UYKU İĞCİKLERİ
Uyku iğcikleri, talamik retiküler çekirdek (TRN) ve diğer talamik çekirdeklerin ~ 11 ila 16 Hz (genellikle 12-14 Hz) frekans aralığında, NREM2 uykusu sırasında bir süre etkileşimi ile üretilen nöral salınım aktivitesi patlamalarıdır (0,5 saniye veya daha uzun (genellikle 0,5-1,5 saniye). TRN'de oluşturulduktan sonra, iğikler hem GABAerjik hem de NMDA-reseptör aracılı glutamaterjik nörotransmisyon tarafından düzenlenen talamo-talamik ve talamo-kortikal geri bildirim döngüleri tarafından sürdürülür ve kortekse iletilir. Test edilen tüm memeli türlerinde ve in vitro hücrelerde uyku iğcikleri bulunmuştur.
Araştırmalar, iğciklerin (bazen "sigma bantları" veya "sigma dalgaları" olarak da adlandırılır) hem duyusal işlemede hem de uzun vadeli bellek konsolidasyonunda önemli bir rol oynadığını desteklemektedir. Yakın zamana kadar, her bir uyku mili salınımının neokorteks boyunca aynı anda zirve yaptığına inanılıyordu. Salınımların neokorteks etrafında dairesel desenler halinde neokorteks boyunca süpürdüğü, bir alanda zirveye çıktığı ve ardından birkaç milisaniye sonra bitişik bir alanda olduğu belirlendi. Bu iğ organizasyonunun, nöronların korteksler arasında iletişim kurmasına izin verdiği öne sürüldü. Dalgaların hareket ettiği zaman ölçeği, nöronların birbirleriyle iletişim kurması için gereken hızın aynısıdır.
Fonksiyon
Uyku iğciklerinin işlevi net olmasa da, yeniden birleştirme süreci aracılığıyla bir gecede dekleratif belleğin konsolidasyonuna aktif olarak katıldıklarına inanılmaktadır. İğcik yoğunluğunun, dekleratif bellek görevlerinin kapsamlı bir şekilde öğrenilmesinden sonra arttığı ve 2. aşama iğcik aktivitesindeki artış derecesinin bellek performansı ile ilişkili olduğu gösterilmiştir.
Diğer işlevlerin yanı sıra, iğler somatosensoriyel gelişimi, talamokortikal duyusal geçitlemeyi, sinaptik plastisiteyi ve çevrimdışı bellek konsolidasyonunu kolaylaştırır. Uyku iğcikleri, beyin ile dış çevresi arasındaki etkileşimleri yakından düzenler; uyku sırasında duyusal uyaranlara cevabı esasen hafifletirler. Son araştırmalar, iğciklerin işitsel bilginin kortekse iletimini bozduğunu ortaya çıkarmıştır; iğcikler, beyni uyku sırasındaki dış rahatsızlıklardan izole eder. Başka bir çalışma, uyku sırasında koku alma ipuçlarına yeniden maruz kalmanın, daha sonra hatırlama performansını artıran uzun süreli bellek konsolidasyonunun önemli bir parçası olan yeniden aktivasyonu başlattığını bulmuştur. Talamusta üretilen iğciklerin, rahatsız edici dış seslerin varlığında uyumaya yardımcı olduğu gösterilmiştir. Talamustaki beyin dalga aktivitesi miktarı ile uyuyan kişinin huzuru sürdürme yeteneği arasında bir ilişki bulunmuştur. İğcikler hem duyusal işlemede hem de uzun süreli bellek konsolidasyonunda önemli bir rol oynar çünkü bunlar TRN'de üretilir.
Uyku sırasında, bu iğcikler beyinde kas seğirmesinin hemen ardından bir aktivite patlaması olarak görülür. Araştırmacılar, beynin, özellikle de gençlerde, uykuda hangi kasların hangi kasları kontrol ettiğini öğrendiğini düşünüyor.
