Vi kjenner alle på følelsen. Det er din første natt på et hotell etter en lang dag på reise. Du glir under hvite hvite laken, kollapser på en sky av puter. Likevel, til tross for nær utmattelse, kaster du og vender, og klarer ikke å nikke av.
Denne tendensen til å sove dårlig den første natten i en ny setting, kjent som "den første natten effekten", er godt dokumentert, men årsakene har forblitt uklare.
Dette fenomenet kan imidlertid være en evolusjonær fordel i forkledning, antyder en ny studie i Current Biology . Grogginessen kan skje fordi den ene siden av hjernen glemmer søvn for å fungere som en "nattevakt" som er i stand til å varsle oss om potensielle farer, viser et team fra Brown University.
“Når et individ kommer inn på et laboratorium den første natten [for en søvnstudie], tar det dem lengre tid å sovne, de våkner mange ganger midt i søvnøkten, og varigheten av dyp søvn er kortere enn vanlig, Sier studiens hovedforfatter, Masako Tamaki. "Vanligvis kaster forskere bare dataene fordi kvaliteten er så lav, men vi var nysgjerrige på hva som skjer i den sovende hjernen den første natten."
Under søvn reiser en persons hjerne gjennom en serie stadier, som hver har en distinkt elektrisk signatur og er assosiert med en annen søvndybde. Tamaki og teamet hennes fokuserte på den dypeste formen for søvn, kalt slow wave sleep, og det er da vi er mest sårbare. De startet med å invitere en gruppe personer til å sove på laboratoriet to netter på rad. Hver deltaker ble koblet til flere instrumenter som målte aktivitetsnivåer i fire nettverk innenfor hver hjernehalvdel.
Den første natten var mengden av langsom bølgeaktivitet i venstre hjernehalvdel av svillers hjerner betydelig lavere enn på høyre hjernehalvdel. Men den andre natten var de to halvkulene like, som vi har sett i tidligere hjernestudier. Disse forskjellene i dyp søvn mellom de to halvkule var mest dyptgripende i hjernens standard modus nettverk, flere regioner som er assosiert med dagdrømming og andre interne tanker som oppstår mens de er våkne.
Basert på disse funnene, var Tamaki og hennes kolleger nysgjerrige på om den lettere søvnen i individets venstre hjerne ville gjøre dem i stand til å overvåke omgivelsene sine for potensielle farer, i likhet med det som er dokumentert i dyreforsøk. Forskerne utsatte en ny gruppe sovende forsøkspersoner for sjeldne høye lyder blandet med vanlige "piper" presentert hvert sekund under langsom bølgesøvn. Lydmønstrene ble spilt separat til både høyre og venstre øre, som hver videresender signaler til motsatt hjernehalvdel.
I løpet av den første natten med søvnforstyrrelse viste venstre hjernehalvdel større aktivitet som respons på lydene enn høyre. Disse forskjellene skjedde bare som svar på de uregelmessige lydene, som var designet for å simulere noe uvanlig og muligens farlig. Nok en gang forsvant denne halvkule ubalansen den andre natten.
Men fikk disse nevrale forskjellene faktisk folk til å våkne opp og reagere raskere? For å teste dette ble en tredje gruppe utsatt for normale og unormale toner mens de sov. Deltakerne ble bedt om å trykke på fingeren når de hørte en lyd. Den første natten resulterte rare lyder som ble presentert for høyre øre, som blir behandlet i hjerneens venstre hjernehalvdel, medført flere oppvåkninger og raskere reaksjonstid enn de som ble spilt mot venstre øre. En påfølgende analyse viste at disse reaksjonstidene var korrelert med mengden av langsom bølgeaktivitet asymmetri i hjernen. Og som med hvert av de foregående eksperimentene, forsvant effektene den andre kvelden.
"På et eller annet nivå fortsetter hjernen å analysere ting, selv om du ikke er klar over analysen, " sier Jerome Siegel, direktør for Center for Sleep Research ved University of California, Los Angeles. "Hvis det skjer noe uvanlig - hvis en dør åpnes eller du hører en nøkkel i en lås - kan du varsle om det, til og med trodde at intensiteten til stimulusen er ganske lav."
Forskere har dokumentert slik asymmetri i hjerneaktivitet under søvn hos fugler, pelssel, delfiner og hvalhval, bemerker Siegel. I delfiner, for eksempel, forblir minst en hjernehalvdel hele tiden våken og årvåken, slik at den andre halvparten trygt kan komme ned i dyp søvn. "Fenomenet er mye mer subtilt hos mennesker, men det er rimelig å forvente at det vil eksistere til en viss grad, " sier han.
"Selv om hjernen vår er veldig forskjellig fra sjøpattedyr og fugler, trenger vi alle noen teknikker for å beskytte oss selv under dyp søvn, " legger Tamaki til. Det kan være slik at "hjernen vår utviklet seg slik at vi bare trenger en liten del av hjernen for å fungere som nattevakt."
Tamaki og hennes kolleger antyder at venstre hjernehalvdel kan være ansvarlig for vakthold fordi forbindelsene mellom standardmodusnettverket og andre hjerneområder er relativt sterkere på venstre side. Dette kan muliggjøre en raskere respons på potensielle trusler.
Det er også mulig at nattevaktansvaret kan skifte utover natten. "Vi analyserte bare den første søvnsyklusen, men det er fire eller fem søvnsykluser på en natt, " sier Tamaki. "Så den årvåken halvkule kan endres over tid."
Tamaki og teamet hennes håper å undersøke denne muligheten i fremtidige studier, så vel som påvirkningen av den første natteffekten på læring og hukommelse. Funnene kan også gi en bedre forståelse av kroniske søvnforhold som søvnløshet. Insomniacs pleier å sove bedre på et nytt sted, bemerker Tamaki.
Det er måter vi kan være i stand til å tone ned barken til den nevrale vakthunden vår, for eksempel å bære noe som får oss til å føle oss komfortable og hjemme, men den beste forebyggende strategien kan ganske enkelt være å planlegge fremover, sier Tamaki. "Hvis du har en viktig begivenhet, er det bedre å ikke ankomme dagen før, slik at du ikke trenger å lide av den første natten effekten."
