Najbolja stvar vezana za spavanje u svemirskom brodu je da to možete učiniti bilo gde. Usled mikrogravitacije spavanje na podu je isto tako udobno kao i spavanje na zidu ili plafonu, a ne trebaju vam ni dušek ni jastuk.

---

Spavanje je aktivan proces. To je reverzibilno, ponavljajuće stanje besvesnosti kome se jedinka može odupreti samo tokom jednog ograničenog vremenskog perioda. Za razliku od kome, iz spavanja osoba može biti probuđena pomoću senzornih ili drugih stimulusa. Na osnovu EEG (1) promena spavanje je podeljeno u dve faze:

Astronauti Richard Dick Truly i Guion Bluford na Challengeru. Truly spava tako da mu je glava prema “plafonu”

1. Sporotalasno spavanje – u ovoj fazi smanjuje se broj srčanih otkucaja u minuti i snižava krvni pritisak dok se tonus antigravitacionih mišića i aktivnost sistema organa za varenje povećavaju.

2. REM (paradoksalno spavanje) – u ovoj fazi osoba spava veoma dubokim snom ali EEG pokazuje brzu niskovoltiranu aktivnost koja je karakteristična za budno stanje, otuda naziv paradoksalno spavanje (osoba spava dubokim snom dok je elektroencefalogramski budna). Ova faza se karakteriše brzim pokretima očnih jabučica (Rapid Eye Movement) ali su mišići jako opušteni, dok se ritam srčanog rada i krvni pritisak menjaju. Snovi se najčešće javljaju u ovoj fazi i osoba ih se seća dok snovi ako se i jave u fazi sporotalasnog spavanja najčešće nisu pohranjeni u memoriju. REM faza traje 5 do 30 minuta, a javlja se na svakih 60 do 90 minuta. Iako je u REM fazi dubina spavanja veća, osoba se najčešće budi iz ove faze.

Ceo ciklus, koji se sastoji od jedne faze sporotalasnog i jedne faze REM spavanja, traje oko 90 minuta i završava se REM fazom. Tokom noćnog spavanja postoji od 4 do 6 ovakvih ciklusa. Pri tome se u REM spavanju provede oko 2 sata (25% vremena). Opisana šema odgovara proseku. Poznato je da ima osoba koje spavaju veoma malo, nekoliko sati dnevno, godinama i to se može smatrati konstitucionalnom osobinom ličnosti, dok sa druge strane ima osoba koje su konstitucionalno dugotrajni spavači. Potreba za spavanjem, po istraživanjima američkih naučnika, iznosi 8,2h dnevno, standardna devijacija za individualne razlike je 2,6h.

Smatra se da u mehanizmu ciklusa budnost-spavanje centralno mesto zauzima retikularna formacija (reticulum = mreža lat.) – to je skup jedara međusobno povezanih u mrežu koja prožima centralni nervni sistem od kičmene moždine pa naviše do velikog mozga. Aktivacijski deo ove formacije uzrokuje buđenje dok inhibicijski deo uzrokuje spavanje. Na retikularnu formaciju utiču dva sistema istovremeno međusobno sinhrona i suprotstavljena: cirkadijalni i homeostatski sistem.

Cirkadijalni sistem koordiniše sve organske sisteme da bi se obezbedila optimalna funkcija celog organizma. Često ga opisuju kao sistem za buđenje.

Homeostatski sistem prouzrokuje potrebu, nagon za spavanjem tzv. sleep drive. Aktivnost ovoga sistema se pojačava sa povećanjem vremena koje osoba provede u budnom stanju.

Uz ova dva sistema, na ciklus budnost-spavanje utiču i svima poznati faktori kao što su kvalitet i kvantitet prethodnih spavanja, aktivnost, motivacija, položaj tela, raspoloženje, buka, svetlost...Treba posebno naglasiti da za sada još uvek ne postoji pravo i tačno objašnjenje ciklusa budnost-spavanje. Identifikovana su neuronska područja, transmiteri i mehanizmi koji se odnose na spavanje, ali za sada postoje samo hipoteze o funkcionisanju celokupnog sistema.

