كان يُعتقد سابقاً أن جميع وظائف جسم الإنسان بما فيها الدماغ تتوقف عن العمل بشكل كامل أثناء النوم، إلا أنه وباكتشاف التخطيط الكهربائي للدماغ Electroencephalogram (EEG) في عام 1929 وبإجراء المزيد من الأبحاث والدراسات تمكن العلماء من الوصول إلى حقيقة أن جسم الإنسان لا يتوقف عن العمل أثناء النوم وإنما تحدث فيه تغييرات فيزيولوجية وبيولوجية مختلفة يستمر الجسم خلالها في العمل والقيام بالعديد من الوظائف التي تساعده على الاستمرار والبقاء بصحة جيدة.
فعملية النوم هي معجزة إلهية أكثر تعقيداً مما نعتقد والجسم يكون فيه أكثر نشاطاً مما نظن، حيث أن النائم يمر في الليلة الواحدة بأربع مراحل مختلفة في كل دورة من دورات النوم التي تتكرر حوالي 4 إلى 6 مرات في الليلة الواحدة، وكل مرحلة من هذه المراحل لها العديد من الوظائف والمهام التي تختلف عن وظائف ومهام المراحل الأخرى والتي تلعب دوراً هاماً في العديد من الوظائف الحيوية في جسم الإنسان.
طريقة تحديد مراحل النوم
يتم تحديد مراحل النوم وأطواره من خلال متابعة عدة مقاييس أثناء النوم وفقاً لقواعد التسجيل الصادرة عن الأكاديمية الأمريكية لطب النوم American Academy of Sleep Medicine (AASM)، وهذه المقاييس هي:
- تخطيط كهربائية الدماغ Electroencephalography (EEG): يُستخدم لمتابعة النشاط الدماغي أثناء النوم. ويتم فيه وضع عدة إلكترودات كهربائية على مناطق مختلفة من الجمجمة تلتقط الإشارات الكهربائية الناتجة عن عمل الخلايا العصبية وتحولها إلى موجات مختلفة من حيث التردد والسعة وفقاً لمرحلة النوم التي تتم دراستها.
- تخطيط كهربائية العضل Electromyography (EMG) الذي يتم فيه تثبيت إلكترودات كهربائية على الذراع أو الساق لمتابعة التوتر والنشاط العضلي،
- تخطيط العين الكهربائي Electro-oculography (EOG) ويتم فيه وضع إلكترودات كهربائية بالقرب من العين للتمكن من متابعة حركاتها أثناء النوم.
مراحل النوم
باستخدام التخطط الكهربائي للدماغ EEG وبمتابعة حركة العين ونشاط العضلات أثناء النوم تمكن العلماء من تحديد نوعين أساسيين من النوم يمر بهما الإنسان خلال الليل، وقد تم تسميتهما اعتماداً على طبيعة حركة العين في كل منها بـ نوم حركة العين السريعة Rapid Eye Movement (REM) ونوم حركة العين غير السريعة Non-Rapid Eye Movement (NREM) sleep، حيث تظل العينان ثابتتان خلال مرحلة نوم حركة العين غير السريعة، أما خلال نوم حركة العين السريعة تتحرك كرة العين حركة قوية وسريعة.
والآن لنتطرق بشيء من التفصيل إلى كل مرحلة من مراحل النوم المختلفة.
مرحلة ما قبل النوم
هي المرحلة التي يدخل فيها الإنسان بمجرد اتخاذه القرار بالنوم واسترخاءه على السرير، حيث تبدأ فيه الموجات الدماغية بالتباطؤ والتغيُّر، وتنتج موجات من نوع ألفا، وهي نفس الموجات التي ينتجها الدماغ عند محاول الإنسان الصلاة أو الاسترخاء أو غيرها من الأنشطة المماثلة.
في هذه المرحلة تبدأ ضربات القلب ومعدل التنفس وحركات العين بالتباطؤ، وتبدأ العضلات بالاسترخاء.
مرحلة نوم حركة العين غير السريعة
كان يتم تقسيم مرحلة نوم حركة العين غير السريعة إلى أربعة أطوار، إلّا أنه في عام 2007 تم دمج الطورين الثالث والرابع في طور واحد لتصبح ثلاثة أطوار وهي:
الطور الأول من نوم حركة العين غير السريعة
هذا الطور يكون قصيراً جداً ويستمر حوالي 5 إلى 10 دقائق فقط من كل دورة نوم، وهو عبارة عن مرحلة انتقالية من حالة اليقظة إلى حالة النوم.
