بدن و مغز انسان برای سلامت به هشت ساعت خواب در طول شبانه روز نیاز دارد. کم‌خوابی یا نخوابیدن به اندازه کافی، اثرات منفی برای انسان بدنبال دارد.
دکتر جی. آلن هازبون (J. Allan Hosbon) محقق دانشگاه هاروارد یکبار به شوخی گفت:
تنها کارکرد شناخته شده خواب درمان و رفع خواب آلودگی است.
قطعا این جمله یک شوخی بیش نبوده و عملا حقیقت ندارد. اما اینکه چرا حدود یک‌سوم زندگی بشر به خوابیدن می‌گذرد و چه اتفاقی در زمان خوابیدن در مغز انسان می‌افتد از جمله سوالات بدون پاسخی‌اند که هنوز در هاله‌ای از ابهام قرار دارند. اینکه چرا خوابیدن بعنوان یک استراتژی تکاملی ظهور کرده، خود راز بزرگی است. تصویری که پژوهش‌ها درباره خوابیدن می‌دهند این است که خواب یک پدیده تجملاتی و لوکس نیست بلکه لازمه سلامت جسمی و روانی بشر است. البته در سالهای اخیر کارکردهای پیچیده و متنوع این پدیده بتدریج کشف شده‌اند.
آنچه در این مقاله می‌خوانید:
بدن ما چند ساعت به خواب نیاز دارد؟
حین خواب چه اتفاقی در مغز انسان می‌افتد؟
مغز هنگام خوابیدن همچنان فعال است و دو نوع خواب اصلی ایجاد می‌کند: خواب موج کوتاه یا همان خواب عمیق (که به اختصار SWS نامیده می‌شود) و خواب حرکات سریع چشم (خواب‌دیدن) یا REM.
حدود 80 درصد خواب انسان از نوع عمیق است که مشخصه آن امواج مغزی کوتاه، شل‌شدن عضلات و تنفس عمیق هستند. شواهد زیادی وجود دارند که خوابیدن عمیق از اهمیت بالایی برای تقویت خاطرات برخوردار است و تجارب جدید و تازه را به حافظه بلند مدت انتقال می‌دهد. البته این امر بصورت تصادفی رخ نمی‌دهد، پیشامدها و تجربه‌های کم اهمیت‌تر روز قبل نیز پاک می‌شوند. تحقیقی که سال پیش منتشر شد نشان می‌دهد که اتصالات بین نورون‌ها که سیناپس نام داشته در طول خواب منقبض می‌شوند، در نتیجه ضعیف‌ترین پیوندها حذف می‌گردند که همان تجارب کم اهمیتی‌اند که فراموش می‌شوند.
20 درصد دیگر خواب انسان به خواب دیدن می گذرد. طول خواب‌ها و رویاهای انسان از چند ثانیه تا نزدیک به یک ساعت متغیر است. خواب‌هایی که در نیمه‌های شب دیده می‌شوند طولانی‌ترند و با سرعت بیشتری یا بلافاصله فراموش می‌شوند. در طول خوابیدن REM یا خوابیدن حرکات سریع چشم مغز کاملا فعال است درحالیکه عضلات بدن از کار افتاده‌اند و ضربان قلب افزایش می‌یابد، تنفس نیز نامنظم می‌شود. تصور براین است که خواب‌دیدن نیز روی یادگیری و حافظه تاثیر داشته باشد؛ بعد از تجربه‌های جدید بیشتر خواب می‌بینیم. البته نقش و تاثیر آن حیاتی و شاخص نیست: پزشکان دریافته‌اند که مرد 33 سالهای که بخاطر آسیب بخش ساقه مغز در اثر گلوله کم خواب می‌دید یا اصلا خواب نمی‌دید حافظه کاملا سالمی داشت.