Spavanje u Svemiru

Astronaut Bjarni V. Tryggvason iz Canadian Space Agency (CSA), spava na podu Diskaverija Foto: NASA

Najbolja stvar vezana za spavanje u svemirskom brodu je da to možete učiniti bilo gde. Usled mikrogravitacije spavanje na podu je isto tako udobno kao i spavanje na zidu ili plafonu, a ne trebaju vam ni dušek ni jastuk. Na šatlu su astronauti mogli da spavaju u svojim sedištima, u vrećama za spavanje, u posebnim ležajevima (2) ili su mogli da se jednostavno zakače za zid specijalnim kaiševima. Takođe, svaki astronaut je imao povez za oči i čepove za uši. Za buđenje kontrola leta u Hjustonu je puštala muziku po izboru astronauta. Na ISS postoje samo kabine u koje može da stane po jedan astronaut. Svaka kabina sadrži vreću za spavanje a postoji i velik prozor na spoljnom zidu koji gleda ka svemiru. U principu, članovima posade ISS-a je dozvoljeno da spavaju bilo gde ukoliko su zakačeni za zid. Dvadesetčetvoročasovni period je podeljen u period od 8 sati za spavanje i 16 sati za budnost, uz to da astronauti imaju 45 minuta da se pripreme za spavanje i isto toliko kada se probude da se pripreme za radni dan. Astronauti koriste vremensku zonu koju odredi kontrola leta u Hjustonu.

Iako je 16 zalazaka i izlazaka Sunca verovatno vrlo uzbudljiv i lep doživljaj, dan koji traje 90 minuta (3) je popriličan udarac na cirkadijalni i homeostatski sistem. Poznato je da su ova dva sistema veoma otporna na pokušaje promene (4). Iako razne protivmere pružaju privremeno poboljšanje funkcije nervnog sistema (vidi dalje u tekstu), po svemu sudeći, jedini način da se otklone razni poremećaji njegovog funkcionisanja uzrokovani nedostatkom spavanja je - spavanje. Za vreme “noćnih” časova kao i za vreme časova popodnevnog odmora mnoge sposobnosti su oslabljene. Cirkadijalni ritam se, po sadašnjim saznanjima, ne može promeniti. Telo je uvek programirano da spava noću. Uz to, sinteza melatonina, hormona koji prouzrokuje spavanje, biva stimulisana mrakom, a inhibisana svetlošću – nivo melatonina ne može da dosegne kritičnu vrednost za izazivanje spavanja zbog toga što svakih 90 minuta dolazi do osvetljavanja mrežnjače preko koje pinealna žlezda, koja luči ovaj hormon, dobija informacije o tome da li je dan ili noć. Pri putovanju na Mars stvari postaju još komplikovanije za čovekov cirkadijalni časovnik. To je jedno od važnih pitanja o kojima planeri daljih misija moraju da vode računa.

Razlozi za koje se smatra da dovode do smanjenja dužine spavanja u svemiru:

1. Dan koji traje 90 minuta

2. Visok nivo buke

3. Nelagodnost usled samog boravka u svemiru

4. Smanjeno zamaranje muskulature u uslovima mikrogra- vitacije

5. Istezanje kičme usled odsustva gravitacije što rezultira bolom u leđima

Iako astronauti imaju na raspolaganju po 8 časova za spavanje na svakih 24 časa većina njih se oseća odmorno već posle 6 časova sna. To je suština ove priče.

Spavački dug

Spavački dug (5) je nagomilana količina izgubljenog sna. Iako široko korišćen da bi se opisali efekti gubitka sna, njegov nastanak je veoma slabo definisan u naučnoj literaturi. Nagomilavanje pritiska za spavanje je izgleda ključni mehanizam nastanka spavačkog duga. Spavački dug se izračunava kao razlika između časova spavanja koja je potrebna nekoj osobi i časova spavanja koju je ta osoba ostvarila. Npr. čoveku u proseku treba 8h sna. Ukoliko on spava 6h, za dve nedelje će spavački dug iznositi 28 časova što je ekvivalentno vremenu od 28 časova potpunog odsustva spavanja, tj. to je jedna neprospavana noć. Tada delimičan gubitak sna prouzrokuje pojave identične onima koje su prouzrokovane totalnim gubitkom sna:

