Az alvás neurofiziológiája, szabályozása és funkciói Halász...

Az alvás Az alvás neurofiziológiája, neurofiziológiája,

szabályozása szabályozása és funkcióiés funkciói

Halász P

Bits of Sleep, Borbely,A. et al., 1998

Ujszülött

1 éves

4 éves

Az alvásperiódusok előfordulás 24 órásAz alvásperiódusok előfordulás 24 órásnapon belül különböző életkorokbannapon belül különböző életkorokban

18 24 6 12 18

4 éves

1O éves

Felnőtt

Teljes alvás

REM

Éber

ÓrákTe

ljes

alvá

sidő

Az alvás ontogenezise

Nap hónap hónap évek

Ujszülöttek csecsemők gyermekek serdülők felnőttek idősek

Telje

s al

vási

d

Roffwarg, Muzzio and Dement (1966)

Az orexinek a lateralis hypothalamusban képződnek

Az orexinerg rendszer

Kilduff,T.S., Peyron,C., TINS 23:359-365, 2000

Orexinek és REM

• Kutya narcolepsiában szisztémásan adott hypocretin-1 REM alvás csökkenést okoz

dózisfüggő módon csökken a cataplexia .

• Ismételt adás: az éber és alvási periódusok • Ismételt adás: az éber és alvási periódusok stabilizálódnak, megszűnt a cataplexia több napra olyan állatoknál, amelyeket előzőleg nem sikerült tünetmentessé tenni.

• (John 2001).

Az alvás aktiv folyamat

• A basalis előagy ingerlése NREM alvást indukálindukál

• Az elülső hypothalamus kárositása insomniát okoz

• REM alvás kiváltható az agytörzs cholinerg ingerlésével

Lassu hullámu alvást indukáló strukturák

170 172 174 176 178 180 182 184 186 188

-2000

-1000

0

1000

2000

W1: To_dsws.1.SERIES_1

Frontobasalcortex anterior

hypothalamus nucleus ofthe solitarii tract

A VLPO vetületeiAz alvásindukáló VPLO

Saper,C.B., et al., TINS, 24:726-731, 2001

Az alvás-ébrenlét kapcsolóAlvás – ébrenlét reciprok antagonista viszonya

Saper,C.B., et al., TINS, 24:726-731, 2001

Alvás Éberség

Az EEG különböző alvás stádiumokbanAz EEG különböző alvás stádiumokban

3. stage1. stage

2. stageAwake

REM 4. Stage

A NREM-ben involvált agyi funkciók

• Az alvási orsózás a thalamo-corticális rendszer „bursting” üzemmódjával korrelál : Váltakozó gátlás és izgalom során a szenzoros információ folyam megszakadást szenvedfolyam megszakadást szenved

• A fázisos GABA-erg gátlást a thalamikus retikuláris magvak szolgáltatják

• Az alvási oscilláció jellege (orsók vagy delták) a thalamikus átkapcsoló sejtek polaritás viszonyaitól függ

Az NREM alvás EEG jelenségeit Az NREM alvás EEG jelenségeit meghatározó thalamomeghatározó thalamo--corticális hálózatcorticális hálózat

Oszcilláció a thalamo-cortikális rendszer két üzemmódja között

Tonusos tüzelésBursting - mód Tonusos tüzelésBursting - mód

ÉberségAlvásCsökkentvérátáramlás ill. desaktiváció (disfacilitáció)a kéregben (TCD,SPECT,fMR)

NREM SLEEP

•Thalamo-corticcal system in

ABSENCE

• Thalamo-cortical system in

facilitated bursting modeSame system,

same•Thalamo-corticcal system in

bursting mode

• Sensory inflow interrupted

• Arousal by sensory stimuli

facilitated bursting mode

• Sensory inflow interrupted• Inhibitory effect of sensory

stimulation• Promotional effect of falling

asleep

„Epilepsy and sleep are bedfellows”

Steriade

sameworking mode

A thalamoA thalamo--corticális és a corticális és a cholinerg arousal rendszer interakciójacholinerg arousal rendszer interakciója

Steriade et al 1992

A szignifikánsan alacsonyabb CBF-el jellemzett területek NREM-ben: agytörzs, thalamus, basalis ganglionok, orbitofrontális cortex, elülső cinguláris cortex, precuneus és a jobb mesio-temporális area. Nature 383:163-166 (1996).

