Memeliler Neden REM Uykusuna İhtiyaç Duyar?

1951 yılının bir Aralık akşamı, Şikago Üniversitesinde fizyolog olan Eugene Aserinsky 8 yaşındaki oğlu Armond’un kafasına uyumadan önce elektrotlar yerleştirdi.

uyuyan köpek freepik

Kendisi daha sonra yan odaya geçerek Armond’un yüz kaslarındaki elektriksel aktiviteyi kaydeden bir sıra dolusu kalemin hareketini izlemeye başladı. Birkaç saat sonra, kalemler çılgınca sallanmaya başladılar. Hareket desenine bakılırsa, Armond’un gözleri fırıl fırıl dönüyor olmalıydı fakat Aserinsky odasına gidip baktığında oğlunu uyuyor halde buldu.

Aserinsky REM (Rapid Eye Movement) uykusunu keşfetmişti!

Zamanla, Aserinsky ve diğer bilim insanları bu haldeyken beynin yaydığı dalgaların alçak frekanslı elektrik dalgalarından uyanık zamanlarda olduğu gibi yüksek frekanslı olanlara dönüştüğünü öğrendiler. Aserinsky deneklerini REM uykusundan uyandırdığı zaman, çoğu o sırada canlı bir rüya görmekte olduğunu söylüyordu.

O günden bu yana REM uykusunun memelilerin çoğunda gözlenmesine rağmen, ne işe yaradığı hala bilinmemektedir. Geçtiğimiz günlerde, bir grup Amerikalı ve Rus araştırmacı kürklü fokların bu konu hakkında önemli bir ipucu verebileceğini açıkladı. Grup, daha önce hiçbir memelide gözlenmemiş bir şekilde, kürklü fokların yüzdükleri zaman REM uykusuna hiç geçmezken, karada ise REM uykusuna geri döndüklerini gözlemledi.

Kaliforniya Üniversitesinden uyku uzmanı ve 7 Haziran’da Current Biology dergisinde yayımlanan makalenin yazarlarından biri olan Jerome M. Siegel, foklarla yaptıkları bu çalışmanın beynimizin ısı üretmek için zaman zaman REM uykusuna geçtiğine kanıt sunduğunu söyledi. Siegel “REM uykusu beynimizin ısınmak için titremesi gibidir” dedi.

Pek çok bilim insanı beyinlerimizin uyku sırasında REM evresine geçmesinin nedeninin düzgün çalışması için gerekli olduğunu düşünüyordu. REM uykusundan birkaç gün mahrum bırakılmış sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalar bu düşünceyi destekler nitelikteydi. Bu sıçanlar normal hallerine bırakılır bırakılmaz sanki kaybettikleri zamanı telefi etmeleri gerekir gibi bir ribaund etkisi gösterdiler ve REM evresinde daha fazla zaman harcadılar.

Başka çalışmalar REM uykusunun beynin metabolizmasını dengede tutması için gerekli olduğunu öne sürdü. REM uykusundan mahrum bırakılmış fareler çok yemelerine rağmen kilo kaybediyordu. Hatta bu mahrum bırakma ölümcül olabiliyordu. Siegel’in ifadeleriyle: “Eğer bir sıçanı REM uykusundan mahrum bırakırsanız, iki hafta içinde ölür.”

Fakat diğer bulgular araştırmacıları REM uykusunun önemiyle ilgili şüpheye düşürdü çünkü bazı antidepresanlar kullanıcılara herhangi bir zarar vermeden REM uykusunda azalmaya neden oluyordu. REM evresi ayrıca rüya görmek için de şart değildi. Araştırmacılar insanların yavaş-dalga uykusu dediğimiz evrede de rüya görebildiğini buldular.

REM uykusu ile ilgili en kafa karıştırıcı bulgulardan bazıları ise denizden geldi.

1970lerde Rus biyolog Lev M. Mukhametov yunusların kafasına elektrotlar yerleştirdi ve yunusların beyinlerinin bir yarısı uykudayken diğer yarısının uyanık kalabildiğini ve bu iki tarafın görev değiştirebildiğini keşfetti. Ancak ne kadar çok araştırsalar da, REM uykusunda bir yunusa hiç rastlamadılar.

1990larda Dr. Siegel ve Dr. Mukhametov işbirliği yapıp yunusların akrabaları olan boz balinalarda da aynı uyku modelinin görülüp görülmediğini araştırmaya başladılar. Yakın dönemde ise iki araştırmacı hem karada hem de denizde uyuyan bir memeliyi araştırırlarsa ne olacağını merak ettiler. Bu yüzden kürklü fokları araştırmaya karar verdiler. Bu canlılar, aylarca denizde yüzdükten sonra çiftleşmek ve yavrularını büyütmek için karaya gelirler.

