Kde si včera spal, a s kým…

1. Kde si včera spal, a s kým… Radek Novák Úvod do biomedicínského inženýrství

2. Neurony • V lidském mozku je asi 20 až 100 miliard neuronů. • Jsou to vysoce specializované buňky, schopné přijmout, vést, zpracovat a odpovědět na speciální signály. Přenáší a zpracovávají informace z vnitřního i vnějšího prostředí a tím podmiňují schopnost organismu na ně reagovat. • Při zničení neurocytu (nervová buňka) výběžky degenerují a zanikají. Je-li výběžek přerušen, ta část, která ztratí kontakt s neurocytem zaniká (Wallerova degenerace). Pahýl výběžku je schopen se regenerovat (Wallerova regenerace), proto je i při poškození nervu šance, že se jeho funkce časem plně obnoví.

3. Neuron • Dendrit- krátké výběžky buněčného těla a představují spolu s buněčným tělem vstupní část neuronu, tj. místo, kde se přijímají signály z jiných neuronů • Iniciální segment - část neuronu spojující buněčné tělo s axonem, je to oblast, kde vznikají akční potenciály • Axon (nervové vlákno) - specializovaný k vedení akčních potenciálů (vzruchů), vede signály na delší vzdálenosti směrem od těla neuronu a neúčastní se vlastního zpracování informací • nervové vlákno většiny neuronů je kryto obalem, myelinovou pochvou, vytvořenou Schwannovými buňkami • myelinová pochva je přerušovaná tzv. Ranvierovými zářezy, toto uspořádání urychluje přenos akčních potenciálů po nervovém vlákně z každého těla neuronu vychází obvykle jeden axon, který může dosáhnout délky až 1m • nervová zakončení – konečná výstupní část axonu, která je specializovaná k uvolňování chemických přenašečů zprostředkujících přenos signálu mezi neurony a cílovými buňkami • zakončení neuronu mají "knoflíkovitý" tvar (synaptický knoflík)

4. Synapse

5. Synapse • Synapse je spojení dvou neuronů (nebo smyslové buňky a neuronu), sloužící k předávání vzruchů. Neurony se v synapsích přímo nedotýkají, je mezi nim mezera (synaptická štěrbina) o šířce asi 20nm. Spojení se uskutečňují mezi nervovými zakončeními jednoho neuronu a vstupní membránou dalšího neuronu. Jako vstupní membránu označujeme membránu dendritů a buněčného těla neuronu. • Z nervového zakončení se vyloučí chemická látka – neurotransmiter, která způsobí vznik synaptického potenciálu na dalším neuronu. (Po „vylití“ do synaptické štěrbiny se molekuly neurotransmiteru vážou na receptory v synaptické membráně nasledného neuronu. • Rychlost šíření akčního potenciálu závisí na obalech nervového vlákna - nemyelinizovaná vlákna vedou vzruchy rychlostí max. 2 m/s, naproti tomu tlustá myelinizovaná vlákna dokážou vést vzruchy rychlostí až 110 m/s.

6. Synapse • Neurotransmitery - nervové mediátory, zajišťující jednosměrné předání vzruchu (impulsu) z řídící nervové (presynaptické) buňky do buňky řízené, kterou může být buňka nervová, svalová či žlázová. • Receptory - bílkoviny specificky vážící jiné molekuly (tzv. ligandy), přičemž tato vazba v nich vyvolá mechanismem indukovaného přizpůsobení konformační změnu, která má za následek biologickou odpověď buňky. • Exocytosa - proces zajišťující vylučování látek z buněk do extracelulárního prostoru • jeden synaptický váček obsahuje 103 až 104 molekul acetylcholinu

7. Frekvenční pásma

8. Alfa rytmus • Alfa rytmus(8 – 13 Hz) je vlastností mozku, který je zdravý. Alfa vlny jsou charakteristické pro stadium těsně před usnutím. Nejlépe je alfa aktivita vyjádřena při zavřených očích, tlumí se právě otevřením a duševní činností. Alfa rytmus je především aktivitou optického analyzátoru – lidé od narození slepí nemají vytvořenou alfa aktivitu. Spouštějí se autosanační, funkce těla, zlepšení schopnosti učení.

