Uyumak için beyne gerek yok. Peki neden uyuyoruz?

Canlıların uyumak için beyne ihtiyacı yok. Peki neden uyuyoruz? Yoksa uyku beyinden önce mi ortaya çıktı? Peki ya diğer canlılar nasıl uyuyor? Bilim insanları canlıların uyumak için beyne ihtiyacı olmadığını ortaya çıkardı. Oysa solucanlar gibi en basit sinir düğümlerine sahip olan organizmalar bile, memeliler gibi gece–gündüz döngüsüne sahip olmasa dahi yaşamının belirli evrelerinde uyku davranışı sergiliyor. Buna karşın uyumak kısa süreli belleği uzun süreli belleğe taşımak ve beyinde çöp veri temizliği yapmak gibi beyin gerektiren bilişsel süreçlerle açıklanıyor. Madem uyumak için beyne gerek yok öyleyse neden uyuyoruz? Yoksa uyku beyinden önce mi gelişti?

Uyumak insana özgü değildir

Size bir soru sorayım: Hangisi önce gelir? Uyku mu, beyin mi? Birçoğunuz apaçık beynin önce geldiğini söyleyecektir. Oysa son araştırmalar uykunun bilim insanlarının düşündüğü kadar beyne bağlı olmadığını gösteriyor. Bunun nedeni toprak solucanları gibi çok basit sinir ağlarına sahip organizmaların bile, uzaktan insan benzer uyuma davranışları sergiliyor olmasıdır. Peki bir solucan bile uyuyabiliyorsa uyku nedir? İnsanlar ve diğer canlılar neden uyku ihtiyacı hisseder?

Öncelikle pek çok uykuya gereksinim duyar ama her canlı kendine göre uyur. Örneğin insanlar genellikle gece saatlerinde 8 saat kesintisiz uyur. Bebekler günün büyük kısmını uyuyarak geçirir. Ergenlerin günde 10 saat uyuduğu olur. Hatta araştırmacılar sabah 8.00’de ders başı yapan okulların öğrenim performansını düşündüğünü göstermiştir. Neden derseniz… 16 yaşındaki bir gencin okula gitmek için erken kalkması veya sadece 7 saat uyuması, bir yetişkinin yalnızca beş saat uyumasına eşdeğerdir. Bu nedenle son yıllarda okul saatleri 30–60 dakika ileri çekilmiştir.

Peki ya diğer hayvanlar?

Mesela yabanıl filler günde birkaç saat uyur ama günlerce uyumadan dolaştıkları da olur. En azından insanlar gibi derin REM uykusuna dalmadan… Peki bu yaratıklar şekerleme yaparken beyinleri ne yapar? Araştırmacılar bunu görmek için beyinden gelen elektromanyetik sinyalleri ölçtüler. Örneğin yunuslar unihemisferik uyur ve yavaş dalga uykusuna dalar. Bu da yunus beyninin sadece bir yarısının uyuduğu anlamına gelir. Bilim insanları beynin iki yarısının çok farklı sinyaller gönderdiğini gördüler.

Beynin yarısı yavaş dalga uykusunda iken diğer yarısı uyanıklık belirtileri gösteriyordu. Oysa yunusların uyuduğunun dış belirtileri de vardır. En basitinden uyuyan beynin ters yanında olan gözlerini kapatırlar. Siz de bunu beynin sol yarısının, bedenini sağ yarısını kontrol etmesi gibi düşünebilirsiniz. Yunuslar uyurken su yüzeyine yakın yüzer ki uyurken nefes almayı unutmasınlar. Sonuçta yunuslar akciğerli su memelileridir. İşin ilginci böcek ve sinekler gibi omurgasızlar da uyur: 😮

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Böceklerde uyumak nedir?

Araştırmacılar hamamböcekleri ve meyve sineklerinin uyuma belirtisi gösterdiğini gördüler. Bu bağlamda böceklerin tepkileri azalıyor, hareketleri yavaşlıyor ve hatta bedensel duruşları değişiyordu. Dolayısıyla farklı türlerin farklı şekilde uyuması ve böceklerin bile uyku haline işaret etmesinden yola çıkan biyologlar, başka canlı türlerinde de uyku izleri aramaya başladılar. Buna hidralar ve denizanaları da dahildi. Sonuçta bu basit hayvanların nöronları insan sinir hücreleri kadar sıkı paketlenmemiştir. Bu hücreler beyinden ziyade basit sinir ağı düğümleri oluşturur.

