Ali svet stoji na sanjah?

Ali svet stoji na sanjah?

Pozdravljeni v oddaji Znanstvene redakcije Frequenza della Scienza. Tokrat bomo pozornost namenili Tednu možganov - celotedenskemu dogodku, ki v ospredje postavlja najaktualnejše teme na področju človeške duševnosti. Prejšnji teden se je ta dogodek odvil že dvanajsto leto zapored. Prireditev vsako leto organizira Sinapsa, slovensko društvo za nevroznanost. Letos je bil teden posvečen fenomenu sanj in vprašanju »zakaj sploh spimo?«.

Teden možganov poteka vsak tretji teden v marcu na več lokacijah po Sloveniji, največ obiskovalcev pa pritegne v naši prestolnici. Zainteresirani lahko ves teden obiskujejo razne delavnice za odrasle in otroke, predavanja strokovnjakov na področju psihologije in nevroznanosti ter tudi projekcije filmov, povezanih s tematiko dogodka. Širokega nabora aktivnosti smo se udeležili tudi članice in člani Znanstvene redakcije Radia Študent in za vas pripravili današnji prispevek. Tekom oddaje boste tako z nami zapluli v svet sanj in se dotaknili tematik, ki so v nas vzbudile zanimanje. Za uvod prisluhnimo eni izmed vodij projektne skupine Tedna možganov, Hani Hawlina, ki nam je zaupala več o samem festivalu in letošnji tematiki:   

Izjava

Povprečen človek prespi kar tretjino svojega življenja. Brez dvoma gre za pomemben fenomen, o vlogi katerega se razpravlja že stoletja, če ne tisočletja. Četudi poenotene teorije spanja dandanes še nimamo, nam številne raziskave na tem področju razkrivajo razne blagodejne lastnosti tega pojava. Čeprav se nam na prvi pogled morda ne zdi tako, je spanje zelo aktiven proces, med katerim se v možganih vrši mnogo pomembnih dejavnosti, potrebnih za ustrezno delovanje celotnega telesa. Med najbolj raziskanimi so uravnavanje sladkorja, obnavljanje živčnih povezav ali sinaps, termoregulacija in utrjevanje spomina. Več o tem je povedala nevrologinja Leja Dolenc Grošelj:

Izjava

Dognanja mnogih raziskav tako kažejo na izjemno pomembnost spanja pri procesiranju novopridobljenih informacij in pri ustvarjanju ter utrjevanju dolgotrajnega spomina. Spomini se lahko tvorijo ali »kodirajo« po tem, ko so možgani izpostavljeni novi ideji, misli, izkušnji ali akciji, kar vodi do zapisa nove informacije vanje. Po začetnem kodiranju pa možgani potrebujejo konsolidacijo te nove informacije, s čimer utrdijo spomine skozi daljše časovno obdobje.  

Okrnjena konsolidacija spominov je bila ugotovljena pri pacientih, ki trpijo za nespečnostjo. V raziskavah so se, v primerjavi z zdravimi osebki, odrezali mnogo slabše pri testiranju spomina, ki je sledilo obdobju spanja. Posebej pri sposobnosti formiranja in utrjevanja kratkoročnega spomina se poudarja vloga globokega spanja, to je obdobja, za katerega so značilni počasni možganski valovi. Med globokim spanjem največjo vlogo odigra interakcija med hipokampusom in neokorteksom.

Pri fazi globokega spanja počasne oscilacije, ki izvirajo iz najmlajšega dela možganske skorje - neokorteksa, neprestano reaktivirajo sveže pridobljene kodirane informacije v hipokampusu, ki je ključen za pretvarjanje kratkoročnega v dolgoročni spomin. Reaktivacije naj bi služile transportu novih informacij v domeno neokorteksa, kjer prihaja do dolgotrajne shrambe oziroma konsolidacije dolgotrajnih spominov. Skozi kontinuirane spalne cikle naj bi starejše povezave med hipokampusom in neokorteksom zbledele in tako omogočile pridobitev in hrambo vedno novih, svežih informacij. Rezultat tega postopka je utrjevanje spomina v korteksu, kar omogoča dostop do informacij, popolnoma neodvisnih od hipokampusa.