9. Beta rytmus • Beta rytmus(13 – 30 Hz) z hlediska lokalizace je tento rytmus symetrický. Maximum je nejčastěji nad předními částmi lebky, hlavně frontálně. Směrem dozadu ubývá. Beta vlny jsou typické pro soustředění na vnější podněty, pro logicko-analytické myšlení. Pásma vyšší (kolem 30Hz) se pak objevují při podráždění, trémě, úzkosti, nebo vysoce náročných životních situacích.

10. Delta rytmus • Delta rytmus(0 – 4 Hz) je vždy patologickým projevem v EEG dospělého bdělého člověka. Vlny delta se vyskytují hlavně v hlubokém spánku (non REM III,IV), ale i v transu a hypnóze. Objevuje se také při bezesném spánku, případně během bezvědomí způsobeného nemocí či úrazem. - hluboká regenerace životních funkcí - pomalejší látková přeměna

11. Theta rytmus • Theta rytmus(4 – 8 Hz) se u zdravých lidí objevuje v centrální, temporální (spánkové) a parietální (temenní) oblasti. Patologický stav indikuje theta vlny, jestliže je jejich amplituda alespoň dvakrát vyšší než aktivita alfa. REM fáze spánku. Theta a delta aktivita stoupá během psychotestů. Vlny theta se objevují v EEG signálu též v určitých spánkových fázích a při meditaci – hlubokém uvolnění. Theta vlny se často pojí se živými vzpomínkami, fantazií, obraznou představivostí, inspirací a snem – tudíž se stavy, kdy je vědomé myšlení „odpojeno“. - ospalost - usínání - poruchy pozornosti - př. dítě sedí ve třídě, ale myšlenkami je úplně někde jinde

12. Fáze spánku • Během noci dochází asi ke čtyřem až sedmi spánkovým cyklům • Každý cyklus trvá přibližně devadesát minut. • Každý cyklus má čtyři fáze, které se během noci mění. • Drtivou většinu snů si bud' vůbec nepamatujeme, nebo je zapomeneme hned po probuzení. • Přítomnost snu je vždy provázena slabou radiací vln alfa a beta. • Dosud používané hodnocení významnosti zkrácení latence REM spánku u deprese (pravidlo 90 minut) zavedl Kupfer a spol. (4): součet hodnoty latence REM spánku a věku nemocného má přesahovat 90.

13. Spánkové fáze • Wake (bdělost) • REM (Rapid Eye Movements) • NREM1 (usínání) • NREM2 (lehký spánek) • NREM3 (hluboký spánek) • NREM4 (nejhlubší spánek)

14. Hypnogram

15. Usínání (I. fáze) • může trvat několik sekund až 20 minut podle stavu mysli a stupně únavy, mozek vysílá vlny alfa • Vlny alfa - tyto vlny podporují uvolnění a jsou charakterizovány pohotovosti mysli (a uší) k novým věcem, k učení a sugesci. • Vědomí je v souladu s podvědomím. Jsme ještě v kontaktu s okolním prostředím, i když si toho nevšímáme. • Naše obranné systémy přestávají být v bdělém stavu, ale v případě nutnosti ještě můžeme reagovat. • Zíváme, zavíráme oči a hledáme příjemnou polohu: děláme si své hnízdo. • Oči se začínají pohybovat dokola po očnici, dýchání je čím dál hlubší a pomalejší.

16. II. fáze • Upadáme do spánku v pravém slova smyslu. • Mysl se čím dál více odpoutává od okolního prostředí. • Krátce, několik minut, pobýváme v rytmu théta (II. fáze). • Jestliže nás v této chvíli něco probudí, jsme zmatení, podráždění a pravděpodobně budeme obtížně znovu usínat.

17. III. a IV. fáze • Spánek je čím dál hlubší, vlnění je pomalejší. • Během tohoto sestupu do hlubokého spánku se směšuji vlny théta a delta, avšak ve IV fázi převládá rytmus delta. • III. fáze trvá přibližně 10 minut. • IV. fáze mezi 20 a 30 minutami. • Mezi začátkem usínání a hlubokým spánkem uběhne asi 30 minut.