يسمى هذا الطور أيضاً باسم طور الغفوة catnap stage، وتكون العيون فيه مغلقة ولكن يكون من السهل إيقاظ الشخص فيه، وهو الطور الذي يقضي فيه الإنسان معظم الوقت عند محاولته أخذ قيلولة قصيرة خلال النهار، أي أنها المرحلة التي يكون فيها الإنسان ما بين النوم واليقظة. وإذا ما استيقظ الشخص في هذا الطور فإنه يعتقد بأنه لم يكن نائماً (وهو ما يفسر قولنا بأننا كنا نريح أعيننا فقط عند اخذ قيلولة نهارية).
يستمر نشاط الدماغ بالتباطؤ أكثر وينتج موجات من نوع ثيتا وهي موجات بطيئة ومنخفضة التردد وعالية السعة، وكذلك يستمر استرخاء العضلات وانخفاض ضربات القلب ومعدل التنفس ودرجة الحرارة.
وقد يعاني فيها الإنسان ما يُعرف باسم الرمع العضلي النومي Contractions hypnic myoclonia وهي ارتعاشات مفاجئة تحدث قبل النوم لدى معظم البشر ولم يتم تفسيرها حتى الآن.
وقد ترافق هذه الارتعاشات هلوسات تنويمية Hypnagogic hallucinations، كشعور الإنسان بأنه يسقط أو سماعه لأصوات مثل مناداة أحد ما باسمه أو رنين جرس الباب وغيرها من الأمور.
الطور الثاني من نوم حركة العين غير السريعة
يطلق على هذا الطور اسم النوم الخفيف، ويدوم حوالي 20 دقيقة من كل دورة نوم. يستمر هنا انخفاض نشاط الدماغ وتستمر موجاته بالتباطؤ إلا أنه يظهر من وقت لآخر دفعات قصيرة من النشاط الإيقاعي المفاجئ والسريع للدماغ مُشَكِّلةً ما تُعرف بـ مغازل النوم sleep spindles.
تتباطأ ضربات القلب ومعدل التنفس ودرجة الحرارة بشكل أكبر، وتسترخي فيه العضلات أكثر، وتتوقف حركة العينان بشكل كامل.
الطور الثالث من نوم حركة العين غير السريعة
وهو طور النوم العميق الذي يصبح الجسم فيه أقل استجابة للمؤثرات الخارجية فيكون من الصعب جداً إيقاظ الشخص النائم فيه، وإذا ما تم ايقاظ الشخص فيه فإنه قد يشعر ببعض الترنح Groggy وعدم التوجه Disoriented لعدة دقائق، وهذا الطور هو أيضاً الطور الذي يعاني فيه بعض الأطفال من التبول الليلي bedwetting أو الذعر الليلي night terrors أو المشي أثناء النوم sleepwalking (هناك دراسات وأبحاث حديثة تبين أن التبول الليلي من الممكن أن يحدث في أي مرحلة من مراحل النوم).
يستمر هذا الطور من 45 إلى 90 دقيقة في دورة النوم الأولى إلا أنه يصبح أقصر في كل دورة لاحقة من دورات النوم خلال الليل.
في هذا الطور ينتج الدماغ نشاطاً بطيئاً جداً بالمقارنة مع المراحل أو الأطوار السابقة متمثلة في موجات دلتا، مما دفع العلماء إلى تسمية هذا الطور بنوم الموجات البطيئة Slow-Wave Sleep (SWS). وينخفض أيضاً معدل ضربات القلب والتنفس فيه إلى أدنى مستوياتهما، وتكون العضلات في حالة استرخاء تام ولكن دون فقدان كامل للتوتر العضلي العام الموجود فيها (اي لا يحدث شلل كامل).
في طور النوم العميق هذا يحدث تجديد خلال الجسم وإصلاح العضلات والأنسجة ويتم تحفيز النمو والتطور وتعزيز وظيفة جهاز المناعة.
نوم حركة العين السريعة
وهي المرحلة التي يتم الوصول إليها بعد حوالي 90 دقيقة من النوم، ولكنها في الدورة الأولى تكون قصيرة جداً قد تستغرق حوالي 10 دقائق، إلا أنها تصبح أطول في كل دورة نوم لاحقة حتى تصل في الأخيرة منها إلى ما يقارب ساعة واحدة.
