สรีรวิทยาการนอนหลับ

โดยเฉลี่ยแล้ว มนุษย์ใช้เวลาหนึ่งในสามของชีวิตไปกับการนอนหลับ การนอนหลับ (หรืออย่างน้อยก็การสลับระหว่างช่วงเวลาของกิจกรรมและการพักผ่อน) เป็นกลไกที่สำคัญของการปรับตัวทางสรีรวิทยาในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ซึ่งยืนยันทฤษฎีที่ว่าการนอนหลับทำหน้าที่สำคัญในการรักษากิจกรรมที่สำคัญให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ที่น่าประหลาดใจคือ ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับประเด็นสำคัญอย่างจุดประสงค์ของการนอนหลับนั้นเป็นเพียงพื้นฐานและไม่มีรูปร่างชัดเจน จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อพัฒนาแนวคิดพื้นฐานในด้านนี้ อย่างไรก็ตาม ด้านล่างนี้คือภาพรวมพื้นฐานของสรีรวิทยาของการนอนหลับ รวมถึงกลไกหลักในการควบคุมการนอนหลับและสมมติฐานที่อธิบายหน้าที่ของการนอนหลับ

ผู้ป่วยมักถามว่าตนเองต้องการนอนหลับนานแค่ไหน แม้ว่าคำตอบที่พบบ่อยที่สุดคือ 8 ชั่วโมง แต่บางคนต้องการนอนหลับ 4.5 ชั่วโมง ในขณะที่บางคนต้องการนอนหลับ 10 ชั่วโมง ดังนั้น 8 ชั่วโมงจึงเป็นเพียงค่าเฉลี่ยเท่านั้น และโดยทั่วไป ตัวเลขนี้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผู้ที่มีระยะเวลาการนอนหลับที่แตกต่างจากค่าเฉลี่ยอย่างมากถือเป็นกลุ่มน้อย จึงจำเป็นต้องได้รับการตรวจที่เหมาะสมเพื่อตรวจหาความผิดปกติในการนอนหลับที่อาจเกิดขึ้นได้

เวลาที่เกิดขึ้น ระยะเวลา และโครงสร้างของการนอนหลับแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ทางชีววิทยา มนุษย์มักจะนอนหลับในเวลากลางคืนและตื่นขึ้นหลังจากพระอาทิตย์ขึ้น ด้วยการถือกำเนิดของแสงประดิษฐ์และความจำเป็นในการทำงานในเวลากลางคืน รูปแบบการนอนหลับและการตื่นนอนของผู้คนจำนวนมากจึงแตกต่างไปอย่างมากจากจังหวะปกติ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการพักผ่อนในเวลากลางคืนและทำกิจกรรมต่างๆ ในเวลากลางวัน

การศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าระดับความตื่นหรือความง่วงนอนขึ้นอยู่กับปัจจัยอย่างน้อยสองประการ:

1. ระยะเวลาของการตื่นครั้งก่อนและ
2. จังหวะการทำงานของร่างกาย

ดังนั้น อาการง่วงนอนสูงสุดมักเกิดขึ้นในช่วงค่ำ ซึ่งเป็นช่วงที่ตรงกับเวลาเข้านอนปกติ นอกจากนี้ อาการง่วงนอนสูงสุดจะเกิดขึ้นอีกครั้งในช่วงกลางวัน ซึ่งตรงกับช่วงเวลาพักกลางวันตามธรรมเนียมของหลายๆ ประเทศ เนื่องจากความเหนื่อยล้าในช่วงบ่ายและกระบวนการทางสรีรวิทยาของจังหวะชีวิต ทำให้หลายคนมีปัญหาในการตื่นตัวตลอดเวลาในช่วงเวลานี้