A REM alvásban szerepet játszó agyi mehanizmusok

• Az agy aktivált míg a szenzoros beáramlás és a motoros output gátolt – „paradox alvás”

• EEG hasonló a 1 NREM stádiuméhoz

• Az agyi vérátfolyás és hőmérséklet magasabb mint ébren

• Kiváltott válaszok hasonlók az éber állapothoz

• A vázizomzat, kivéve a diphragmát és az oculomotoros rendszert, tónusvesztett

Schematic illustration of present hypothesis regarding atonia mechanisms during REM sleep. It is assumed that during REM sleep, neurons of the nucleus reticularis pontis oralis(stippled area in top section) exert an excitatory influence via the lateral tegmentoreticular tract on neurons in the medulla (stippled area in middle section), which in turn exert a generalized inhibition on spinal motoneurons inhibition on spinal motoneurons via the ventrolateral reticulospinal tract. Abbreviations: AF, anterior funiculus; DLF, dorsolateral funiculus; FTG, gigantocellulartegmental field; Gc, n. reticularis gigantocellularis; IO, inferior olivary complex; LC, n.locus coeruleus; Mc, n. reticularis magnocellularis; Pc, n. reticularis parvocellularis; Rtp, n. reticularis tegmenti pontis; VLF, ventolateral funiculus.

A REM alvásban szerepet játszó agyi mehanizmusok

• Nystagmus-szerű gyors szemmozgások és mioklónusos rángások az arcban és végtagokban, periodikus megjelenéssel végtagokban, periodikus megjelenéssel (fázisos aktivitás)

• A szivritmus és a légzés egyenetlen a fázisos aktivitás alatt

• Penis és clitoris erekció függetlenül az álmok szexuális tartalmától

Basalis előagyi strukturák amelyek a REM alatti

erekciót szabályozzák

Schmidt MH et al. Sleep. 1999;22(4):409-18.

A REM alvásban szerepet játszó agyi mehanizmusok

• A REM és az éber állapot különbségei:

1. A locus coeruleus adrenerg és a raphe magvak serotoninerg (aminerg) befolyása magvak serotoninerg (aminerg) befolyása hiányzik

2. A motoros output gátolt (a leszálló, glycin által közvetitett, motoneuron gátlása révén)

A REM alvásban szerepet játszó agyi mehanizmusok

• REM alvásból ébredve az alvók 85%-a álmokról számol be

• Az állatok REM alvását megelőzik és kisérik a ponto-geniculo-occipitális (PGO) tüskék ponto-geniculo-occipitális (PGO) tüskék

• A ritmikus theta aktivitás a hippocampusban amely hasonló az éber állapotban ugyanitt észlelt thetához –emberben?

A tudatállapotok neurokémiája

A REM alvásban szerepet játszó agyi mehanizmusok

• A REM alvásért felelős struktúrák a pons laterális tegmentális régiójában vannak a locus coeruleustól lefelé

• Az itt elhelyezkedő neuron populáció a REM alatt mutat kisüléseket (REM-on neurons) és csendes éber állapotbankisüléseket (REM-on neurons) és csendes éber állapotban

• Ezen neuronok cholinerg ingerlése kiváltja a REM alvást

• A PGO kisülések eredete ugyanezen struktúrákban van (PPT-LDT)A kisülés mintázat azonos a PGO kisülési mintázatával és az ingerlésük kiváltja, sértésük elnyomja a PGO-t

PontoPonto--geniculogeniculo--occipitális aktivitás mint az occipitális aktivitás mint az

álomélmények inputjaálomélmények inputja

Hobson et al. Neuroreport 1998;9(3):R1-R14.