في هذه المرحلة يزداد نشاط الدماغ ويقترب من نشاطه في حالة اليقظة، وتعود ضربات القلب وضغط الدم كذلك إلى مستوياتها الطبيعية ويصبح التنفس سريعاً وسطحياً وغير منتظم، وتتحرك العينان بسرعة كبيرة. وعلى عكس هذه الزيادة في هذه العمليات الفيزيولوجية إلا أن العضلات الهيكلية تصبح مشلولة بشكل شبه كامل وهذا ما دفع العلماء إلى تسميتها بمرحلة النوم المتناقض Paradoxical Sleep.
وهي المرحلة التي تُرى فيها الأحلام (رغم إن الأحلام قد تحدث في أي مرحلة من مراحل النوم إلا أن معظم الأحلام التي نتذكرها تحدث غالباً في هذه المرحلة)، ويحدث فيه الانتصاب اللاإرادي عند الرجال وذلك بسبب ازدياد تدفق الدم إلى الأعضاء التناسلية.
دورة النوم
إن هذه المراحل المختلفة للنوم لا يمر بها الإنسان مرة واحدة فقط كل ليلة، وإنما تتكرر وتتعاقب بشكل دورات مستمرة ومنتظمة خلال الليل، تستمر كل واحدة منها حوالي 90 إلى 120 دقيقة، وهذا يعني حوالي 5 إلى 6 دورات من النوم كل ليلة.
أما بالنسبة لتتابع المراحل والأطوار بين دورات النوم المختلفة، فالدورة الأولى من النوم تبدأ غالباً بالطور الأول من نوم حركة العين غير السريعة، وبعدها يأتي الطور الثاني فالثالث ليعود ويمر مرة أخرى بالطور الثاني قبل أن ينتهي بنوم حركة العين السريعة، أما بالنسبة للدورة الثانية ومابعدها من الدورات فتبدأ بالطور الثاني مباشرةً دون المرور بالطور الأول الذي يمر الإنسان به في الدورة الأولى فقط.
ومما يميز دورات النوم هذه أيضاً إن النسبة بين نوم حركة العين غير السريعة ونوم حركة العين السريعة في كل دورة منها تتغير طوال الليل كله، ففي دورة النوم الأولى تكون عادة مرحلة نوم حركة العين السريعة قصيرة وطور النوم العميق من نوم حركة العين غير السريعة طويلاً، وكلما استغرق الإنسان في النوم تزداد مدة نوم حركة العين السريعة وتنقص مدة النوم العميق بحيث يكون خلال النصف الأول من الليل طور النوم العميق (المرحلة الثالثة من نوم حركة العين غير السريعة) هو الذي يحظى بالقسم الأكبر من فترة النوم في كل دورة من هذه الدورات، في حين أنه في النصف الثاني من الليل ينعكس الأمر بحيث يصبح نوم حركة العين السريعة هو الذي يحظى بالقسم الأكبر من فترة النوم في كل دورة من هذه الدورات.
ويقضي الإنسان البالغ 80% من مدة نومه في مرحلة حركة العين غير السريعة (30% منها ضمن المراحل 1 و 3 و50% الأخرى ضمن المرحلة 2) و20% منها في مرحلة حركة العين السريعة.
هذه النسب تتأثر بالمرحلة العمرية التي يكون فيها الشخص، فعلى سبيل المثال الأطفال يقضون 50% من فترة نومهم في مرحلة نوم حركة العين السريعة، والمسنين يقضون فترات أقصر في مرحلة النوم العميق.
نشاط الدماغ خلال اليقظة والنوم
يتم دراسة نشاط وفعالية الخلايا العصبية في الدماغ عن طريق وضع عدة إلكترودات كهربائية على مناطق مختلفة من الجمجمة، والتي تلتقط بدورها الإشارات الكهربائية الناتجة عن عمل هذه الخلايا العصبية وتحولها لنا إلى موجات مختلفة من حيث التردد والسعة وذلك وفقاً لحالة اليقظة أو النوم التي يكون الشخص فيها.