I Poremećaji funkcije nervnog sistema

1. Deficit pažnje – najčešća i najznačajnija posledica. Kada se od osobe depriviranog spavanja zatraži izvođenje bilo kojeg kratkotrajnog zadatka, a ona je motivisana za izvođenje istog, zadatak će najverovatnije biti izvršen bez greške. Međutim, takva osoba ne može intenzivno i dugotrajno održavati pažnju potrebnu za izvršavanje zadataka. Najmoćniji činilac koji prouzrokuje greške i smanjenje uspešnosti kod pospanih osoba je dugotrajno obavljanje zadataka.

2. Usporavanje misaonih procesa;

3. Produženje reakcionog vremena;

4. Problemi sa pamćenjem, percepcijom, rasuđivanjem i donošenjem odluka;

5. Pogoršanje raspoloženja, razdražljivost i sledstveno negativne interpersonalne interakcije;

6. Promena svesti (kao krajnji efekat).

II Poremećaji funkcije imunog sistema (6)

Najveća opasnost je u tome što kumulativno smanjenje uspešnosti nije praćeno i porastom subjektivnog osećaja pospanosti, tj. osoba kod koje se spavački dug nagomilao nema osećaj pospanosti već, po pravilu, smatra da se adaptirala na smanjenu količinu sna (7). Iako postoji hipoteza da se adaptacija na spavački dug može razviti u toku izvesnog vremena eksperimentalni podaci je do sada nisu potvrdili. Veličina spavačkog duga je glavna determinanta snage težnje da se zaspi u bilo kom momentu. Prema sadašnjim saznanjima, svaki spavački dug, ukoliko se ne vrati, ostaje sa nama do kraja života. Bitno je napomenuti da se čak i veliki spavački dug može vratiti već posle 5 do 6 dobro prospavanih noći. Ali, ne postoji drugi način da se on “otplati”osim spavanja. Naravno, ljudi stalno pokušavaju da nađu način da prevare sistem. Tako i timovi u NASA-i trenutno razmatraju sledećih nekoliko stvari:

Dremanje – vrlo delotvorno, najviše ima uticaj na poboljšanje radne memorije (8). Negativna nuspojava je “grogi” osećaj (spavačka inercija) koji se često javlja posle dremanja a karakteriše se većom pospanošću nego pre samog dremanja i smanjenjem sposobnosti za izvođenje čak i najjednostavanijih zadataka. Najčešće traje 15-30 minuta ali može trajati od 1 minut do 4 časa. Izuzetno je intenzivan ukoliko telo upadne u dubok san i probudi se posle samo sat vremena. Po nekim istraživanjima buka, odn. jako svetlo ga otklanjaju – problem je što i oni takođe prouzrokuju dodatni zamor. Što je veći dug, veća je dubina sna, veća je inercija.

Odmori bez spavanja – iako ne prouzrokuju grogi osećaj imaju manje dejstvo na oporavak nervnog sistema nego dremanje.

III Supstance za održavanje budnosti

Kofein – snažan stimulans centralnog nervnog sistema iz porodice metilksantina. Deluje putem blokiranja receptora za adenozin (9) i povećavanjem količine cAMP (10) u ćelijama. Vrlo je verovatno da pored kore velikog mozga aktivira i aktivacijski deo retikularne formacije pa prema tome i indirektno stimuliše koru. Osim toga, stimuliše disanje, pojačava snagu srčane kontrakcije, ubrzava srčani rad, pojačava rad bubrega i želudačnu sekreciju. Kod dužeg konzumiranja razvija se tolerancija zbog čega su potrebne sve veće doze. Neželjeni efekti kod većih doza su nesanica, premor, konvulzije i ostali znaci prenadraženosti centralnog nervnog sistema.