میزان خواب کافی چقدر است؟
اغلب هشت ساعت خوابیدن را کافی می‌دانند اما بهترین زمان در افراد مختلف و در سنین مختلف فرق می‌کند. 18 کارشناس و متخصص بنیاد ملی خواب ایالات متحده در تحقیق جامعی با بررسی 320 پژوهش و مقاله درباره زمان کافی خوابیدن به این نتیجه رسیدند که میزان خواب مطلوب بین هفت تا نه ساعت برای بزرگسالان و 8 تا 10 ساعت برای نوجوانان است. بچه‌های کوچکتر به خواب طولانی‌تری نیاز دارند و نوزادان باید روزانه تا 17 ساعت بخوابند (که تقریبا همیشه با چرخه خواب والدین هماهنگ نیست).
البته کارشناسان کیفیت خواب یا میزان خواب عمیق در مقابل خواب حرکات سریع چشم (خواب دیدن) را در این پژوهش بررسی نکردند. کم‌خوابیدن در برخی افراد مشکلی ایجاد نمی‌کند چرا که کیفیت خواب خوبی دارند، اما شواهد حاکی از این است که کمتر از هفت ساعت خوابیدن تاثیرات منفی بر سلامتی انسان باقی می‌گذارد. محققان همچنین بیش از حد خوابیدن را نیز برای سلامتی مضر می‌دانند اما بنظر می‌رسد که تعداد معدودی از افراد دچار مشکل زیاد خوابیدن باشند. میانگین زمان خواب در انگلستان 6.8 ساعت است.
کارهای شیفتی: آیا زمان خوابیدن اهمیت دارد؟
در دهه 1930 دانشمند آمریکایی بنام ناتانئیل کلیتمان (Nathaniel Kleitman) 32 روز را در عمق 42 متری زیر زمین در غار ماموت (Mammoth) در کنتاکی گذراند. هدف پژوهش وی بررسی ساعت بیولوژیک بدن بود. وی در قرنطینه مطلق بدون هیچ نشانه‌ای از روز و شب، یک روز 28 ساعته را انتخاب کرد. علیرغم پیروی از برنامه زمانی وعده‌های غذایی که درون سطلی از طریق میله برایش می‌فرستادند و زمان خوابیدن، کلیتمان نتوانست خود را وفق دهد؛ فقط زمانی احساس بیداری می‌کرد که «روز» تعیین شده برای او تقریبا با روز در دنیای واقعی همزمان بود.
دمای بدن وی نیز همچنان از یک چرخه تقریبا 24 ساعته پیروی می‌کرد. بسیاری از کارکنان شیفتی بخصوص آن‌هایی که شیفت کاری نامنظم دارند با چنین مشکلاتی مواجهند. طی سالهای اخیر این مسئله جدی‌تر گرفته شده و تیم‌های ورزشی حرفه‌ای درباره برنامه زمانی آموزش و سفر خارجی مشاوره می‌گیرند. نیروی دریایی آمریکا نظام کاری شیفتی خود را تغییر داده تا بجای سیستم 18 ساعت در روز که در سیستم قدیمی بریتانیا استفاده می‌شد با ساعت 24 ساعته هماهنگ باشد.
اما چرا عاشق این چرخه 24 ساعته هستیم؟
حیات و زندگی بشر طی میلیون‌ها سال تکامل، عمیقا با چرخه روز-شب همگام و هماهنگ شده است؛ چرا که سیاره زمین دور خودش می‌چرخد. این ریتم شبانه‌روزی تقریبا در تک‌تک زوایای زندگی انسان مشهود است و بقدری در سیستم بیولوژیک انسان حک شده که حتی در صورت نبود هرگونه نشانه بیرونی، بدن انسان همین روند را ادامه می‌دهد. گیاهانی که در یک گنجه تاریک در دمای ثابت نگهداری می‌شوند حتی بدون دیدن خورشید فقط با حس کردن آن، برگ‌هایشان را باز و بسته می‌کنند.