Bilim insanları bu nöral örgüyü araştırdılar. Böylece eski zamanlarda uykuyu keşfeden ilk canlının neye benzediği ve nasıl uyuduğu hakkında bilgi edinmek istediler. Özellikle de denizanalarının dünyada ilk uyuyan canlılar olduğundan kuşkulandılar. Nitekim biyologlar artık uykunun 1 milyar yıl önce evrim geçirdiğini düşünüyor. Öyleyse denizanaları uyku yetisini memelilerle ortak atalarına aktarmıştı. Bu bizi denizanalarıyla ortak atamızı araştırmaya götürecektir.

Ayrıca uykunun denizanalarından gelmesi en basit canlıların bile uyumasına şaşırmamak gerektiğini gösterir. Uykunun bünyeyi, yani bedenin çalışma hızını değiştirdiğini biliyoruz. Örneğin insanlar dinlendirici bir uykuda daha yavaş nefes alır, kalp atışları yavaşlar ve vücut sıcaklığı düşer. Dahası yatakta düz duvara tırmanan sporcular kadar hareketli olmazlar. Metabolizma hızının değişmesi canlının yaşamak için gerek duyduğu enerjiden tasarruf etmesini sağlar. Öyleyse en basit canlılar enerji tasarrufu yapmak için uyur. İnsanlar ise dinlenmek için uyur ki bu da enerji tasarrufudur:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Uyumak kendini onarmaktır

Canlılar uykuda, uyanıkken yapamadıkları şeyleri de yapabilir. En basitinden sürekli alarm ve hareket halindeki bir bedenin dokularını onarması imkansızdır. Onarsa bile anında yıpranır çünkü… Ayrıca mevcut enerjiyi hem koşmak hem de bakım yapmak için kullanmak verimsizdir. Organizma ikisini birden yapamaz. Örneğin iplik kurtlarından C. elegans uykuyu büyümek ve dokularını onarmak için kullanır. Oysa her gün düzenli aralıklarla uyumaz. Bunun yerine sadece gelişim aşamasında uyur.

Nitekim araştırmacılar deniz canlısı hidraların da uykusuz kaldığında beden hücrelerinin bölünmesini durdurduğunu görmüştür. İnsanlar gibi beyni olan canlılarda da uykuyla metabolizma arasında ilişki olduğu görülmüştür. Uyku vücudun hormonel ve metabolik süreçleriyle yakından bağlantılıdır. İnsan bünyesinin düzgün çalışmasını sağlamak için şarttır. Kısacası uykusuzluk çeken ve uyku bozukluğu olan kişilerin vücudu bundan olumsuz etkilenecektir. Psikolojisi de…

Araştırmacılar uykusuzluğun sarhoşluğa benzediğini bulmuştur. Uykusuzluk konsantrasyon süresini aşırı kısalttığı için de insanların çok basit ama tehlikeli hatalar yapmasına neden olur. Örneğin direksiyon başında uyuyakalmak çok tehlikelidir ama daha tehlikeli olanı uyanıkken görülen refleks kaybıdır. İnsanlar kolay kolay direksiyon başında uyumaz ama yorgun olmasına rağmen çok iyi araç sürdüklerini düşünür. Oysa çok kötü araç sürerler. Tehlikeli olan tıpkı sarhoşlarda olduğu gibi kişinin ne kadar beceriksiz bir hale geldiğini fark etmemesidir. Biz de buraya dek en basit hayvanların bile uyuduğunu gördük. Peki ya hiç sinir hücresi olmayan canlılar?

İlgili yazı: Kuantum Silgi ile Zamanı Geri Almak Mümkün mü?

Uykuyu nasıl ölçeriz?

İnsanlarla denizanalarının antik ortak atasının da büyük olasılıkla kaslarına sinyal gönderen sinir hücreleri vardı. Bunlar organizmanın hareket etmesini sağlıyordu. Öyle ki hareketsizliği uykuya yormak mümkündü. Tıpkı insanların uyurken yatakta kımıldanmak dışında genellikle kalkıp kendine bir çay koymaya, yunusların balık avlamaya veya ne bileyim, ineklerin otlanmaya gitmemesi gibi. Peki ya süngerler gibi kasları ve sinir hücreleri olmayan hayvanlar? Bir dakika! Süngerlerin bitki olduğunu düşünmüyordunuz değil mi? Her durumda süngerlerin uyuyup uyumadığını ölçmek zordur.