ข้อมูลส่วนใหญ่ที่รวบรวมมาจนถึงปัจจุบันเกี่ยวกับโครงสร้างของการนอนหลับ ระยะต่างๆ และลักษณะเฉพาะของการนอนหลับนั้นได้มาจากวิธีพิเศษที่บันทึกศักยภาพทางชีวภาพตลอดช่วงการนอนหลับ ซึ่งก็คือโพลีซอมโนกราฟี (Polysomnography) หรือ PSG โพลีซอมโนกราฟีซึ่งปรากฏขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1940 ปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์และการวินิจฉัยความผิดปกติเกี่ยวกับการนอนหลับหลัก สำหรับโพลีซอมโนกราฟี ผู้ป่วยมักจะมาที่ห้องปฏิบัติการโซมโนโลยีในช่วงเย็น ขั้นตอนโพลีซอมโนกราฟีมาตรฐานเกี่ยวข้องกับการวางอิเล็กโทรดอย่างน้อยสองอันบนหนังศีรษะ (ส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่กระหม่อมและด้านหลังศีรษะ) เพื่อบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง อิเล็กโทรดสองอันได้รับการออกแบบมาเพื่อบันทึกการเคลื่อนไหวของดวงตา และอิเล็กโทรดหนึ่งอันจะถูกวางบนกล้ามเนื้อสมองเพื่อประเมินสถานะของโทนของกล้ามเนื้อในช่วงเปลี่ยนผ่านจากการนอนหลับไปสู่การตื่น และในช่วงต่างๆ ของการนอนหลับ นอกจากนี้ เซ็นเซอร์ยังใช้ในการวัดการไหลของอากาศ ความพยายามในการหายใจ ความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด บันทึกคลื่นไฟฟ้าหัวใจและการเคลื่อนไหวของแขนขา เพื่อแก้ไขปัญหาบางประการ โพลีซอมโนกราฟีจึงถูกดัดแปลงมาหลายวิธี ตัวอย่างเช่น มีการใช้สาย EEG เพิ่มเติมเพื่อวินิจฉัยอาการชักในตอนกลางคืน ในบางกรณี พฤติกรรมของผู้ป่วยในระหว่างนอนหลับจะถูกบันทึกลงในวิดีโอเทป ซึ่งช่วยให้สามารถบันทึกการเคลื่อนไหวและวินิจฉัยโรคต่างๆ เช่น อาการหลับไม่สนิทหรืออาการหลับเร็ว (REM) นอกจากนี้ เทคนิคนี้สามารถดัดแปลงเพิ่มเติมเพื่อแก้ปัญหาการวินิจฉัยพิเศษได้ ตัวอย่างเช่น ในบางกรณี จำเป็นต้องศึกษาการหลั่งของน้ำย่อยในกระเพาะอาหารในระหว่างนอนหลับ และเพื่อวินิจฉัยอาการหย่อนสมรรถภาพทางเพศ จำเป็นต้องได้รับข้อมูลเกี่ยวกับสภาพขององคชาตในระหว่างนอนหลับ

ผู้ป่วยเข้านอนในเวลาปกติ (เช่น 23.00 น.) ช่วงเวลาระหว่างการปิดไฟและการนอนหลับเรียกว่าช่วงเวลาแฝงของการนอนหลับ แม้ว่าบางคนจะหลับได้ภายในไม่กี่นาที แต่ส่วนใหญ่มักจะหลับได้ภายใน 15-30 นาที หากผู้ป่วยไม่สามารถหลับได้ภายใน 45 นาที ผู้ป่วยจะรู้สึกกระสับกระส่าย การนอนหลับยากมักเกิดจากปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดีอย่างคืนแรกในห้องปฏิบัติการ สำหรับผู้ป่วยโรคนอนไม่หลับและอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี คืนแรกในห้องปฏิบัติการการนอนหลับจะทำให้เกิดความเครียด ซึ่งทำให้ช่วงเวลาแฝงของการนอนหลับขยายออกไปอย่างมีนัยสำคัญ ปรากฏการณ์ที่คล้ายกันนี้พบได้ในหลายคนที่ใช้เวลาทั้งคืนในสภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย เช่น ห้องพักในโรงแรม ช่วงเวลาแฝงของการนอนหลับที่ขยายออกไปอาจเกิดจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความเครียด ความรู้สึกไม่สบายจากเตียงหรือสภาพแวดล้อมที่ไม่คุ้นเคย การออกกำลังกาย หรืออาหารมื้อเย็นหนักๆ ก่อนนอนไม่นาน