Opisana teorija konsolidacije spomina je ena izmed dveh, ki jih stroka trenutno postavlja v ospredje. O obeh je v okviru Tedna možganov spregovorila tudi študentka medicine, Nika Jerman:

Izjava

Raziskave na področju spanja in kognicije pričajo o dejstvu, da so možganske mreže, odgovorne za izražanje čustev, med spanjem močno aktivirane. Glede na fiziološke in nevrološke značilnosti spanje v grobem delimo na dve fazi. To sta faza REM, obdobje, v katerem prihaja do hitrih premikov oči, in faza NREM, obdobje, za katero je značilno počasno premikanje oči. Meritve možganskih valov so pokazale, da v fazi NREM pride do zmanjšane možganske aktivnosti, in sicer v možganskem deblu, talamusu, bazalnih ganglijih in več področjih prefrontalnega korteksa.

Za REM fazo pa je značilna aktivacija več možganskih regij, ki so odgovorne za procesiranje čustev, denimo amigdale, senčnega režnja in prefrontalnega korteksa. Amigdala je skupaj z možganskim deblom močno vpletena v srčno-žilno regulacijo med spanjem, kar naj bi odražalo nadzor avtonomnega živčevja nad močnimi čustvenimi odzivi, še posebej strahom in tesnobo.  Pomembnost določenih možganskih struktur je poudarila tudi nevrologinja Leja Dolenc Grošelj:

Izjava

Po drugi strani pa so v raziskavah v REM fazi opazili močno deaktivacijo nekaterih struktur, ki so odgovorne za pozornost in izvršilne funkcije. Zmanjšana aktivnost v teh delih možganov je najverjetneje odgovorna za več karakteristik, značilnih za doživljanje sanj. Gre za pomanjkanje orientacije, iracionalno vedenje, zmanjšano pozornost in primanjkovanje delovnega spomina med samim sanjanjem.

Med spanjem prihaja tudi do aktivacije možganske mreže, ki je odgovorna za nagrajevanje. Ta služi razvoju in nadziranju adaptivnega vedenja pri vseh sesalcih, kar seveda vključuje tudi človeka. Dopaminski sistem nagrajevanja ustreznega vedenja služi učinkoviti vedenjski prilagoditvi in učenju. Najpomembnejši možganski strukturi za ustrezno delovanje tega sistema sta ventralno tegmentalno področje in nukleus akumbens. Predvidevajo, da prav aktivacija teh možganskih področij med spanjem doprinese k procesiranju spominov z visoko čustveno ali motivacijsko pomembnostjo. Sedaj je čas za kratek glasbeni premor, zatem pa bomo govorili o ritmu spanja in budnosti.

Vmesni komad: Ozzy - Dreamer

Pozdravljeni zopet v oddaji Frequenza della Scienza, kjer danes govorimo o pomenu spanja in sanj. Čeprav naj bi bile sanje rezervirane samo za nočne ure, lahko določene, večinoma prepovedane, substance uporabnika ravno tako popeljejo v različne sfere nezavednega. Doktor Marko Vrbnjak je predstavil dve takšni snovi, ki sta poleg halucinogenega učinka izkazali potencial za zdravljenje težke oblike depresije. To sta psilocibin iz skupine psihedelikov in anestetik ketamin. Vendar pa razvoj zdravil za zdravljenje depresivnih in drugih psihiatričnih motenj še vedno predstavlja velik izziv.

V preteklosti so do odkritja pomembne skupine antidepresivov prišli čisto po naključju. Zdravniki so namreč opazili znatno izboljšanje razpoloženja pri bolnikih, ki so se zdravili za tuberkulozo z izoniazidom. Tako so v petdesetih letih prejšnjega stoletja iz izoniazida razvili imipramin, prvi triciklični antidepresiv.

Psihedeliki so znotraj različnih kultur, ki so jih tradicionalno uporabljale v iniciacijskih obredih, že dobro poznani. Nekateri Zemljani so jih bolje spoznali v času hipi revolucije, ko so posamezni raziskovalci začeli bolj sistematično poročati o raznovrstnih učinkih psihedelikov. Ugotovili so, da psilocibin iz norih gobic, meskalin iz pejotla, LSD ter ostali psihedeliki delujejo tako, da oponašajo živčni prenašalec serotonin in zato povzročajo halucinacije ter druge nenavadne izkušnje.