Bunun sebebi saptayacak elektrik sinyali olmaması ve süngerlerin diğer hayvanlar gibi hareket etmemesidir. Kısacası süngerlerde uyku göstergesi bedensel duruş aramak yararsızdır. Tabii onların da tüm diğer canlılar gibi metabolizması vardır. Bu yüzden enerji tüketimini karşılamak için beslenmeleri gerekir. Öte yandan, hücresel araştırmalarda süngerlerin metabolizma hızını düşürerek uykuya daldığını henüz göremedik. Tabii iş deniz yosunu gibi ne hayvan ne bitki ne de mantar olan makroskobik çok hücreli canlılara gelince iyice karışıyor. Biz de tanıdık sulara, yani insanlar geri dönersek:

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

İnsanlar nasıl uyur?

İnsanlarda uyku dürtüsünün beyinde üretilen organik bir madde olan adenozine bağlı olduğunu düşünüyoruz. Adenozin düzeyi gün boyunca artar ve bu da gittikçe yorulmamıza yol açar. Uyku sırasında vücut bu kimyasal bileşiği parçalayarak ortadan kaldırır. Ta ki ertesi güne kadar… Araştırmacılar işte bu yüzden, örneğin pazartesi 16 saat uyuyan bir insanın salıyı uyumadan geçiremeyeceğini söylüyor. Her gün uyumak zorundayız! Uykuyu biriktiremezsiniz.

Her durumda bir döngüsel ritimden söz konusu ve bunu da ışık etkiliyor. Beyinde hipotalamus denilen bir bölge var. Bunun içinde üst şiyazmatik çekirdek dediğimiz bir sinir hücresi grubu yer alır. Bu hücreler doğal ya da yapay ışık gören gözlerden gelen sinyalleri işler. Böylece beynimiz gece mi, gündüz mü olduğunu anlar. Akşama doğru gün ışığı azalırken vücudumuz melatonin hormonu salgılamaya başlar. Bu da gece uykumuzu getirir.

Sabah ışığı gördüğümüz zamansa kontizol hormonu salgılanır ve bu da bizi uyandırır. İşte bu yüzden gece 2’den sonra yatmak derin uykuyu azaltır; çünkü bu davranış melatonin düzeyini etkiler. Uykunun gündüze sarkması derin uykuyu zora sokar. Yatmadan TV, monitör ve telefona bakmak da ışık sebebiyle uykunuzu kaçırır. Tersine, karanlık bir odada daha uzun ve derin uyumak mümkündür. Işık uykuya dalmayı zorlaştırır ve uyanmayı kolaylaştırır. Sabahleyin beyin ışık algılayınca kortizol hormonu salgılar. Bu da bizi uyandırarak enerji verir. Ayrıca geceleyin insanların uykusu genellikle iki saatlik aralıklarla gelir. Bu yüzden uykunuz gelince yatmazsanız tekrar gelmesi için iki saat beklemeniz gerekebilir.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

Uyumak ve uyku aşamaları

İnsan bedeni dört aşamada uyur. İlk üç aşama hızlı göz hareketlerinin olmadığı NREM adımıdır. Son aşama ise hızlı göz hareketleri görülen REM uykusudur. NREM’in birinci aşamasında uyanıklıktan uykuya geçerek hafif bir uykuya dalarız. Kaslarımız rahatlar ve kalp atışları, solunum, göz hareketleri beyin dalgalarıyla birlikte yavaşlamaya başlar. Bu aşama birkaç dakika sürer. Gün içinde kısa bir şekerleme yapmak budur. Dahası 5–10 dakika kestirmenin günlük performansı artırdığı görülmüştür. En azından çalışırken uykunuzun geldiğini hissettiğinizde…

NREM’in ikinci aşamasında kalp atışları ve solunum iyice yavaşlayarak kaslar gevşer. Göz hareketleri durup beden sıcaklığı düşer. Yaz sıcağında bile uyurken üstünüze bir şeyler örtmeniz gerekebilir. Kısa süren az sayıda elektriksel aktiviteyi saymazsak bu adımda beyin dalgaları da yavaşlar. 8 saatlik bir uykunun en uzun aşaması budur. Bu sebeple uzmanlar gün içi şekerlemede 30 dakikayı geçirmemeyi önerir. Yoksa uykudan uyanmak zor olur ve günün kalanında uyuşuk olabilirsiniz.