Agytörzsi átmetszések és a REM alvásAgytörzsi átmetszések és a REM alvás(Jouvet 1972-94)

Motor V

Pyramidal Tract Gigantocellular Pontis Cauoalis Pontis Oralis

Agyi területek amelyek vérátfolyása szignifikánsan növekedik REM alvásban:Agyi területek amelyek vérátfolyása szignifikánsan növekedik REM alvásban:pons, thalamus, amygdaloid complex, elülső cinguláris cortex és a jobb parietal

lebeny.

Maquet et al. Nature 383:163-166 (1996).

The ventral route of dreaming (through the The ventral route of dreaming (through the dopaminergic mesolimbic pathway)dopaminergic mesolimbic pathway)Solms 2000

Hobson and McCarley (1977) „Activation-synthesis” model of dreaming: activation of pontinestructures during REM sleep stimulate brain from within. Information projected onto limbic and forebrain strructures recuperate memory, construct the dream story and activate emotions

Cognitive featuresof dreaming:• loss of directed thoughts• loss of directed thoughts• loss of logical reasoning• poor memory within and after the dream

Physiology correspondingto these features: • selective activation of brain structures underlying emotion andperception

• selective inhibition of brain structures underlying causal thinking and self-awareness,

Cerebral areas where CBF is significantly elevated in REM sleep: pons, thalami, amygdaloid complexes, anterior cingulate cortex

and right parietal lobule.

Maquet et al. Nature 383:163-166 (1996).

The 110 published cases of loss of dreaming due to The 110 published cases of loss of dreaming due to focal forebrain pathology fall into two anatomical focal forebrain pathology fall into two anatomical

groupsgroups(Solms 2000)

Dreamsdoes not occur without the participation of certain cortical areas, and may occur without REM state executive structures (Solms 2000)

The condition of the cortical mantle is more suitable for dreaming in REM state compared to NREM sleep state to NREM sleep state

REM: activated cortical state

NREM: works against mental activity

Dream between neuroscience and psychoanalysis

Psychoanalytic view:: dreams develop from psychological reasons having only secondary impact on body functions. Using dream as tools to achieve transformation of the dreamer’s personality through interpretation.Psychobiological view:dreams are byproducts reflecting inner activation periods of the cortex (self-activated brain).activation periods of the cortex (self-activated brain).

An alternative biological interpretation:dreams reflect the working mode of REM sleep, and develops late in the phylogenesis, but are executed paradoxically by ancient brainstem structures. Solving this paradoxon we can assume that REM sleep and its mentation, the dreams, are not phylogenetically new products, but remnants of a phylogenetically ancient consciousness, the remnant of the rudimenter animal consciousness.

ALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

HOMEOSTATIKUS

AROUSALALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

CIRCADIÁN

ULTRADIÁNAROUSALVEZÉRELT

ALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

HOMEOSTATIKUS

AROUSALALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

CIRCADIÁN

ULTRADIÁNAROUSALVEZÉRELT

Az alvás homeostatikus szabályozása

• Az NREM alvás mélysége (amit a delta power mennyisége tükröz) az előzetesen töltött éberség hosszával arányos (Borbély töltött éberség hosszával arányos (Borbély 1982)

• „Két folyamat” alvás regulációs elmélet (Borbély et al 1980-86):az alvást a homestatikus befolyások irányitják és az alvás- ébrenlét készség ritmikus váltakozása „kapuzza”

A homestatikus szabályozás A homestatikus szabályozás (Borbély et al 1990)(Borbély et al 1990)

Sleep-wake cycle

awake sleep awake sleep

A „Két-folyamat” modell (Borbély és mtsai )

„The level of sleep pro-

pensity is determined by

the linear interaction bet-

ween the level of homeo-

static need of sleep (S) and

Sleep deprivation

awake sleep

static need of sleep (S) and

the arousal threshold (C).

