellemző NREM jegyek hiányoznak (orsók)

    • Rövid, pár perces alvásszakaszok

    • Alternáló féltekei mélyalvás


    V ltott f ltekei alv s s k rnyezeti t nyez k
    Váltott féltekei alvás és környezeti tényezők alvás közt

    • 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


    Sws s rem ciklusok sz tv l sa
    SWS és REM ciklusok szétválása alvás közt

    • 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


    Alvás AKTÍV szerepe az ébrenléthez szükséges komplex idegrendszeri apparátus megfelelő működéséhez


    Madarak s eml s k alv sa j v vm nyok egy r gi adapt ci talaj n
    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



    Rem s k t d s mcnamara
    REM és kötődés (McNamara) adaptáció talaján

    • 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


    Nicolau rial az brenl t evol ci ja
    Nicolau & Rial: Az ébrenlét evolúciója adaptáció talaján

    • 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


    Tov bbi anal gi k
    További analógiák adaptáció talaján

    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



    Az evol ci s sztori
    Az evolúciós sztori adaptáció talaján

    • 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.


    Ber h ll tudat s m lyen alv eml s tudat
    Éber hüllő-tudat és mélyen alvó emlős tudat adaptáció talaján

    • 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)


  • A neocortex lmokat gener l
    A neocortex álmokat generál adaptáció talaján


    R m lom mint hasznos szimul ci revensuo 2000
    Rémálom mint hasznos szimuláció? (Revensuo, 2000) adaptáció talaján

    • 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


    Lmod s mint a m lt s a j v szimul ci ja
    Álmodás, mint a múlt és a jövő szimulációja adaptáció talaján

    • 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


    Alv s s lomkutat s
    Alvás és álomkutatás adaptáció talaján

    • Tudat és (tudattalan) megértése

    • Törzsfejlődés a tudatállapotok fejlődésének megértése

    • Agyműködés megértése a „zavaró” ébrenlét hiányában

    • Új perspektívák: Alvás és tanulás, Tudatos Álom


    Lomolvas s fmri vel
    Álomolvasás fMRI-vel adaptáció talaján

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



    ad