18. Vracíme se rychle do II. fáze a bleskově se ocitáme v paradoxním spánku. • Během paradoxního spánkuúplně spíme a zároveň jsme velmi blízko bdělému stavu s rytmy alfa a beta. • Nedochází prakticky k žádnému svalovému napětí, avšak svaly v obličeji se nervózně stahují. Oči se velmi rychle pohybují, protože sledují všechno, co se děje ve snech a v nočních můrách. • Fyziologická činnost je velice intenzívní: srdeční rytmus se zrychluje, dýchání je nepravidelné a méně intenzívní a činnost pohlavních orgánů se zvyšuje a dochází k erekcím a sekrecím. Na začátku noci trvá paradoxní spánek asi deset minut a po něm následuje doba lehkého spánku.

19. Potom začínáme opět přibližně se stejným koloběhem: čím dál hlubší spánek (III. a IV fáze), paradoxní spánek, lehký spánek nebo definitivní probuzení, k němuž dochází, jakmile jsme se už dostatečně vyspali. • Spánkové cykly se v průběhu noci mění. U normálního a relativně mladého spáče zabírá hluboký spánek na začátku noci hlavní část (75 %). • Jak noc postupuje, hluboký spánek se zkracuje ve prospěch paradoxního spánku. Ve skutečností se zkracuje pouze II. a III. fáze. • Spánek v rytmu delta nastává téměř výhradně během prvních dvou cyklů, to znamená v prvních třech nebo čtyřech hodinách spánku. • Paradoxní spánek je v každém dalším cyklu delší. V posledním cyklu mohou sny trvat až hodinu.

20. Spánek

21. Hluboký spánek • V hlubokém spánku nebo snovém stavu strávíme asi třetinu svého života. • Spánek v rytmu delta je tak hluboký, že je prakticky nemožné člověka vzbudit. • Tento mozkový rytmus je totiž tak pomalý, že mozek není schopen řídit sebemenší pohyb. • Právě během hlubokého spánku se dětipomočují do postele a rostou: v této době podvěsek mozkový vylučuje růstový hormon a další hormony stimulují reprodukční systém. • Během hlubokého spánku se nám také zdají nejhroznější sny, mnohem horší než v paradoxním spánku, a náměsíční lidé vstávají a procházejí se. • Hluboký spánek je nejdůležitější, neboť v jeho průběhutělo a mysl nabývají nových sil.

22. Hluboký spánek • O plnohodnotné noci nerozhoduje počet hodin spánku, ale doba trvání rytmu delta. Jestliže jsme byli v této chvíli vyrušeni nebo jsme nemohli dosáhnout rytmu delta, po probuzení jsme unavení, podráždění a jako bez života, a to i tehdy, když jsme spali 10 nebo 12 hodin. • Je-li spánek v rytmu delta dostatečný, budeme se druhý den cítit dobře navzdory lehkému nebo přerušovanému spánku ke konci noci. • Někteří lidé, i když spí sotva několik hodin, jsou velmi produktivní a kypí energií, protože jsou schopni velmi rychle přejít z bdělého stavu do hlubokého spánku, dokážou strávit z jedné hodiny 45 minut hlubokého spánku. • Vypráví se, že Napoleon v noci spal méně než tři hodiny a během dne věnoval kratší chvíle spánku. Hodinový spánek může být tedy velmi užitečný, jestliže při něm dosáhneme rytmu delta. Při delším spánku během dne hrozí nebezpečí, že naruší spánek následující noc.

23. Poruchy spánku - HLUK • generátor bílého hluku - elektronický přístroj vytvářející uklidňující zvuk. • Bílý hluk - obsahuje směs mnoha různých frekvencí zvukových vln, stejně jako bílé světlo obsahuje všechnyfrekvence viditelného světla. Vydává zvuk podobný vodě vytékající ze sprchové růžice,zvuk od trvalého proudu vody po rytmické mořské vlny. Bílý hluk je uklidňující a maskuje pronikavé zvuky. • Lepší technologie, která přijde brzy na trh, skutečně eliminuje hluk tím, že analyzuje pronikající zvukové vlny a vytváří vlny zrcadlové, které je ruší.

24. Syndrom spánkové apnoe • Člověk ve spánku na pár sekund přestane dýchat • Příznaky syndromu: - hlasité chrápání - nadměrná denní spavost • Při spánkové apnoi člověk až stokrát za noc na pět až deset sekund přestane dýchat. Tím se zhoršuje okysličení mozku a srdce.

25. Zdroje • http://www.doktorka.cz/ • http://eeg.ic.cz/