مغز انسان حتی بعد از یک شب بی‌خوابی پیرتر به‌نظر می‌رسد

پژوهش جدید محققان حکایت از این دارد که تنها یک شب بی‌خوابی، ممکن است باعث شود تا مغز ما پیرتر به‌نظر برسد؛ طوری‌ که گویا یک‌شبه، دو یا سه سال پیرتر شده است. بااین‌حال به‌نظر می‌رسد که این تغییرات پس از یک استراحت شبانه‌ی خوب و کافی از بین می‌روند.

محققان در این مطالعه از یادگیری ماشین برای تخمین «سن مغز» از طریق اِم‌آر‌آی مغز افراد کم‌خواب استفاده و آن را با اِم‌آر‌آی مغز همان افراد پس از یک خواب کامل شبانه مقایسه کردند. نتایج این تحقیق که ۲۰ فوریه در مجله‌ی علوم اعصاب منتشر شد نشان می‌دهد که یک شب بی‌خوابی باعث ایجاد تغییراتی در مغز افراد می‌شود که مشابه تغییرات مغز پس از یک یا دو سال افزایش سن است.

بنابر اظهارات جودیت کارول، سن مغزی معیار بسیار جالبی برای ارزیابی چگونگی تغییر مغز بر اثر کم‌خوابی است. کارول، دانشیار روان‌پزشکی و علوم زیستی‌رفتاری دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس است و در این مطالعه شرکت نداشت.

محققان در این مطالعه از پنج مجموعه داده استفاده کردند که شامل داده‌های ۱۳۴ شرکت‌کننده‌ی حاضر در ۴ گروه بود: گروهی با یک شب بی‌خوابی کامل، گروهی با بی‌خوابی نسبی و سه ساعت خواب شبانه طی یک شب، گروهی با بی‌خوابی مزمن و ۵ ساعت خواب به‌مدت ۵ شب و یک گروه کنترل با ۸ ساعت خواب شبانه. هریک از این گروه‌ها حداقل یک شب خواب پایه داشتند که طی آن، قبل از محرومیت از خواب، ۸ ساعت را در رختخواب سپری می‌کردند. بیشتر این گروه‌ها پس از آن نیز یک شب ریکاوری کامل را در برنامه‌ی خود داشتند.

از مغز تمام شرکت‌کنندگان پس از هر شب تصویربرداری می‌شد و محققان با این‌ کار می‌توانستند وضعیت مغز افراد را قبل و بعد از کم‌خوابی و همچنین پس از یک استراحت کامل شبانه با یکدیگر مقایسه کنند.

محققان برای تخمین سن ظاهری مغز شرکت‌کنندگان، یک الگوریتم یادگیری ماشین به‌ نام brainageR را به‌کار بردند و این روش را روی داده‌های مربوط به سه هزار نفر آزمایش کردند. این الگوریتم که در دسترس عموم قرار دارد، سن تقویمی مغز افراد را از طریق ام‌آر‌آی مغز آن‌ها پیش‌بینی می‌کند و برای این‌ کار، بافت و حجم مایعات مغزهای سالم در سنین مختلف را به‌عنوان مبنا درنظر می‌گیرد. آزمایش‌های گذشته‌ی محققان نشان می‌دهند که الگوریتم brainageR قادر است سن مغز را با خطای تقریبی ۴ سال پیش‌بینی کند.

در بررسی اخیر محققان، الگوریتم brainageR سن گروهی که یک شب بی‌خوابی داشتند را به‌طور متوسط یک یا دو سال بزرگتر از چیزی نشان می‌داد که در ابتدا پیش‌بینی شده بود؛ البته این اختلاف عددی پس از یک شب ریکاوری و خواب کامل از بین رفت. پیش‌بینی سن گروه‌هایی با کم‌خوابی نسبی و مزمن هم اختلاف معناداری با گروه کنترل نداشت.

نتایج پژوهش اخیر با تحقیقات قبلی در‌رابطه‌با تأثیر کمبود خواب روی مغز مطابقت دارد. شواهد موجود نشان می‌دهند که تغییرات متعددی در مغز افراد کم‌خواب رخ می‌دهند؛ ازجمله تغییر در توزیع مایع و حجم ماده‌ی خاکستری.

دکتر دیوید المن‌هورست، نویسنده‌ی ارشد مطالعه و استاد موسسه‌ی علوم اعصاب و پزشکی در مؤسسه‌ی پژوهشی یولیش آلمان، در گفت‌وگوی خود با لایوساینس ضمن اشاره به تغییرات گسترده در ریخت‌شناسی مغز پس از بی‌خوابی، معتقد است که با این روش می‌توان سن مغز را تخمین زد. المن‌هورست نتایج حاصل از مطالعه را به‌عنوان تغییراتی در نظر گرفت که الگوریتم یادگیری ماشین آن‌ها را به‌عنوان پیری تفسیر می‌کند؛ نه پیری واقعی.

به عقیده‌ی کارول، این مطالعه تاثیرات فوق را تنها در گروه‌هایی که با کمبود خواب برنامه‌ریزی‌شده مواجه بودند مورد بررسی قرار می‌دهد؛ به همین دلیل نیز اظهارنظر درخصوص تاثیر بی‌خوابی در زندگی واقعی دشوار است. او در بخشی از صحبت‌های خود می‌گوید که نمی‌توان درمورد اثرات طولانی‌مدت کم‌خوابی مزمن اظهارنظر کرد؛ چراکه در این مطالعه، کم‌خوابی مزمن تنها به‌مدت پنج روز ادامه داشت.

المن‌هورست با اشاره به کوچک‌بودن مطالعه، تأکید می‌کند که اندازه‌ی نمونه‌ی بزرگ‌تر ممکن است برجسته‌شدن اثرات کوچک‌تری مانند بزرگ‌شدن چندماهه‌ی سن مغزی را نیز به‌دنبال داشته باشد. براساس گفته‌های کارول، تحقیقات آینده احتمالاً افراد درگیر با بی‌خوابی مزمن را نیز شامل خواهند شد؛ مانند افرادی که در مشاغل شیفتی مشغول‌به‌کار هستند.

جودیت کارول در ادامه با اشاره به این موضوع که بسیاری از افرادی که در طول شب بیدار بوده‌اند، برای خوابیدن در روز بعد دچار مشکل هستند، تأکید می‌کند که بررسی دقیق این گروه از افراد می‌تواند ارزشمند و آموزنده باشد.