Depresivni bolniki imajo ponavadi premalo serotonina, zato prejemajo zdravila, ki na različne načine povečajo njegove učinke. Poseben izziv za psihiatre predstavljajo pacienti, ki imajo terapevtsko rezistentno obliko depresije, kar pomeni, da jim običajni antidepresivi ne pomagajo. In teh ni malo: kar 20 do 30 odstotkov bolnikov namreč ni deležnih ustreznega zdravljenja. Psihiater, doktor Marko Vrbnjak, razloži, kako so se takšni bolniki odzvali na terapijo s psilocibinom:

Izjava

S sodobnimi raziskovalnimi metodami in napravami, ki merijo možgansko aktivnost, so torej ugotovili, da se bolniki s terapevtsko rezistentno obliko depresije presenetljivo dobro odzivajo na psilocibin. Učinek je bil sorazmeren z odmerkom psilocibina, ki je znatno povečal možgansko aktivnost v stanju mirovanja, ki ga z angleškim izrazom poimenujemo default-mode network. V možganih so se vzpostavile nove povezave med nevroni, hkrati pa se je zmanjšala prekrvavljenost amigdale, ki uravnava čustvene odzive in je vpletena v negativno čustvovanje pri depresiji.

Če so raziskave antidepresivnega učinka psilocibina še v povojih, pa je lekarniškim policam veliko bližje ketamin. Gre za prepovedano substanco, ki se uporablja le v urgentni medicini za uvajanje in vzdrževanje anestezije ter za blaženje kroničnih bolečin. Učinkovina, ki naj bi zavirala delovanje živčnega prenašalca glutamata, se je v kliničnih študijah že v zelo majhnih odmerkih izkazala pri zdravljenju terapevtsko rezistentne depresije. Ketamin bo v relativno kratkem času na voljo v obliki nosnega pršila. Več o tej snovi pove doktor Marko Vrbnjak:

Izjava

Vseeno pa je tudi pri nadvse spodbudnih rezultatih študij treba ohraniti raziskovalni agnosticizem, saj ne gre zanemariti možnosti različnih zlorab in drugih nevarnosti. Psihedeliki denimo veljajo za relativno varne substance z majhno možnostjo predoziranja. Vendar pa bi bilo zaradi halucinogenih učinkov, njihovih dolgoročnih posledic in možnosti samopoškodovanja treba tovrstno zdravljenje izvajati v varnem bolnišničnem okolju. Ravno tako je njihova uporaba škodljiva pri shizofreniji, bipolarni motnji in osebnostnih motnjah. Psihiater Vrbnjak posebej opozarja, da ne psilocibin ne ketamin nista primerna za bolnike, ki so nagnjeni k psihozam:

Izjava

Uporaba psihoaktivnih substanc nam lahko v stanju budnosti odpre vrata v nezaveden, sanjski svet. Nasprotno izkušnjo pa predstavljajo lucidne sanje. Gre za vrsto sanj, za katero ne veljajo klasične zakonitosti pasivnega spremljanja zgodbe, ki se odvija v naših možganih, ko spimo. Kot že sama beseda lucidnost pove, so to jasne oziroma bistre sanje. Jasnost se tu kaže kot zavedanje. To lahko predstavlja hipno spoznanje, da smo se znašli v sanjah ali pa zavestno nadziranje in spreminjanje le-teh.

Lucidne sanje so nekakšen most med budnostjo in sanjanjem. V najskrajnejši obliki si jih najlažje predstavljamo kot nekakšno virtualno realnost, ki se brez pomoči tehnologije odvija v naših možganih. Ta zanimivi fenomen stanja zavesti je pridobil pozornost znanosti šele v zadnjih nekaj desetletjih. Za kratko razlago prisluhnimo psihologinji Maji Gostič:

Izjava

Znanstveni dokaz za obstoj lucidnih sanj ter razvoj metodologije za zaznavanje začetka lucidnega stanja znotraj sanj sta omogočila objektivnejše raziskave lucidnih sanj. Te v povezavi s spremljanjem možganske aktivnosti odstirajo pogled na razlike in podobnosti med lucidno in navadno obliko sanj. O ugotovitvah aktualnih raziskav govori Maja Gostič:

Izjava

Na tem mestu je treba omeniti probleme, s katerimi se srečujejo raziskovalke in raziskovalci, ki se ukvarjajo tako s fenomenom lucidnih sanj kot tudi s sanjami na splošno. Prisluhnimo Maji Gostič:

Izjava

Kljub temu, da lucidne sanje predstavljajo težavno raziskovalno področje, nam lahko marsikaj povedo o delovanju možganov in naši zavesti. Kaj nam poleg že omenjene naravne virtualne resničnosti še lahko omogočajo, je razložila Maja Gostič:

Izjava

Sedaj ko smo spoznali širši pomen lucidnih sanj, je čas za glasbeni premor, po katerem se bomo posvetili biotehnološkim pristopom raziskovanja in zdravljenja nevroloških bolezni ter ritmu budnosti in spanja.

