• Bedenimizin ve zihnimizin neden uykuya ihtiyaç duyduğu farklı sebeplere bağlanmakla beraber araştırılmaya devam eden bir konuydu.
• Bazı kaynaklar uykunun beyindeki toksinleri uzaklaştırdığını söylerken bazıları vücudun onarılmasına ve yeniden enerji kazanmasına yardımcı olduğunu veya uzun süreli anıların oluşumunda kritik öneme sahip olduğunu söylüyordu.
• Yapılan yeni bir araştırma ise beyni, kaynakları uyanıkken tükenen biyolojik bir bilgisayara benzeterek uykunun, “işletim sistemini” sıfırladığını; düşünme ve işlemeyi optimize etmek için beyni ideal duruma getirdiğini gösterdi.

Uyku, bilim insanlarının yüzyıllardır araştırmaya devam ettiği bir konu. Peki neden uyuyoruz? Bu temel ihtiyacın karşılanması neye yarıyor?

Araştırmacılar, neden uyuduğumuzu açıklayan bir çalışmada fizik ve biyolojiyi birleştirdi. Araştırma beyni, kaynakları uyanıkken tükenen biyolojik bir bilgisayar gibi inceleyerek uykunun, beynin “işletim sistemini” sıfırladığını; düşünme ve işlemeyi optimize etmek için beyni ideal duruma getirdiğini gösterdi. Bazı kaynaklar uykunun beyindeki toksinleri uzaklaştırdığını söylerken bazıları vücudun onarılmasına ve yeniden enerji kazanmasına yardımcı olduğunu veya uzun süreli anıların oluşumunda kritik öneme sahip olduğunu söylüyor. St. Louis’deki Washington Üniversitesinden araştırmacılar tarafından yapılan bir araştırma, neden uyuyoruz sorusunu yanıtlayabilecek ilk doğrudan kanıtı sağladı. Araştırmanın ilgili yazarı Keith Hengen, “Beyin biyolojik bir bilgisayar gibi. Uyanıklık esnasındaki hafıza ve deneyim, beynin kodunu yavaş yavaş değiştirerek sistemi ideal durumdan uzaklaştırıyor. Uykunun temel amacı, optimal hesaplama durumunu yeniden sağlamak.” dedi. 

Beyni karmaşık bir bilgisayarla karşılaştırmak çok da abartılı değil. Her ikisi de bilgiyi iletmek için elektrik sinyallerini kullanıyor. Uzun süreli hafıza, depolama ve geri çağırma için sabit disk gibiyken nöronlarımız da devrelere benziyor. Bilgisayar kullanmak, arka planda, bilgisayarın yavaşlamasına neden olan bir dizi kaynak tekelleştirme sürecini çalıştırmak anlamına geliyor. Mevcut çalışmadaki araştırmacılar “kritiklik hipotezini” uygulayarak beynin de benzer şekilde davrandığını teorileştirdi.

Kritiklik hipotezi ve uyku

Fizik alanında kritiklik, düzen ile kaos arasındaki dönüm noktasında bulunan karmaşık bir sistemi tanımlıyor. Fizikçiler kritiklik kavramını ilk olarak 1980’in sonlarında, dama tahtası benzeri bir ızgaraya binlerce kum tanesini dökmek için basit bir dizi kural kullanarak geliştirdi. Kum yığınları, irili ufaklı çığların aniden başladığı bir karedeki yığınların diğerlerine doğru akmasına sebep oldu. Araştırmanın ortak yazarlarından biri olan Ralf Wessel, “Bütün sistem kendisini son derece karmaşık bir şekilde organize ediyor.” dedi. Kritiklik hipotezini beyne uygulayan araştırmacılar, her nöronu çok temel kuralları takip eden bireysel kum tanelerine benzetiyor. Nöral çığlar, fizikçiler tarafından oluşturulan kum çığlarına benziyor. Eğer nöronlar çok fazla düzen ile çok fazla kaos arasındaki ince noktaya ulaşırsa kritikliğe ulaşıyor. Beynin bilgi işlemesinin en üst düzeye çıktığı yer de tam olarak burası oluyor. Kritiklik teorisini, Hengen ve Wessel 2019’da geliştirdi.

Teori, beynin kritikliği korumak için aktif olarak çalıştığını gösteriyor. Bu çalışmada bilim insanları uykunun işlevini kritiklik çerçevesinde anlamaya çalıştı. Araştırmacılar genç sıçanların normal uyku/uyanıklık döngülerini serbestçe sürdürürken görsel kortekslerindeki nöronların elektrofizyolojik tepkilerini ölçtü. Hengen, “Bu küçük aktivite basamaklarını sinir ağı aracılığıyla takip edebilirsiniz. Kritik durumlarda her boyutta ve sürede çığ meydana gelebilir. Kritiklikten uzaklaşıldığında sistem yalnızca küçük çığlara veya yalnızca büyük çığlara karşı önyargılı hale gelir. Bu, kitap yazıp sadece kısa veya uzun kelimeler kullanabilmeye benzer.” dedi. 

Araştırmacılar, onarıcı uykudan yeni uyanmış farelerde her boyutta çığ gözlemlediler. Gözlemlenen çığlar uyanıklık dönemlerinde giderek daha küçük boyutlara doğru kayıyordu. Araştırmacılar, sinirsel çığların dağılımını takip ederek farelerin ne zaman uyuyacağını veya uyanacağını tahmin edebileceklerini buldular. Hengen, “Sonuçlar, uyanık olunan her anın ilgili beyin devrelerini kritiklikten uzaklaştırdığını ve uykunun beynin sıfırlanmasına yardımcı olduğunu gösteriyor.” dedi. Sonuç olarak araştırmacılar uykunun, beynin uyanıkken giderek zayıflayan kritikliğini geri kazanmasını sağladığını söylüyor. Gözlemleri, kritikliğin korunmasının uykunun temel ve yenileyici işlevi olduğu yönündeki hipotezleriyle tutarlı.

Derleyen: Fatma Ebrar Tuncel