Kofein + izlaganje jakoj svetlosti – ima najveći efekat u povećanju budnosti i poboljšanju misaonih procesa

Modafinil – tačan mehanizam dejstva ovog leka tek treba da bude u potpunosti objašnjen. Nastanak tolerancije nije zabeležen, a neželjena dejstva (vrtoglavica i drhtanje) su retka, blaga i prolazna

Mikrosan

Mikrosan (engl. microsleep) je kratka nenamerna epizoda gubitka pažnje. Do njega dovodi potreba za spavanjem sa povećanjem vremena budnosti. On je, za astronaute, najopasnija posledica hronične restrikcije sna. Dok je u mikrosnu osoba ne može da odreaguje na informacije koje dolaze iz okoline. U jednom istraživanju ispitanici su zamoljeni da pritisnu dugme svaki put kada svetlo bljesne direktno u njihove oči. Dok su bili u mikrosnu nisu primetili svetlo a čak nisu ni bili svesni da su u mikrosnu. Najčešće se dešavaju u određeno vreme u toku dana, u ranim jutarnjim, ranim popodnevnim časovima i kasno noću. S obzirom da niko ne može da natera astronaute da spavaju duže NASA istražuje efekte melatonina koji povećava pospanost i olakšava početak spavanja i to sve bez neželjenih dejstava.

Zaključak

Mnoge stvari vezane za mehanizam spavanja su još uvek nerazjašnjene. Istraživanja koja se trenutno sprovode nemaju za cilj razumevanje spavanja kao aktivnog procesa nervnog sistema već su usmerena na rešavanje pojedinačnih pitanja vezanih za ovaj proces. Kompleksna međusobna povezanost različitih delova nervnog sistema, kako na mikro tako i na makro nivou, onemogućava sagledavanje suštine njegovog funkcionisanja u ovom momentu. Dok naučnici ne shvate šta je svest, vrlo je verovatno da značajnijeg napretka u razumevanju procesa spavanja neće biti. Od kada je nastao u procesu evolucije, čovek se vrlo malo promenio. Težnja mozga da shvati samoga sebe se čini kao priprema za skok na lestvici evolucije. Da li ćemo uspeti da izvedemo taj skok još uvek je neizvesno.

(Članak je za Astronomiju 2006. pisao Nemanja Kovačev) 

---

1 Elektroencefalogram – uređaj za praćenje električne aktivnosti mozga.

2 U sklopu svakog ležaja se nalazi svetlo za čitanje, sistem za radio vezu a bočne stranice se mogu podići

3 To je poseban problem astronautima koji spavaju u kabini space shuttla – svakih 90 minuta Sunce osvetljava i zagreva kabinu

4 Osobe koje rade treću smenu čak i posle više od 10 godina bivaju pospane u noćnim časovima jer su ljudi “programirani” od strane cirkadijalnog časovnika da spavaju noću

5 Kako da znate da li imate velik spavački dug? Ukoliko je pospanost izazvana boravkom u toploj prostoriji, dosadom, monotonijom, alkoholnim pićem - to nisu direktni uzroci pospanosti, oni uzrokuju pospanost jedino ako imate velik spavački dug.

6 Postoji puno dokaza o uticaju nervnog na imuni sistem. Smatra se da su ova dva sistema povezana na nivou nerava koji inervišu najmanje krvne sudove u telu. Jedna od poznatih stvari vezanih za uticaj nervnog na imuni sistem je paraliza imunog sistema usled stresa i njegovo slabljenje usled umora.

7 Ovo je samoobmana ljudskog organizma koja je prisutna kod 90% osoba srednjeg životnog doba. Ljudi koji poseduju neuobičajeno velik spavački dug imaju osećaj hroničnog umora. Sindrom hroničnog umora ne postoji.

8 Radna memorija uključuje fokusiranje pažnje na jedan zadatak dok za to vreme osoba drži druge zadatke u memoriji; osnovna je za obavljanje kompleksnog posla

9 Adenozin učestvuje u započinjanju spavanja

10 cAMP (ciklični adenozin-monofosfat) je tzv. sekundarni glasnik – ima veliki značaj u posredovanju dejstva hormona kojima se mobiliše deponovana energija, zatim u održavanju brzine i snage kontrakcije srčanog mišića i produkciji steroida u nadbubrežnoj žlezdi i polnim žlezdama

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/Q1vHmuUXOYw?list=PLiuUQ9asub3ThXxePuhXdbIoLF-e1WQ_x" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>