Vmesni komad: Indexi - Sanjam

Pozdravljeni zopet v oddaji Frequenza della Scienza. Danes poročamo o dogajanju na Tednu možganov, zato govorimo o sanjah in pomenu spanja. Ko govorimo o nevroznanosti in novih odkritjih na tem področju, ne moremo mimo tehnologije CRISPR, o kateri smo v okviru Znanstvene redakcije Radia Študent že poročali. Znanost je CRISPR oziroma imunski sistem bakterij, ki se z njim branijo pred vdorom virusne DNA, izkoristila za popravljanje in prilagajanje človeškega genoma.

CRISPR-Cas9 predstavlja RNA nukleotidno zaporedje, ki prepozna določeno DNA zaporedje znotraj genoma, temu pa je pridružen bakterijski encim nukleaza, ki na tem mestu reže DNA. Prvotno je bila tehnologija CRISPR produkt bazičnih znanstvenih raziskav, sedaj pa se aplicira na številna področja, ki vključujejo tudi raziskovanje in zdravljenje genetskih bolezni. Kako to tehnologijo izkoriščajo za zdravljenje nevroloških obolenj, pojasni biotehnolog Aleš Berlec:

Izjava

Opisana tehnologija torej omogoča številne manipulacije s človeškim genomom – od popravljanja DNA in vstavljanja novih genov do nadzora epigenetskih sprememb DNA. Poleg znatne pospešitve raziskav z uporabo knock-out miši z izbitim preučevanim genom lahko na tem mestu izpostavimo tudi človeške inducirane pluripotentne matične celice. Matične celice, ki jih v laboratoriju pridobijo iz kožnih celic fibroblastov, namreč omogočajo preučevanje različnih, tudi nevroloških bolezni ter razvoj novih zdravil. V prihodnosti pa bodo tovrstne matične celice lahko omogočale pridobivanje katerekoli vrste celic, ki so lastne točno določeni osebi.

Ena glavnih omejitev tehnologije CRISPR je delovanje mimo tarče, saj obstaja relativno velika verjetnost, da isto nukleotidno zaporedje obstaja tudi nekje drugje znotraj istega genoma. Ker potencialno zdravilo vsebuje velik bakterijski protein, je težavna tudi sama dostava zdravila, ki lahko posledično zaradi velike imunogenosti pri bolniku povzroči nevaren imunski odziv.

Tehnologija CRISPR veliko obeta pri zdravljenju številnih bolezni, od možganskega tumorja glioblastoma do shizofrenije in degenerativnih nevroloških bolezni, kot je Alzheimerjeva bolezen. Posebej velik potencial kaže za zdravljenje bolezni množenja trinukleotidnih ponovitev, ki bi jih ob pravočasnem genskem zdravljenju lahko preprečili. Tudi kasneje, po postavitvi diagnoze, bi lahko vsaj zaustavili napredovanje bolezni. Mednje prištevamo številne, zaenkrat neozdravljive, bolezni živčevja, kot so Huntingtonova bolezen, Duchennova mišična distrofija in ALS. Kako bi s tehnologijo CRISPR lahko zdravili amiotrofično lateralno sklerozo ali s kratico ALS, za katero je v mladosti zbolel tudi fizik Stephen Hawking, razloži doktor Berlec:

Izjava

Zdi se, da bodo nove tehnologije uresničile sanje tako nevrologom kot njihovim bolnikom. Toda ne smemo pozabiti, da sanj sploh ne bi bilo brez cirkadianih ritmov, s katerimi je v 24-urnem vzorcu uravnano delovanje vseh organov in sproščanje hormonov. Odkritje cirkadianih mehanizmov je bilo tako pomembno za razumevanje številnih procesov, da si je lani prislužilo nobelovo nagrado. Organ, ki nadzira vse cirkadiane ritme, se nahaja globoko v možganih in ga imenujemo češarika ali epifiza. Ta v odvisnosti od količine svetlobe, ki ji je organizem izpostavljen, izloča hormon melatonin, ki nas zaziblje v spanje.