ระยะที่ 1 คือช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่างความตื่นและการนอนหลับ ในระยะนี้ ผู้ป่วยจะรู้สึกง่วงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น และสามารถตอบสนองต่อชื่อของตัวเองได้แม้จะพูดเบาๆ ก็ตาม ระยะนี้ดูเหมือนจะไม่ส่งเสริมการพักผ่อนหรือการฟื้นตัว และโดยปกติจะคิดเป็นเพียง 5-8% ของระยะเวลาการนอนหลับทั้งหมด การเพิ่มขึ้นของระยะที่ 1 เป็นลักษณะของการนอนหลับไม่สงบเป็นช่วงๆ ซึ่งอาจเกิดจากภาวะหยุดหายใจขณะหลับ กลุ่มอาการขาอยู่ไม่สุข หรือภาวะซึมเศร้า

ระยะที่ 2 มักกินเวลาประมาณครึ่งหนึ่งถึงสองในสามของเวลาการนอนหลับทั้งหมด ในบางแง่ ระยะนี้ถือเป็น "แกนหลัก" ของการนอนหลับ เป็นระยะเดียวที่มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจน ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะบนคลื่นไฟฟ้าสมองด้วยปรากฏการณ์สองอย่าง ได้แก่ ภาวะกระสวยอวกาศและกลุ่มเค

โดยทั่วไป การเปลี่ยนผ่านจากระยะที่ 2 ไปสู่ระยะที่ 3 และ 4 (ระยะหลับลึก) จะเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว

ระยะที่ 3 และ 4 มักจะรวมกันภายใต้ชื่อ "ระยะหลับช้า (คลื่นช้า)" หรือ "ระยะหลับเดลต้า" ใน EEG ระยะหลับช้าจะมีลักษณะเป็นคลื่นเดลต้าช้าที่มีแอมพลิจูดสูงเด่นชัด ในระหว่างระยะหลับช้า โทนของกล้ามเนื้อจะลดลง และตัวบ่งชี้การเจริญเติบโต (ชีพจร อัตราการหายใจ) จะช้าลง การปลุกบุคคลในระยะหลับนี้ทำได้ยากมาก และหากเกิดขึ้น ในระยะแรก บุคคลนั้นจะรู้สึกสับสนและมึนงง ระยะหลับช้าถือเป็นช่วงที่ "รับผิดชอบ" มากที่สุดในการพักผ่อนและฟื้นฟูความแข็งแรงระหว่างการนอนหลับ โดยปกติ ระยะหลับช้าครั้งแรกจะเริ่มขึ้น 30-40 นาทีหลังจากหลับไป นั่นคือโดยทั่วไปแล้ว จะเป็นช่วงดึก ระยะหลับช้ามักจะเกิดขึ้นในช่วงหนึ่งในสามช่วงแรกของระยะเวลาหลับทั้งหมด

ระยะสุดท้ายของการนอนหลับคือระยะการหลับแบบมีการกลอกตาอย่างรวดเร็ว หรือที่เรียกว่า REM sleep เป็นที่ทราบกันดีว่าความฝันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับระยะการหลับแบบนี้ มีเพียง 10% ของความฝันที่เกิดขึ้นในระยะอื่นๆ ของการนอนหลับ ระยะการหลับนี้ทิ้งร่องรอยไว้ตามธรรมชาติของความฝัน ความฝันในช่วงหลับคลื่นช้า มักจะคลุมเครือ ไม่มีโครงสร้าง ทั้งในด้านเนื้อหาและความรู้สึกที่บุคคลนั้นสัมผัสได้ ในขณะที่ความฝันในช่วงหลับ REM ให้ความรู้สึกที่ชัดเจนและมีพล็อตที่ชัดเจน จากมุมมองทางประสาทสรีรวิทยา การนอนหลับ REM มีลักษณะเด่น 3 ประการ ได้แก่