أكثر ما يُفرِّق هذه الموجات عن بعضها البعض هو تردداتها Frequency والتي تُعبَّر عنها بوحدة قياس تسمى الهرتز (Hertz - Hz)، ويتم تصنيف الموجات من خلالها إلى:
- موجات جاما: نطاق ترددها أكبر من 30 هرتز
- موجات بيتا: نطاق ترددها ما بين 13 و 30 هرتز
- موجات ألفا: نطاق ترددها ما بين 8 و 13 هرتز
- موجات ثيتا: نطاق ترددها ما بين 4 و 8 هرتز
- موجات دلتا: نطاق ترددها ما بين 0 و 4 هرتز
ففي حالة اليقظة تكون الموجات الدماغية سريعة التردد (أي تصعد وتهبط بشكل سريع) وعشوائية (أي لا تكون لها نمط ثابت ومحدد وإنما تكون فوضوية وعشوائية)، ويسيطر على مخطط كهربائية الدماغ بشكل أساسي نوعين من الموجات، فبشكل عام تكون موجات بيتا هي المسيطرة في حالة اليقظة والتفكير النشط البسيط كإجراء محادثة واتخاذ القرارات وحل مشكلة محددة والتركيز على مهمة معينة. ولكن في حالات الإدراك المتزايد أو التعليم المركز أو حل المشكلات المعقدة أي في الحالات التي تتطلب نشاطات عقلية أعقد وأكبر من الطبيعي يسيطر على مخطط كهربائية الدماغ موجات جاما والتي هي أسرع الموجات الدماغية التي يمكن قياسها في مخطط كهربائية الدماغ.
ويمكن تفسير هذه الترددات السريعة والنشاط الفوضوي العشوائي التي تبدو عليه موجات الدماغ أثناء الاستيقاظ بقيام أجزاء مختلفة من الدماغ بالعمل ومعالجة أنواع مختلفة من البيانات والمعلومات في اللحظة ذاتها.
ثم عند محاولة الإنسان النوم تبدأ ترددات هذه الموجات بالتباطؤ تدريجياً، فعندما يكون الإنسان مستيقظاً ولكن مسترخياً وعيونه مغلقة (أي عند حالة الراحة العقلية والجسدية) يسيطر على مخطط كهربائية الدماغ موجات من نوع آلفا، وهي الموجات التي يمكن اكتشافها أيضاً في حالات مثل الصلاة والتأمل والاسترخاء.
ثم بتعمق الإنسان في النوم رويداً رويداً تستمر ترددات الموجات الدماغية بالتباطؤ حيث أنه في الطور الأول من نوم حركة العين غير السريعة تسيطر موجات ثيتا، وفي الطور الثاني تتباطأ تردد الموجات أكثر مع وجود ما يسمى مغازل النوم، وهي عبارة عن اندفاعات قوية من النشاط الدماغي، تحمي النوم من خلال صد الأصوات الخارجية ومنعها عن الدماغ، فكلما كانت مغازل النوم أكثر عدداً وقوة في هذه المرحلة كلما كانت أكثر قدرة على منع هذه الأصوات التي يمكن أن توقظ النائم، بالإضافة إلى وظائف عديدة أخرى.
وفي الطور الثالث من نوم حركة العين غير السريعة أي طور النوم العميق تبلغ ترددات الموجات الدماغية أشد درجات البطء وهو السبب الذي أدى إلى تسميتها بالنوم ذو الموجات البطيئة. حيث تتباطأ ترددات الموجات الدماغية تباطؤاً كبيراً جداً وتزداد سعاتها (أي تظهر موجات كبيرة وبطيئة)، وتكون أكثر انتظاماً من موجات النشاط الدماغي خلال اليقظة.
ويمكن تفسير الموجات البطيئة والمنتظمة للنشاط الدماغي خلال نوم حركة العين غير السريعة بأن الدماغ في هذه المرحلة ينتقل من العمل العشوائي الغير منتظم الذي يكون في حالة اليقظة حيث يتلقى خلالها الكثير من المعلومات والبيانات من أعضاء الحس المختلفة إلى العمل المنتظم الذي يكون فيه الدماغ منفصلاً عن العالم الخارجي ويقوم فيه بترتيب الأفكار وتنظيمها.
أما بالنسبة لنوم حركة العين السريعة فإن الموجات الدماغية تعود فيه إلى تردداتها السريعة وسعاتها الصغيرة (أي تصبح صغيرة وسريعة) وشكلها العشوائي، أي أنها تصبح أشبه ما تكون بنشاط الدماغ خلال اليقظة رغم كونها مرحلة من مراحل النوم ويكاد يكون التفريق بينهما صعباً بالاعتماد على شكل الموجات فقط. وهذا ما دفع العلماء إلى تسمية هذه المرحلة أيضاً بالنوم المتناقض حيث يبدو فيه الدماغ مستيقظاً بينما الجسم يبدو نائماً والعضلات تكون في حالة شلل كاملة.
