Sen odgrywa istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu naszego organizmu. Odpowiednia długość i wysoka jakość snu reguluje gospodarkę hormonalną, zwiększa odporność organizmu na stres i choroby oraz pomaga zachować prawidłowy metabolizm. Sen ma również kluczowe znaczenie dla sprawnego działania mózgu, przyczynia się bowiem do porządkowania i zapamiętywania nowych informacji. Trudno zatem nie zgodzić się ze starym porzekadłem, które głosi że „sen to zdrowie”. Niedobór snu wpływa negatywnie na nasze funkcjonowanie. Niewyspani stajemy się bardziej drażliwi, mamy obniżoną zdolność skupienia uwagi, trudniej nam podejmować decyzję oraz częściej popełniamy błędy. Zaburzenia snu dotyczą coraz większej liczby osób i stanowią stale rosnący problem zdrowia publicznego. Kłopoty z zasypianiem i licznymi wyburzeniami w nocy mają coraz częściej młodzi ludzie, w tym dzieci. Szacuje się, że ponad 50% dzieci w Stanach Zjednoczonych śpi krócej niż wynosi zalecana długość snu dla ich grupy wiekowej. Naukowcy z Boston Children’s Hospital postanowili bliżej przyjrzeć się temu problemowi i odpowiedzieć na pytanie w jaki sposób brak snu lub jego nieodpowiadania jakość może wpłynąć na pracę mózgu dzieci.
W tym celu dr Caterina Stamoulis wraz z asystentem naukowym Skylarem Brooksem i dr. Eliotem Katzem (lekarzem z Boston Children’s Sleep Center) przeanalizowali informacje dotyczące snu oraz wyniki funkcjonalnego obrazowania rezonansem magnetycznym (fMRI) pochodzące od ponad 5500 dzieci w wieku 9-11 lat. Dane pochodziły z Adolescent Brain Cognitive Development Study® – jednego z największych długofalowych badań poświęconych rozwojowi mózgu dzieci w Stanach Zjednoczonych, w które zaangażowani są lekarze i naukowcy pochodzący z 21 ośrodków medycznych i uniwersyteckich.
„Wczesne dojrzewanie to krytyczny czas dla rozwoju mózgu. Właśnie wtedy kształtują się sieci neuronalne odpowiedzialne m.in. za podejmowanie decyzji, rozwiązywanie problemów oraz zdolność do przetwarzania i integrowania informacji ze świata zewnętrznego.” – mówi kierująca pracami zespołu doktor Caterina Stamoulis.
Naukowcy oceniali długość i jakość snu dzieci na podstawie uzupełnionej przez rodziców Skali Zaburzeń Snu Dzieci (SDCD, ang. Sleep Disturbance Scale for Children). Ankieta zawierała pytania dotyczące m.in. długości snu dziecka, czasu potrzebnego na zaśnięcie, trudności w zasypianiu, ruchów podczas snu, wybudzania się i trudności z ponownym zaśnięciem. Rodzice musieli odpowiedzieć również na pytania o nadmierną potliwość ich dzieci, trudności w oddychaniu, zgrzytanie zębami, mówienie przez sen, spożycie kofeiny, epizody depresji i czas spędzony przed ekranem. W kolejnym etapie badacze analizowali wyniki badania spoczynkowej aktywności mózgu dzieci pochodzących z fMRI. Do tego celu posłużyli się oni specjalną platformą Next-Generation-Neural-Data-Analysis, która, wykorzystując kombinację różnych narzędzi obliczeniowych oraz algorytmów, pozwala na identyfikację i określenie aktywności sieci neuronalnych oraz stworzenie konektomu (kompletnej mapy sieci połączeń neuronalnych w mózgu). Następnie, stosując wielowymiarową analizę statystyczną, naukowcy określili zależność między aktywnością poszczególnych sieci neuronalnych a długością i jakością snu wyznaczoną na podstawie danych z SDSC.
Na podstawie przeprowadzonej analizy badacze z Boston Children’s Hospital wykazali, że krótszy czas snu dzieci, wydłużone zasypianie, częste budzenie się w nocy i zaburzenia oddychania mogą niekorzystnie, a w niektórych przypadkach nieodwracalnie, wpływać na strukturę i funkcjonowanie sieci neuronowych, m.in. sieci czołowo-ciemieniowej. Sieć ta, nazywana inaczej siecią kontroli poznawczej lub siecią wykonawczą, obejmuje rozległe obszary grzbietowo-bocznej kory przedczołowej, dolnego płacika ciemieniowego, fragmenty przedniej wyspy oraz fragment dodatkowej kory ruchowej i przedniej części zakrętu obręczy. Regiony mózgu będące jej częścią są uważane za węzły konektomowe, tj. regiony krytyczne mózgu, które są zaangażowane w integrację informacji pochodzących z różnych sieci neuronalnych. Sieć czołowo-ciemieniowa odgrywa kluczową rolę w przebiegu procesów związanych z kontrolą wykonawczą, takich jak planowanie, nadzorowanie zachowań, dostosowanie do nowych sytuacji, podejmowanie decyzji, rozwiązywanie problemów czy zapamiętywanie.
„Zidentyfikowane przez nas nieprawidłowości w strukturze i funkcjonowaniu sieci neuronowych u dzieci z zaburzeniami snu, mogą potencjalnie prowadzić do deficytów w wielu procesach poznawczych u tych dzieci.” – podsumowuje doktor Stamoulis.
Wyniki badań opublikowane na łamach Cerebral Cortex Communications wskazują, że niewystarczająca długość lub jakość snu ma negatywny wpływ na rozwijający się dziecięcy mózg, a w szczególności wpływa szkodliwe na funkcjonowanie jego krytycznych obszarów, które odpowiadają za podejmowanie decyzji, rozwiązywanie problemów, kontrolę wykonawczą i poznanie społeczne. Należy zaznaczyć, że obszary te ulegają dojrzewaniu i reorganizacji w okresie dziecięcym i są podatne na powtarzające się ograniczenia snu i częste epizody przerywanego snu. Wyniki badań przeprowadzonych przez naukowców z Boston Children’s Hospital wskazują zatem, że powinno się zwrócić szczególną uwagę na czas trwania i jakość snu u dzieci, dla których sen stanowi nie tylko czas regeneracji i wypoczynku, ale również pełni kluczową rolę w procesie rozwojowym.