Shaded areas reflect

the intensity of sleep

quantified by EEG power

in the delta band”.

Sleep factor Compounds/che-mical structure

Mechanism of action First reference

S-factor muramyl peptides,glutamic acid,alanine,diaminopimelic acid

→ IL-1β ↔ TNFα ↓ ↓PGD-D2 basalforebrain?

Pappenheimer et al,1967

SPS (sleep promotingsubstance)

uridineoxidized glutathione

→ GABA-A ↑→ NMDA ↓

Inoue, 1986

A lehetséges alvásfaktorok listájaA lehetséges alvásfaktorok listája

substance) oxidized glutathione → NMDA ↓adenosine purine A1→ Ach neurons ↓

A2→ basal forebrainhypnogenic region↑

Haulica et al, 1973

PGD-D2 A2A→ Hth POA→ n.tuberomammilaris H↓

Ueno et al, 1982

oleamide(cerebrodiene)

fatty acid allosteric modulation:5-HT2, 7, GABA-A,metab ofanandamide↓

Lerner et al, 1994

1. Adenozin

• Prostaglandin D2 (PGD2)

Számos laboratóriumban, sokoldalúan dokumentált alvást fokozó endogén anyagok

• Growth hormone-releasing hormon(GHRH)

• Interleukin-1 és egyéb növekedésifaktorok

ALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

HOMEOSTATIKUS

AROUSALALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

CIRCADIÁN

ULTRADIÁNAROUSALVEZÉRELT

Az alvás circadián szabályozása

• Az agyon belüli pacemaker (experimentális személyek megtartották a saját (kissé módositott) circadian ritmusukat az időtagoló információktól tartós deprivációban is (Aschoff 1965-67, Wever 1979, tartós deprivációban is (Aschoff 1965-67, Wever 1979, Strogatz et al1986)

• A belső pacemaker a nucleus suprachiasmatis (pusztitása kárositja, reimplantaciója visszaállitja az alvás-ébrenlét ritmust patkányban -Moore, Eichler

1972, Klein et al 1991)

A suprachiasmaticus mag roncsolásának hatása A suprachiasmaticus mag roncsolásának hatása a patkány alvása patkány alvás--ébrenlét ciklicitásáraébrenlét ciklicitására

Roncsolt SCNIntakt SCN

A nucleus suprachiasmatis a circadian ritmusA nucleus suprachiasmatis a circadian ritmusanatómiai szubsztrátumaanatómiai szubsztrátuma

Az alvás circadián szabályozása

• Az alvásperiódus időzitését a melatonin szabályozza, amit a corpus pineale választ ki (szekreciója független az alvástól, a sötét ki (szekreciója független az alvástól, a sötét periódus határozza meg és kiválasztása világosban felfüggesztett)

• A melatonin hatást gyakorol a nucleus suprachiasmatisra (melatonin receptorok)

ALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

HOMEOSTATIKUS

AROUSALALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

CIRCADIÁN

ULTRADIÁNAROUSALVEZÉRELT

Az alvás ultradián szabályozása

• Az NREM és REM váltakozását az agytörzsi cholinerg és aminerg neuron csoportok reciprok interakciója szabályozza (McCarley,Hobson 1975, McCarley, Massaquoi 1992)McCarley, Massaquoi 1992)

• A thalamocorticalis sznkronizáló rendszer és az agytörzsi cholinerg deszinkronizáló (arousal) rendszer szintén reciprok antagonista módon müködik(Steriade et al, 1992)

HOBSON ésHOBSON ésMACCARLEYMACCARLEY (1975(1975):):RECIPROkRECIPROk--INTERAKCIÓS MOINTERAKCIÓS MO--DELJEDELJEAz aminergic REM-offAz aminergic REM-offSejtek beszüntetik a tüzelést, ami a cholinerg REM-on sejtek dizinhibitióját eredményezi,ami kérgi aktivációt eredményez