UCLA ve Severtsov Ekoloji ve Evrim Enstitüsü‘nde çalışan sinirbilimci Oleg I. Lyamin, kürklü fokların başlarına elektrot yerleştirdi ve veri kaydedicileri sırtlarına bantladı. Foklar rahatça yüzebilecekleri bir havuzun içindelerdi ve istedikleri zaman kendilerini havuzda bulunan kuru bir platformun üstüne çekebiliyorlardı. 2 günlük veri kaydından sonra, araştırmacılar platformu havuzdan aldılar. 2 hafta boyunca, foklar sadece yüzebildiler. Daha sonra araştırmacılar fokların üstünde uyuyabileceği platformu tekrar yerine koydular. Araştırmacılar, fokların platform üzerinde en az bir kara memelisi kadar uyuduğunu keşfettiler. Beyinlerinin tamamının yavaş-dalga uykusuna girdiğini ve bu uykunun zaman zaman REM uykusu ile bölündüğünü gözlemlediler.

Fakat foklar havuzda tutuldukları 2 hafta boyunca suda uyumak zorunda kaldıklarında, beyin dalgaları yunuslarınkine çok benzerdi. Belli bir anda beyin yarım kürelerinden sadece bir tanesi uyuyordu. Dahası, foklar bu sırada hiç REM uykusuna geçmiyordu.

Dr. Siegel “REM uykusu suda sıfırlanıyor ve su altında kaldıkları süre boyunca böyle devam ediyor” diyor.

Foklar, platformun üstünde oldukları zaman ise alışılmış REM uykusuna geri dönüyorlardı. Uzun zaman REM uykusundan mahrum kalmaları görünürde onlara hiçbir zarar vermemişti ve yoksunluk belirtileri de göstermediler.

Sonuçlar REM uykusunun su ve yiyecek kadar yaşamsal bir öneme sahip olduğunu çürütür nitelikte. Aslında, önceden yapılan R.E.M. uykusundan mahrum bırakma çalışmaları düşünüldüğü kadar inandırıcı olmayabilir. Çünkü bu çalışmalarda araştırmacılar inceledikleri canlıları REM uykusundan mahrum bırakmak için uykudan uyandırıyorlardı. Dr. Siegel “Bu bazı deneylerde günde belki bin kere tekrar ediliyordu,” diyor. Sürekli ve üst üste uyandırılma işlemi canlılar üzerinde strese yol açtığı için canlılara REM uykusunun eksikliğinden daha fazla zarar vermiş olabilirdi.

REM uykusu ile ilgili daha tatmin edici bir ipucu insan davranışlarında görülebilir. İnsanlar kendi kendilerine uyandıklarında, genellikle REM uykusundan çıkarlar ve zinde olurlar. Ancak yavaş-dalga uykusundan uyandıkları zaman zihinleri karışmış ve sersemlemiş olurlar.

Dr. Siegel ve meslektaşları beynin yavaş-dalga uykusu sırasında soğuduğunu ve bu yüzden aşırı soğumayı engellemek için belli aralıklarla REM uykusuna girerek aktif olduğunu öne sürdüler. Aktivite için gerekli enerji oksijen açısından zengin kanın beyne dolması ile sağlanır ve beynin ısınması ise bu sayede sağlanmış olur.

Dr. Siegel “Aynen geceleri evimizdeki ısıtıcıların yaptığı gibi, belirli aralıklarla kapanıp açılarak beyin sıcaklığı uyku sırasında fonksiyonel sınırlarında tutulmuş olur” diyor.

Bu ifade aynı zamanda yunusların ve denizdeyken fokların neden hiç REM uykusuna geçmediklerine de açıklama getirebilir. Bu deniz canlıları avcılardan korunmak ve boğulmalarını engellemek için yarı-beyin uykusuyla evrimleşmiş olabilirler. Beyinlerinin bir yarım küresi daima aktif ve dolayısıyla daima sıcak olduğu için, REM uykusuna hiç ihtiyaç duymazlar. Foklar, sadece karaya döndükleri zaman beyinlerinin tamamını uyku durumuna geçiriyorlar ve bu organın soğuması da REM uykusunu aktive ediyor.

Max Planck Kuşbilim Enstitüsü’nden uyku uzmanı Niels C. Rattenborg, bu çalışmanın REM uykusunun önemini sorgulayan ilginç çalışmalardan biri olduğunu söyleyerek Dr. Siegel’in beyin titremesi teorisini test etmek istedi. O ve meslektaşları beynin REM uykusuna geçtiği sırada, uykuyu düzenlemede önemli rolü olan beyin sapında bir grup nöron belirlediler.

Bu çalışma aslında doğru zannettiğimiz birçok bilginin sorgulanabilir olduğunu ve insan beynini anlamada diğer canlıların önemini bir kez daha bizlere hatırlatmış oldu.

Beyni tamamıyla anlamak için önümüzde uzun bir yol var gibi görünüyor.

Her zaman REM uykusundan ve zinde uyanmanız dileğiyle…

Çeviren Kübra Çelikbaş

Makale New York Times

Kapak Görseli Freepik.com

Nobelli Sinirbilimci Kandel’in Yeni Kitabı Raflardaki Yerini Aldı

Anasayfamızdan daha fazla sinirbilim yazısına ulaşabilir, podcast ve videolarımıza erişebilirsiniz.