دانشمندان در دهه 1970 سیستم حیاتی برای این ساعت زمانی مولکولی داخلی بدن پیدا کردند. دانشمندان در آزمایش‌هایی که روی کرم‌های میوه انجام دادند، ژنی را یافتند که بعدها «سیکل» (period) نامیده شد که فعالیتش براساس یک چرخه 24 ساعته اوج و فرود می‌گرفت. این محققان که دونفر از آنها برنده جایزه نوبل سال پیش شدند در آزمایش‌های بعدی نشان دادند که ژن سیکل با انتشار پروتئینی کار می‌کند که در طول شب درون سلول‌ها تشکیل می‌شود و در روز تجزیه می‌گردد.
بعدها مشخص شد که این ژن در بدن انسان در ناحیه کوچکی از مغز بنام هسته سوپراکیاسماتیک (suprachiasmatic) قرار دارد. این ژن بعنوان مجرا و معبری بین شبکیه چشم و غده صنوبری مغز عمل می‌کند که هورمون خواب بنام ملاتونین را منتشر می‌کند؛ درنتیجه وقتی تاریک می‌شود احساس خواب‌آلودگی می‌کنیم.
ساعت هسته سوپراکیاسماتیک مسئول اصلی زمان در بدن بشمار می‌آید، اما محققان در گذشته دریافته‌اند که ژن‌های ساعت تقریبا در تمام سلولهای بدن فعال هستند و فعالیت تقریبا نیمی از ژن‌های بدن تحت کنترل شبانه روزی 24 ساعته قرار دارند.
سلولهای خون، کبد، کلیه و شش‌ها در ظرف مخصوص کشت، تقریبا همگی براساس یک چرخه 24 ساعت فراز و فرود دارند و درواقع همه‌چیز در بدن از ترشح هورمون‌ها گرفته تا آماده‌سازی آنزیم‌های گوارشی در روده، از تغییر فشار خون گرفته تا دمای بدن همگی تحت تاثیر این بوده که هرکدام معمولا و بصورت طبیعی در چه ساعتی از روز مورد نیاز هستند.
آیا در گذشته خواب سالم‌تری داشتیم؟
بدخوابی معضل دنیای مدرن بشمار می‌آید؛ سبک زندگی بدون تحرک که سرها همیشه تا آخرشب و حتی تا نیمه شب در گوشی‌های هوشمند فرو رفته است آفت دنیای حال حاضر بشر است. هرچند بررسی الگوی خواب انسان مدرن امروزی نشان می‌دهد که از الگوی خواب مناسب تنها تصویر عاشقانه‌ای از گذشته بجای مانده است.
پژوهشی که روی مردم هادزا (Hadza) در شمال تانزانیا انجام گرفت به الگوی شب‌بیداری (شب زنده‌داری) و زمان خواب بشدت متفاوت میان مردم آنجا رسید. طی یک دوره سه هفته‌ای تنها 18 دقیقه تمام اعضای 33 قبیله همزمان باهم به خواب رفتند. محققان این پژوهش نتیجه گرفتند که خوابیدن نامنظم مکانیسمی است که از دنیای باستان به یادگار مانده است؛ چرا که در آن زمان برای مقابله با خطرات حملات شبانه معمولا در طول شب بیدار می‌ماندند و نگهبانی می‌دادند. تفاوت اصلی در این بود که اعضای قبیله هیچکدام از پارانویا یا اضطراب ناشی از مشکلات خواب رنج نمی‌بردند؛ معضل رایجی که گریبانگیر کشورهای غربی است.