A nappali aluszékonyság neurofiziológiája

BRAC-ra utaló adatok:

-Frontális theta spectrum növekedése 72-120 percenként (Manseau és Broughton 1983-84)(Manseau és Broughton 1983-84)-Vizuális éberségi testekben hasonló periodicitás (Busby és Broughton 1983, Orr és mtsai 1974)-Pupillometriás mérések: 90-120 perces oscilláció (Lavie 1979)-Elalváskészségben 90-120 perces periodicitás (Lavie és Scherson 1981)Pathológiás adatok:-Narcolepsiás alvás rohamok periodicitása(Passouant és mtsai 1969, Schulz 1985)- Absence rohamok periodicitása (Broughton 1985)

A nappali aluszékonyság neurofiziológiája

Éberség fenntartásának készsége és zavara

Csökkent éberség

Alváskészség –alváskésztetés

(NREM – REM)

Álmosság

Aluszékonyság

Alvásinercia

Hiperszomnia

Alvás Éberség

A nappali aluszékonyság neurofiziológiája

Az alváskészséget befolyásoló fiziológiás tényezők:

Az előzetesen alvással töltött időAz előzetesen alvással töltött idő(homeostatikus tényező)

Napszak-„alváskapuk” - „az alvás tiltott zónája” - BRAC

A nappali aluszékonyság neurofiziológiájaA nappali aluszékonyság neurofiziológiája

MSLT napszaki ingadozása fiatal MSLT napszaki ingadozása fiatal ((��)) és felnőtt és felnőtt ((�� ))csoportbancsoportban

A nappali aluszékonyság neurofiziológiája

Az álmosság(természetes – AD utáni – kóros)

Neuropszichológiája

Reverzibilis frontális szindr.

Szomatikus tünetei-Légzés lassul-Paraszimp. tónus nő-Szimp tónus csökken

Elektrofiziológiája

-Alpha kiterjedés, majd alpha-csillap.

-Verbális fluencia- Nonverbális tervezés - Originalitás - Szelektiv figyelem - Komplex okfejtés

-Miosis-Szivritmus csökken-Tensió csökken-Pásztázó szemmozg.csökken-Lassu szemmozg.nő-Bőr elektr. vezetőké-pesség nő-Testhő csökken

-mikroalvások-power spectrum -lassu tartomány nő -P300 latencia nő - ampl. csökken

Átmenetek az egyes alvásstádiumok között

ÉBER

12

1. Ébredési zavarok2. A, REM

fragmentumok B, REM

REM NREM

12

3

Mahowald et al 1992

B, REM magatartászavarC, Éber álmokD, Delirium

3. A, Status dissociatusB, Parasomnia átfedés

Az „állapot”(state) koncepció

• Egyes agyi (és somatikus) alrendszerek müködése egymással összehangolt módon történik.• A müködések bizonyos csoportjai egyszerre manifestálódnak, míg más müködések ua.gátlás alatt állnak.manifestálódnak, míg más müködések ua.gátlás alatt állnak.Müködésmintázatok, müködésegyüttállásokjellemeznek egy-egy állapotot. • Az állapotok ua. időlegesek, spontán, vagy környezeti változásokkal kapcsolatban, váltják egymást.•Az „állapotok” eredetileg magatartás-állapotok voltak, melyek mögötti fiziológiai összefüggések később derültek ki

REM magatartászavarAlapja: REM alvás izomatónia nélkül(SCHENCK

et al. Sleep Res., 1985; 14: 208.)

• Neuronvesztés a locus coeruleusban és a substantia nigraban; mesopontin neuronszámnövekedés (SCHENK et al 1997)

• Rigorral járó betegségek előfutára és kísérője:

• Parkinson kórban 50% (Miyamoto et al 2001.)