1. กิจกรรมที่มีแอมพลิจูดต่ำ ความถี่สูง คล้ายกับรูปแบบ EEG ในสถานะตื่นตัวอย่างเข้มข้น
2. การเคลื่อนไหวของตาอย่างรวดเร็ว;
3. อะโทนีของกล้ามเนื้อส่วนลึก

การรวมกันของสมองที่ "ทำงาน" (กิจกรรม EEG แอมพลิจูดต่ำ ความถี่สูง) และร่างกายที่ "เป็นอัมพาต" (กล้ามเนื้ออ่อนแรง) ทำให้เกิดชื่ออื่นสำหรับระยะนี้: "การนอนหลับแบบผิดปกติ" อาการกล้ามเนื้ออ่อนแรงที่เกิดขึ้นระหว่างการนอนหลับแบบ REM ดูเหมือนจะเป็นการปรับตัวของวิวัฒนาการที่ป้องกันการตอบสนองทางกายภาพต่อความฝัน โดยทั่วไป การนอนหลับแบบ REM ครั้งแรกจะเริ่มขึ้น 70 ถึง 90 นาทีหลังจากหลับไป ช่วงเวลาระหว่างการเริ่มนอนหลับและการเริ่มต้นของการนอนหลับแบบ REM ครั้งแรกเรียกว่าช่วงแฝงของการนอนหลับแบบ REM โดยปกติ การนอนหลับแบบ REM จะคิดเป็นประมาณ 25% ของเวลาการนอนหลับทั้งหมด

วงจรการนอนหลับรอบแรกเกี่ยวข้องกับการดำเนินไปตามลำดับผ่านทุกระยะที่อธิบายไว้ วงจรที่สองและรอบต่อๆ มาสำหรับช่วงที่เหลือของคืนนั้นเริ่มต้นด้วยระยะที่ 2 ตามด้วยการนอนหลับแบบคลื่นช้าและการนอนหลับแบบมีการเคลื่อนไหวของดวงตาอย่างรวดเร็ว ดังที่กล่าวไว้ การนอนหลับแบบคลื่นช้าจะยาวนานขึ้นในช่วงหนึ่งในสามของคืนแรก ในขณะที่การนอนหลับแบบมีการเคลื่อนไหวของดวงตาอย่างรวดเร็วจะพบได้บ่อยกว่าในช่วงหนึ่งในสามของคืนสุดท้าย

เมื่อประเมินผลการบันทึกการนอนหลับในห้องปฏิบัติการ จะมีการวิเคราะห์พารามิเตอร์ต่างๆ หลายประการ ได้แก่ ช่วงเวลาแฝงของการนอนหลับ ระยะเวลาการนอนหลับทั้งหมด ประสิทธิภาพการนอนหลับ (อัตราส่วนของเวลาที่บุคคลนอนหลับต่อระยะเวลาการบันทึกทั้งหมด) ระดับของความไม่ต่อเนื่องของการนอนหลับ (จำนวนครั้งที่ตื่นอย่างสมบูรณ์หรือไม่สมบูรณ์ เวลาที่บุคคลตื่นหลังจากเริ่มนอนหลับ) และโครงสร้างการนอนหลับ (จำนวนและระยะเวลาของระยะหลักของการนอนหลับ) นอกจากนี้ยังมีการวิเคราะห์พารามิเตอร์ทางสรีรวิทยาอื่นๆ เช่น พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับการหายใจ (ภาวะหยุดหายใจชั่วขณะ ภาวะหายใจช้า) ความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด การเคลื่อนไหวของแขนขาเป็นระยะ และอัตราการเต้นของหัวใจ ซึ่งทำให้สามารถระบุอิทธิพลของกระบวนการทางสรีรวิทยาบางอย่างต่อการนอนหลับได้ ตัวอย่างเช่น ภาวะหยุดหายใจชั่วขณะซึ่งนำไปสู่ความไม่ต่อเนื่องของการนอนหลับ

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]