İğcik aktivitesinin ayrıca yeni bilgilerin mevcut bilgiye entegrasyonu ve aynı zamanda yönlendirilmiş hatırlama ve unutma (hızlı uyku iğcikleri) ile ilişkili olduğu bulunmuştur.
- NREM uykusu sırasında, şizofreni hastalarının ürettiği beyin dalgaları, normal olan yavaş ve hızlı iğ modelinden yoksundur.
- Uyku iğciklerinin kaybı da bir prion hastalığı olan atal familyal insomninin bir özelliğidir.
- Epilepsi ve otizm gibi bozukluklarda iğ yoğunluğunda değişiklikler görülmektedir.
Cinsiyet farklılıkları
Uyku iğcikleri, dekleratif bellek konsolidasyonunda çok önemli bir rol oynar, ancak çoğu çalışmaya göre hem cinsiyet hem de menstruasyonun uykuyu ve çevrimiçi öğrenme dönemlerini etkilese de, cinsiyet için kontrol etmeyi ihmal eder. Çalışmalar, dekleratif bellek süreci sırasında uyku iğciklerinin etkisinin kadınlarda düzenleyici adet döngüsünden etkilenebileceğini göstermiştir. Bu bulgular, östrojenin dalgalanan östrojen seviyelerine bağlı olarak kadınların hafıza performansı üzerinde önerilen bir ağda ve zayıflama etkisine katkıda bulundu ve bu, adet sırasında hafıza performansında bir düşüşü potansiyel olarak öngörebilir. Bu çalışmaların yeniliği nedeniyle, azalıp artan etkisi önceki çalışmalarda gözden kaçmıştır.
Kadınlar, erkeklerden dakikada 0.16 kat daha fazla uyku iğciğine sahip olma eğilimindedir (yani, bir saat içinde kabaca 9 –10 kat daha fazla). Epizodik, duygusal ve uzamsal hatıraların yanı sıra kokuların, yüzlerin ve resimlerin tanınmasında kadınlar daha avantajlı bulunmuştur. Bu farklılıkların hormonal etkiye, özellikle de östrojene bağlı olduğuna inanılmaktadır. Dişi cinsiyet hormonu östrojen öncelikle cinsel olgunlaşmayı ve üremeyi etkiler, ancak aynı zamanda biliş ve hafıza dahil diğer beyin işlevlerini kolaylaştırdığı da bulunmuştur. Kadınların erkeklerden daha yüksek puan aldığı verbal görevlerde, kadınların menstrüel faza göre daha yüksek östrojen seviyelerine sahip olduğu orta luteal fazda kadınlar daha yüksek puan aldı. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, bilişsel devrelerdeki yerel beyin östrojen üretiminin, anıların edinilmesi ve pekiştirilmesi için önemli olabileceğini buldu. Östrojen ve çevrimdışı bellek konsolidasyonu süreci arasındaki ilişkiyle ilgili son deneyler de uyku iğciklerine odaklandı. Genzel ve meslektaşları, dekleratif ve motor performans üzerinde menstruel etkinin olduğunu belirlediler. Bu orta luteal fazdaki (yüksek östrojen) kadınların diğer kadın katılımcılardan daha yüksek performans gösterdiği anlamına gelmekte. Luteal fazdaki kadınlar, öğrendikten sonra iğlerde bir artış yaşayan tek katılımcılardı, bu da menstruel döngünün etkisine iğcikler ve dişilik hormonlarının aracılık edebileceği sonucuna götürdü.
KAYNAKLAR
Berry RB, Wagner MH (2015). Sleep Medicine Pearls. Elsevier. pp. 10–14. ISBN 978-1-4557-7051-9.
Purcell SM, Manoach DS, Demanuele C, Cade BE, Mariani S, Cox R, et al. (June 2017). "Characterizing sleep spindles in 11,630 individuals from the National Sleep Research Resource". Nature Communications. 8 (1): 15930.