هذه الموجات سريعة التردد وغير المنضبطة في نوم حركة العين السريعة تعني عودة الدماغ إلى عمله العشوائي في تلقي البيانات والمعلومات إلا أن النائم يكون مفصولاً عن العالم الخارجي والمعلومات التي تأتي منه، وهذا يعني أن المعلومات التي يعالجها الدماغ في هذه المرحلة وإن كانت تشبه المعلومات التي تعالجها في مرحلة اليقظة من حيث التنوع والاختلاف إلا أنها تختلف عنها في كونها تأتي من داخل الدماغ نفسه. وهذا ما دفع العلماء إلى الاعتقاد بأن هذه المرحلة هي التي يحاول فيها الدماغ الربط بين المعلومات والبيانات الجديدة التي تم تلقيها في مرحلة اليقظة وتنظيمها وترتيبها في مرحلة نوم حركة العين غير السريعة مع البيانات والمعلومات السابقة والذكريات والأحداث الماضية الموجودة في الدماغ.
هذا النشاط المفاجئ للدماغ في مرحلة نوم حركة العين السريعة وهذا الظهور للكم الهائل من البيانات والمعلومات المخزنة سابقاً في الدماغ على السطح للربط بينها وبين البيانات الجديدة قد يكون تفسيراً لسبب كون هذه المرحلة هي المرحلة التي يرى الإنسان فيها الأحلام.
النشاط العضلي خلال مراحل النوم المختلفة
يتم مراقبة نشاط العضلات وقياس درجة توترها من خلال إلكترودات كهربائية توضع عليها.
ففي حالة اليقظة وحتى عندما يكون الإنسان مستلقياً ومسترخياً تماماً يظل هناك درجة من التوتر العام موجوداً في عضلات الجسم يحافظ على وضعية الإنسان وشكل جسمه.
وعندما يدخل الإنسان في مرحلة نوم حركة العين غير السريعة يقل هذا التور ولكن دون أن يختفي تماماً.
أما في نوم حركة العين السريعة فإن هذا التوتر يختفي ويدخل جسم الإنسان في حالة شلل كاملة تسترخي فيها جميع العضلات (يستثنى من هذا الشلل العضلات غير الإرادية التي تتحكم بالعمليات الحيوية والتلقائية في الجسم كعضلات التنفس). وهذا ما يميز نوم مرحلة حركة العين السريعة عن حالة اليقظة واللتان تتشابهان من حيث شكل الموجات الدماغية كما ذكرنا سابقاً.
ويعتقد العلماء أن هذا الاسترخاء في العضلات خلال نوم حركة العين السريعة قد يكون له دور هام في منع الإنسان من التصرف والتحرك والاستجابة للأحداث التي يشاهدها في أحلامه فيحميه بذلك من خطر إيذاء نفسه أو إلحاق الضرر بالأشخاص والأشياء القريبة منه. وهذا ما يحصل لدى بعض الأشخاص الذين يعانون من خلل في الآلية التي تشل العضلات خلال نوم حركة العين السريعة حيث تحوّل أجسامهم الإشارات الحركية التي يصدرها الدماغ أثناء الحلم إلى حركات جسدية حقيقية فيؤدي ذلك إلى حوادث مأساوية قد تنتهي بالموت في بعض الأحيان.
ملاحظة هامة جداً
مما ينبغي الانتباه إليه هو أن كل مرحلة من مراحل النوم هذه لها فوائد ووظائف تختلف عن الأخرى، ويجب على الإنسان أن يحظى بالمدة الكافية اللازمة لكل مرحلة منها، مما يعني أنه ينبغي على الإنسان أن يحاول أن يحظى كل ليلة بالقدر الكافي من النوم ولا سيما القدر الكافي من نوم حركة العين السريعة التي تكثر في النصف الثاني من الليل وهو النصف الذي غالباً ما يستغني الناس عنه باستيقاظهم باكراً فيحرمون أجسامهم بذلك من وظائف هذه المرحلة الهامة جداً.
فعندما يستيقظ الإنسان بعد ست ساعات من النوم يظن أنه قد فقد ساعة واحدة من نومه (إذا اعتبرنا أن حاجته من النوم هي 7 ساعات) إلا أنه في الحقيقة يكون قد خسر قسماً كبيراً من نوم حركة العين السريعة التي تكثر في هذه الساعة.
أدعو الله سبحانه وتعالى أن يرزقكم قلوباً مطمئنة وعقولاً حكيمة وأبداناً سليمة
مصدر الصور: Freepik
إرسال تعليق