• Multisystemás atrophiában 90%• Progressiv supranuclearis bénulásban 85-90%

Montplaisir et al 2002., Naseida et al. 1998

REM disszociációs jelenségek

Alvás:

Aktív corticalis működés (álmodás):

Alvásroham, alváskezdeti REM

Hypnagóg hallucinatiók

Harántcsíkolt izomzat tónusvesztése:

Hypnagóg hallucinatiók

Cataplexia

Alvási paralysis

ALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

HOMEOSTATIKUS

AROUSALALVÁSSZABÁLYOZÁSALVÁSSZABÁLYOZÁS

CIRCADIÁN

ULTRADIÁNAROUSALVEZÉRELT

Az alvás mikrostrukturája“Les phases d’activation transitoire spontanées”

Schieber et al 1971

� Minden 4-5 percben, 50-100 alkalommal egy éjszaka

� Azonos azokkal az ébredési ingadozásokkal � Azonos azokkal az ébredési ingadozásokkal amelyeket szenzoros ingerekkel előhivhatunk

� Előfordulási gyakorisága negativ összefüggést mutat az alvás mélységével és a legmagasabb REM-ben

� Frekvenciájuk estétől reggelig nő

A PATA PAT--ok átlagos számai 10 percenként 6 ok átlagos számai 10 percenként 6 egészséges személyben az éjszaka folyamánegészséges személyben az éjszaka folyamán

(Scheiber et al 1971)

F4 G2

T4 G2

P4 G2

O2 G2

F3 G2

T3 G2

P3 G2

O1 G2

Cz G2

ECG1+ ECG1-

EMG1+ EMG1-240 µV

1 sec

a

Szinkronizációs tipusú mikroébredés

150 µV

1 sec

F4 G2

T4 G2

P4 G2

O2 G2

F3 G2

T3 G2

P3 G2

O1 G2

Cz G2

ECG1+ ECG1-

EMG1+ EMG1-

b

Deszinkronizációs tipusú mikroébredés

Alvásbeli ciklikus változékonyság

A A AA

A tónusos (kémiai) és fázisos(mikro-ébredés) alvásszabályozási tényezők együtthatása az alvásciklusokban

Halász, 1982

Mikro-ébredések :alvási szinkronizációtipusúak,ritkák

Mikroébredések:deszinkronizációs tipusuak.gyakoriak

Az alvás mikrostrukturájaSzerepe az alvásszabályozásban

� Az alvásfolyamatot a homestatikus és circadián befolyások szabályozzák ahogy ezt a Borbély-féle „Két folyamat” modell leirja

� Egy további szabályozó tényező a külső ébresztő � Egy további szabályozó tényező a külső ébresztő befolyás amelynek alvást elősegitő szerepe van az alvásciklusok leszálló, míg ébresztő szerepe a leszálló szárakon

� Az alvás első része jobban előre programozott, míg az utoló része már jobban a külső és belső ébresztő befolyások hatása alatt áll

Ébredési zavarok (kóros ébredés)

Három „kórállapot”:1, Felrettenés (sleep terror – pavor -succubus)2, Alvajárás (somnambulizmus)3, Ébredés zavartsággal

Pubertás elött kezdődnek, fiatal felnőttkorbanPubertás elött kezdődnek, fiatal felnőttkorbanleggyakoribbak

A pathológiás ébredés jellemzői:- zavartság, desorientáció - automatikus magatartás -- külső ingerekre kevéssé - rosszul ébreszthetők reagálnak - nincs álomszerű emlékük

- retrográd amnesia

Az alvás funkciói

NREM: A fehérjék felépitése/regenerációjaMemoria konszolidáció (hippocampo-corticális dialogus)Frontális kognitiv funkciók regenerációja

Van-e funkciója?

Frontális kognitiv funkciók regenerációja

REM:Pszichés elaborációKorai agyfejlődés – genetikai program megvalósitásaAz éberség térhóditása

Az NREM alvás aAz NREM alvás a

frontális kognitiv frontális kognitiv

tevékenységek tevékenységek tevékenységek tevékenységek

regenerációját regenerációját

szolgálja?szolgálja?