Vrh izločanja melatonina je običajno med 2. in 4. uro zjutraj, ko je tudi telesna temperatura najnižja. Da se cirkadiani ritem budnosti in spanja začne vzpostavljati že zelo zgodaj, razloži somnologinja, doktorica Barbara Gnidovec Stražišar:

Izjava

Kot smo slišali, se že zelo zgodaj individualno razporedimo med ljubitelje rane zlate ure ali “škrjance” in ponočevalce ali “sove”. Količina spanja, ki jo potrebuje dojenček, hitro upada in do prvega leta večina otrok doseže stopnjo, na kateri jim zadostuje le en popoldanski počitek. Nekateri imajo potrebo po njem vse do vstopa v osnovno šolo. S starostjo potreba po spanju upada, najnižja pa je navadno pri starostnikih.

Tudi otroci se soočajo z različnimi težavami s spanjem. Zanje je značilno, da imajo večji delež globokega, ne-REM spanca, med katerim se dogaja veliko pomembnih procesov, med drugim tudi rast. Ena izmed težav, ki starše prestraši bolj kot denimo hoja v spanju, so nočni strahovi. Ti so posledica prebujanja otroka v globokem spanju, kar se običajno zgodi v prvi tretjini noči. Za razliko od običajne nočne more si otrok ne želi pomiritve, dogodka pa se zjutraj ne spomni. Otroka, ki doživi nočni strah, opiše somnologinja Gnidovec Stražišar:

Izjava

Če je otrok zelo utrujen in pogosto čuti potrebo po popoldanskih počitkih, to lahko kaže tudi na prisotnost motnje hiperaktivnosti ali pa nakazuje na slabo kvaliteto spanja. Ta je lahko posledica nočnih apnej, med katerimi otrok za kratek čas preneha dihati. To se pogosto dogaja zaradi anatomskih posebnosti - povečanih mandljev in žrelnice.

Otroci, ki so slepi ali so utrpeli možganske poškodbe ter avtisti potrebujejo zdravljenje z melatoninom, ki jim pomaga vzpostaviti primeren cirkadiani ritem budnosti in spanja. Sindrom nemirnih nog je še eno stanje, ki otroku otežuje uspavanje. Takšen otrok se mora zdraviti z ustreznimi zdravili, vendar za tem stanjem včasih stojijo tudi drugi vzroki, kot je na primer pomanjkanje železa. Dokaj pogosta, a prehodna motnja spanja pri majhnih otrocih je tudi nočno močenje postelje.

Prav posebna skupina so najstniki, ki ne hodijo pozno spat samo zaradi pubertetniške neposlušnosti in lastnih preferenc, ampak tudi zaradi povsem fizioloških vzrokov, na katere nimajo vpliva. Mladostniki namreč zaradi hormonskih sprememb zakasnijo čas porasta melatonina za približno dve uri, zato dejansko postanejo zaspani pozneje. Ker pa optimalno potrebujejo med 8 in 10 ur spanja, te zahteve le stežka dosežejo zaradi toge organizacije šolskega sistema, ki ni prilagojen potrebam najstnikov. Več o težavah s spanjem, s katerimi se soočajo mladostniki, pove doktorica Gnidovec Stražišar:

Izjava

Današnja oddaja, v kateri smo povzeli dogajanje na letošnjem Tednu možganov, ki je bil posvečen sanjskemu svetu, se počasi bliža koncu. Slišali smo obilico tehtnih razlogov, zakaj je pomembno, da poskrbimo za kvaliteten spanec. Ne samo, da smo najbolj učinkoviti in uravnovešeni le takrat, ko smo naspani – veliko raziskav tudi potrjuje, da je prav zaspanost tista, ki vse prepogosto zakrivi prometno nesrečo.

Vsak posameznik ima svoje spalne ritme, vzorce in navade, zato bi bilo najbolj optimalno, da vsak spi na svoji postelji, v spalnici pa naj ne bi bilo svetlobnih, elektronskih in drugih motečih dejavnikov. To velja tudi za otroke. Zamujen spanec – najsi bo zaradi izpita, jet lag-a ali zabave, ki se je zavlekla vse do zgodnjih jutranjih ur – je treba brez slabe vesti čim prej nadoknaditi. Zadostna količina spanca predvsem zaradi pomembnih procesov vzpostavljanja novih povezav med nevroni in utrjevanja spomina namreč ne bi smela biti luksuz, ampak prioriteta. Ali kot je zaključila doktorica Barbara Gnidovec Stražišar – ne na sanjah, na spanju svet stoji!

Izjava

Z vami smo sanjarili Andrea, Gregor in Marko.

Urednikoval je Arne.

Brala sta Benjamin in Lovrenc.

Tehniciral je Bajc.