مشکلات ناشی از کم خوابی
در بدترین و شدیدترین حالت، کم‌خوابی و بیخوابی می‌تواند مهلک و کشنده باشد. موش‌ها در فاصله دو تا سه هفته نخوابیدن می‌میرند. البته این تحقیق روی انسان تکرار نشده است اما حتی یک یا دوروز نخوابیدن باعث می‌شود که حتی افراد سالم هم دچار توهم وعلایم جسمی شوند. توانایی‌های شناختی بشر پس از یک خواب شبانه بی‌کیفیت و نامطلوب بلافاصله تحت تاثیر قرار می‌گیرند. بیخوابی روی حافظه و تمرکز حواس تاثیر می‌گذارد، افراد تکانشی شده و بجای رسیدن به نتیجه بهتر بدنبال لذت آنی هستند. ضمن اینکه ما آدم‌ها وقتی خسته می‌شویم بسیار بد خواهیم بود. تحقیقی در همین رابطه به این نتیجه رسید که افرادی که چند وقتی نخوابیده‌اند احتمالا بیشتر تقلب کرده و دروغ می‌گویند.
سلامت جسمی
در مجموع کم‌خوابی و نخوابی پیامدهای سلامتی بلندمدتی بدنبال دارد. از جمله تاثیرات خواب ناکافی می‌توان به چاقی، دیابت، بیماری‌های قلبی و زوال عقل اشاره کرد. سال پیش محققان 28 پژوهش درباره خواب را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که کارکنان شیفت شب دائم 29 درصد بیشتر احتمال ابتلا به چاقی دارند یا نسبت به کارکنان با شیفت چرخشی اضافه وزن داشتند. یافته‌هایی که براساس بررسی بیش از دو میلیون نفر بدست آمده نشان می‌دهند که شیفت‌های کاری شب احتمال ریسک حمله قلبی یا سکته را تا 41 درصد افزایش می‌دهند.
دلایل مبنی بر وجود این رابطه‌ها پیچیده بوده و به سختی بتوان آنها را از سایر عوامل سبک زندگی جدا کرد. پژوهش‌های مزبور سعی کردند تا مثلا عوامل اجتماعی اقتصادی را جدا کنند اما عواملی چون استرس و گوشه‌گیری از جمع بسختی قابل تفکیک باشند. شواهد حاکی از تاثیر مستقیم بیولوژیکی هستند. نخوابیدن روی متابولیسم اصلی بدن تاثیر گذاشته و تعادل بین چربی و توده عضله را برهم می‌زند.
مرض بیخوابی از دیرباز بعنوان نشانه و علامت رایج زوال عقل محسوب می‌شد، اما برخی از دانشمندان معتقدند که خواب نامناسب نیز در ابتلا به بیماری آلزایمر نقش دارد. تحقیقات همچنین نشان می‌دهند که مغز در طول خوابیدن پروتئین‌های بتا- آمیلوئید عامل آلزایمر را از بین می‌برد و کم‌خوابی یا نخوابیدن باعث بالا رفتن میزان این توکسین‌ها می‌شود.
آیا حیوانات نیز می‌خوابند؟
پاسخ این سوال تا حدی بسته به تعریفی دارد که از خوابیدن داریم. بیشتر دانشمندان خواب را حالت بدون حرکت دانسته که واکنش‌ها نسبت به حالت بیداری به میزان قابل توجهی کمتر هستند. براساس این معیارها، می‌توان گفت که برخی گونه ها اصلا نمی‌خوابند اما هیچ کدام از این‌ها بطور کامل درست نیستند. در سال 1967 پژوهشی روی قورباغه‌های بزرگ آمریکایی انجام شد که در آن قورباغه‌ها به شوک الکتریکی در روز و نیمه شب واکنش مشابهی نشان دادند. اما این یافته از همان سال تا کنون جای بحث دارد. حیواناتی هم هستند که نیازمند خوابیدن باشند: زرافه‌های بالغ گاهی بندرت پنج دقیقه می‌خوابند درحالیکه خفاش‌های سیاه کوچک روزی 19 ساعت می‌خوابند. خواب برای همه حیوانات یکسان نیست. دلفین‌ها این توانایی را دارند که تنها نیمی از مغزشان به خواب می‌رود که به آن خواب تک نیمکره‌ای می‌گویند. پرندگان مهاجر حین پرواز می‌خوابند و کوسه‌ها حین شنا کردن.