A NEM alvás az előzetes éberség tartamától füg

• Az alvási delta aktivitás mennyiségét az előzetesen ébren töltött idő határozza

meg (Tobler és Borbély, Tobler és Jaggi meg (Tobler és Borbély, Tobler és Jaggi

1987, Huber és mtsai 2000)

• Az EEG lassú hullám tevékenysége (0.75 - 4.0 Hz) a NREM alvás intenzitásának jó

mérőszáma

A lassú hullámu (NREM) alvás (LHA) homeostatikus szabályozás alatt áll (Borbély 1982)

Az alváskészség szintjét

a homeostatikus igény

(S) és a circadián

készség (C) interakciója

Alvás-ébrenlét ciklus

éber éberalvás alvás

határozza meg. A

satirozott területek az

alvás intenzitását

tükrözik, amit az EEG

delta sáv teljesitménye

határoz meg

alvásAlvásmegvonás

• Az alvási delta aktivitás mennyiségét az előzetesen ébren töltött idő határozza meg

(Tobler és Borbély, Tobler és Jaggi 1987, Huber és mtsai 2000)

• A delta aktivitás alvásdeprivációt követően megnövekszik (Borbély 1981)megnövekszik (Borbély 1981)

Mindez azt sugallja, hogy a delta tevékenység alvás alatt zajló

helyreállitó folyamatot tükröz !!

• Az NREM alvás delta tevékenysége frontális dominanciátmutat (Werth és mtsa 1990) ami alvásdepriváció után növekszik

(Cajochen és mtsai 1999) és baloldali dominanciájú(Achermann és mtsai 2001)

• Feltételezhető, hogy ez a frontális kéreg nagyobb deficit

Hol zajlik mindez ? és mi regenerálódik ?

• Feltételezhető, hogy ez a frontális kéreg nagyobb deficit vulnerabilitását, ennek megfelelően nagyobb regenerációs

igényét tükrözi

• Az alvási lassú tevékenység nemcsak oro-caudálisan, hanem más lokalizációban és a féltekék között is használat függő módon,

jelentősen aszimmetriás lehet (Goldstein és mttsai 1972,

Mukhametov 1974, Roth és mtsai 1999, Kattler és mtsai 1994)

A lokális, használat-függő alvás evidenciái

Borbély és Achermann 1999

• Az alvási delta tevékenység lokalis növekedést mutat használat függő módon az igénybevett funkció kortikális reprezentációjának megfelelően (Ghilardi és

mtsai 2000, Huber és mtsai 2004)

• A kognitiv igénybevétel növeli a prefrontalis alvási delta tevékenységet

A frontális kognitiv tevékenység alvásfüggő regenerációt igényel?

delta tevékenységet (Anderson és Horne 2003)

• Az alvásdepriváció frontális jellegű kognitiv deficittüneteket eredményez (Horne 1993, Gottselig és mtsai 2004)

• Magasabb kortikális funkciókat tükröző tesztek teljesitmény értéke éjszakai részleges alvásdeprivációután romlik és alváspótlással javul (Sallinen és mtsai 2004)

• Gyermekkorban az alvási delta tevékenység nagyobbmérvű és meredekebben cseng le az alvás folyamán mint a későbbi életkorokban (Darchia és mtsai 2004)

• Időskorban az alvási delta mennyisége és az első ciklusokban mutatkozó kiemelkedő teljesitmény csökken

Életkori változások a frontális alvásfüggő delta tevékenységben párhuzamosak a kognitiv teljesitmény fejlődésével/dekadálásával

ciklusokban mutatkozó kiemelkedő teljesitmény csökken (Landolt és mtsai 1996, Landolt és Borbély 2001)

• Az AD utánozza öregkorban tapasztalható mentálisdekadáció prefrontalis tüneteit (Harrison és mtsai2000)

• A frontális alvási delta delta növekedés AD-ra elmarad időskorban (Münch és mtsai 2004)