NREM’in üçüncü aşaması sabah dinlenmiş olarak uyanmak için gereken en önemli aşamadır. Bu sırada kalp atışları ve solunum minimuma iner. Beyinsel faaliyetler dip yapar ve kaslar tümüyle gevşer. Vücut maksimum rahatladıktan sonra ve gece ilerledikçe kalp atışları yavaş yavaş hızlanmaya başlar. REM aşaması ise biraz daha farklıdır. Bu aşama uyku süresinde birkaç kez ortaya çıkar ve ilk olarak uykuya daldıktan 90 dakika sonra başlar. REM uykusunda vücudunuzdan çok zihniniz dinlenir. Böylece sabaha ayık kafa, yüksek moral ve motivasyonla uyanırsınız.

İlgili yazı: Biyonik Böbrek ile Diyaliz Derdine Son

 

Uyumak döngüseldir

Öyle ki birinci aşamadan sonra ikinciye geçmek diye bir şey yoktur. Daha doğrusu bu aşamalar döngüseldir ve uyanana dek arka arkaya birkaç kez tekrarlanır. Ayrıca her tekrarda uyku aşamalarının süresi azalır veya artar. Dahası insanlar genellikle REM evresinde rüya görür ama pek hatırlamaz. Anımsanan rüyalar uyanmaya yakın veya uykuya dalmadan önce gördüklerinizdir… Bu aşamada kalp atışı ve solunum hızlanır. Kan basıncı artarak gözler hızla hareket eder. Dahası kol ve bacaklarınız felç olur. Bir an uyanıp da yataktan kalkmak isteyince kalkamama nedeni budur. Anlaşılan evrim, insanların rüya görürken debelenip kendine fiziksel zarar vermesini engelleyen bir mekanizmayı kayırmıştır.

REM süreleri uyku ilerledikçe uzar. İnsanlar bu süreçte gün içinde öğrendikleri yeni şeyleri uzun süreli belleğe kaydeder. Beyin de kaygılar, korkular ve diğer dürtüler tarafından tetiklenen çöp kayıtları siler. Böylece bilincinizin dürtülerden olabildiğince arınmasını sağlar. Aksi takdirde gördüğü her şeyde şaşırıp ürken kedilerden pek bir farkımız kalmazdı. Öyle ki REM uykusu almayan insanlar ertesi gün sinirli ve dikkatsiz olur. Uzun vadede ise sarhoş gibi gezer ve gerçeği rüyadan ayıramaz. Özetle insanlar uykusuz yaşayamaz ve düzgün uyumaya dikkat etmemiz gerekir.

Uyku için sonsöz

Toparlarsak… Uyku aşamaları 90 ila 120 dakikalık sürelerle 8 saatlik uykuda birkaç kez tekrarlanır. Her döngünün yüzde 75–80’ini NREM oluşturur. Uyurken birkaç kez kısa süre için uyanabilirsiniz ama bunu ertesi gün hatırlamazsınız. Buna da W aşaması deriz. Rüyalarınız ise daha çok hafıza bakımı olduğundan, beyin bunları genellikle unutarak depolama alanından tasarruf eder. Ayrıca bazı araştırmalara göre bir kadeh şaraptan daha fazla alkol almak aniden uyanmanıza neden olabilir. Bu da REM döngülerini bozar ve sekiz saat uyusanız da iyi dinlenemezsiniz. Akşamdan kalmanın bir kısmı buna bağlıdır.

Siz de kış uykusuna yatarak Mars’a nasıl gideceğimize şimdi bakabilirsiniz. Hayvanlar ne kadar zeki ve insan bilincini matematikle kodlamak mümkün mü diye sorabilirsiniz. İnsansı atalarımızın ne zaman dik yürümeye başladığını, tüylerimizin ne zaman döküldüğü ve neden genellikle sağ elli olduğumuzu merak edebilirsiniz. Hızınızı alamayarak insan dilinin nasıl ortaya çıktığını, ateşi kullanmaya ne zaman başladığımızı ve bizi şempanzelerden ayıran yüzde 4 DNA’yı araştırabilirsiniz. Kendinizi cesur hissediyorsanız insanların en yakın akrabası Ejderha Adama göz atıp türümüzün önümüzdeki 100 yılda nasıl evrim geçireceğine de hemen bakabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın. 😊

Neden seks var?

¹Exploring phylogeny to find the function of sleep
²Lethargus is a Caenorhabditis elegans sleep-like state
³The Jellyfish Cassiopea Exhibits a Sleep-like State