Alvásdepriváció utáni rebound

Az alvás erősiti kortikális - szubkortikális kapcsolatokat

H2O15O PET vizsgálat (Arora és mtsai2004)

• Insomnia rontja a munkamemóriát (Hauri 1997, Boufidis és

mtsai 2004), elsősorban idős korban (Haimov és mtsai 2004,

Rayman és mtsai 2004)

• Az OSAS rontja a frontális kognitiv teljesitményt (Ilioudi és mtsai

A lassu hullámu (NREM) alvást kárositó alvásbetegségek és a frontális atrophiák rontják a frontális kognitiv teljesitményt

• Az

2004, Grunstein és mtsai 2004),

• SPECT vizsgálatok frontális hypometabolizmust

(Köves és mtsai 2003,Puertas és mtsai 2004)

• Alkoholizmusban és Alzheimer kórban a K-komplexusok (delta

analóg) amplitudója és kiválthatósága csökken (Colrain és Crowley

2002)

•

• Az alvási delta tevékenység (és az

alvási orsózás is) a thalamocortikális

rendszer terméke, amely alvásban az

éber folyamatos

ingerületátviteli módból”bursting”

Honnan származik az alvásfüggő delta tevékenység ?

ingerületátviteli módból”bursting”

munkamódba vált

•Az EEG teljesitmény sürűség a sigma és a

delta sávban negativ összefüggést mutat a

funkcionális (butanol) PET-el mérhető

vérátáramlással a thalamocortikális

rendszer strukturáiban (Maquet és mtsai 1997, Dang-

Vu 2004)

Emlékezeti konszolidáció

Az emlékezeti konszolidáció két lépcsős modellje , Buzsáki,1989

Időbeli összerendeződés a hippocampális fodrok és a neocortikális alvási orsók között(Siapas & Wilson, 1998; Sirota et al, 2003 Clemens et al,2007 )

�

al, 2003 Clemens et al,2007 )

Tanulás-függő orsófokozódás (Meier-Koll et al., 1999, Gais et al,

2002)

�

Fp1 Fpz Fp2

F7 F3 Fz F4 F8

Fp1 Fpz Fp2

F7 F3 Fz F4 F8

0.0006

0.0020

0.0042

0.0087

0.750.7

0.650.6

0.550.5

0.450.4

r-értékek p-értékek

AZ ALVÁS ALATTI VERBÁLIS EMLÉKEZETI MEGŐRZÉS ÉS AZ ALVÁSI ORSÓK SZÁMA KÖZTI KORRELÁCIÓK TOPOGRAFIKUS

TÉRKÉPE

T3 C3 Cz C4 T4

T5 P3 Pz P4 T6

O1 Oz O2

T3 C3 Cz C4 T4

T5 P3 Pz P4 T6

O1 Oz O2

0.0126

0.0261

0.0509

0.1122

0.2326

0.4822

1

0.40.350.3

0.250.2

0.150.1

0.050

-0.05-0.1

* A korrelációk életkori kontrollja mellettClemens 2004

A Raven intelligencia és a gyors orsók összefüggése

Bódizs 2004

• Az alvási delta tevékenység homeostatikus viselkedéseNREM alvás alatt zajló frontális recuperációs folyamatra utal

• Alvásdepiváció (AD) és alvásfosztó hatásu megbetegedések,ill.frontális kortikális atrophia rontják a kognitiv teljesitményt

és ilyenkor a frontális delta mennyisége és AD utáni reboundja is csökken

Összefoglalás

Az LHA funkciója a kognitivtevékenység regenerációja?

•A kognitiv teljesitmény az alvás visszapótlásával fokozhatóA kognitiv fejlődéssel ill. dekadálással (gyermek- és időskor)

párhuzamosan az alvási frontális delta nagy ill.csökkenő• Alvás javitja a memória megőrzését -egyes NREM alvásmutatók

(delta és orsók) változásai összefüggésbe hozhatók az explicitmemória konszolidációjával

tevékenység regenerációja?