מקור לסיכומים מספר הקורס, אתר הקורס, והמנחה ד"ר גלית לנדסהוט!!

⭐מהי שינה? - איפיון השינה, שלביה השונים, מה עושה המוח מאחורי התנהגות זו.
⭐למה זה טוב? - למה אנחנו ישנים? למה לא נוכל לא לישון?
⭐מנגנונים פיזיולוגיים - איך אנחנו עוברים בין שינה, עירות והמצבים השונים? אילו נ"ט מעורבים? אילו מנגנונים מוחיים מעורבים בכל אחר מהשלבים?
⭐הפרעות שינה - נדודי שינה ומורכבים יותר
⭐שעונים ביולוגיים - איך המוח מאפשר לנו לתפוס, להעריך ולמדוד זמן?
פרק 9 - שינה image
  • חוויה סובייקטיבית שלנו של פרק זמן שבמהלכו התודעה מתנתקת ואנחנו לא עושים כלום ובעיקר נחים
  • ניתן לראות שלאורך אותן השעות כן קורה משהו, המוח לא מפסיק לגמרי לעבודה ויש שינויים לכל אורך הזמן.
  • הגוף אינו מנותק לגמרי וניתן לראות פעילות שונה שלו בזמנים שונים של השינה.
על מנת להעריך, בדר"כ נכניס את האדם למעבדת מחקר ונחבר למכשירים שונים, לא הכי נוח אך בסוף נרדמים.
לרוב מחובר על ידי אלקטרודות, על מנת למדוד מדדים שונים:
  • מד סטורציה – חמצן
  • א.ק.ג
  • מד לחץ דם
  • EEG
  • EMG
  • EOG

שיטות קידוד סטנדרטיות

R&K
  • פותח עקב התיאור הפיזיולגי הראשון של שלבי שינה ב1957, פורסם ב1968
  • כללו במקור 4 שלבים ללא ערות של שנת לא REM ושלב אחד של שנת REM
AASM
  • הוצעה על ידי האקדמיה האמריקנית לטיפול בשינה
  • בשימוש מתחילת שנות ה2000
  • מגדירה שלב אחד של ערות, 3 שלבים של שנת לא REM ושלב אחד של שנת REM
EEG
  • מודד את הפעילות המוחית באמצעות אלקטרודות המונחות על הקרקפת.
  • כל אלקטרודה סוכמת את הפעילות הקורטיקלית, העצבית של קבוצת נוירונים, ומציגה פעילות משוקללת/ממוצעת.
איך נדע איזו פעילות מוחית לצפות?
  • ככל שמבצעים התנהגות שדורשת יותר משאבים קוגנטיביים, נצפה לפעילות א-סינכרונית
  • ולהפך, ככל שמצבעים פעילות שדורשת פחות משאבים קוגנטיביים, נצפה לפעילות סינכרונית.
  • בשינה נצפה למדד סינכרוני

EMG
  • בדר"כ נניח אלקטרודה מייצגת על הסנטר/צוואר/כתף 
  • מודדת את טונוס השרירים
  • נצפה למדד אינטנסיבי יותר בזמן פעילות פיזית, ולמדד נמוך בחוסר פעילות פיזית.
  • בשינה נצפה למדד נמוך

EOG
  • מודד ספציפית את התכווצות שרירי העיניים, הפעילות החשמלית של השרירים המזיזים את העיניים.
  • מנחים את האלקטרודות בקצוות העיניים.
  • נצפה לראות ירידה בפעילות השרירים בשינה
את הפלט ניתן לחלק לשתי קבוצות של פעילות מוחית:
  • פעילות מוחית סינכרונית - כל הנוירונים עובדים בצורה אחידה
  • פעילות מוחית א-סינכרונית – כל נוירון עושה משהו אחר, בלתי מתואם

דגשים
  • ככל שכל הנוירונים עובדים יחד, גובה/אמפליטודת הגל גבוה יותר.
  • לא מעיד על כך שסך הפעילות המוחית משמעותית יותר אלא שהם עובדים יחד.
  • גלים נמוכים ומהירים משמעותם שבנקודת זמן מסוימת נוירון מסוים עלה למעלה ונוירון אחר למטה
  • הפעילות הנמוכה אבל האינטנסיבית מצביעה על פעילות א-סינכרונית ונקבל גם פעילות בתדר (המעבר בין שיא לשיא) גבוה וגם גובה גל נמוך יותר.
  • גל גבוה ואיטי מעיד על פעילות סינכרונית.
  • לא ניתן לומר כמה נוירונים עובדים יותר או פחות, אלא רק האם עובדים יחד או לא
שלבגליםפלט EEG
ערותאלפא+בתא
שלב 1תטא
שלב 2כישורי שינה+מכלולי K
שלב 3דלתא
REMתטא+בתא
ערות פעילה
  • גלים: בעיקר גלי בתא 10-30Hz וגלי אלפא 8-12Hz, תלוי אזור שמודדים
  • למשל כשנבדקת מגיעה למעבדת שינה, נרגשת, וממלאת שאלון. פעילה קוגנטיבית.

ערות שקטה
  • גלים: גלי בתא ובעיקר אלפא
  • למשל כשנבקש מהנבדקת להחליף לפיג'מה, להתמקם במיטה ולנסות להירגע
שלב 1
  • גלים: השלב בו הגלים הופכים להיות קצת יותר מסודרים, אך עדין יש תערובת של הכל – אלפא, בתא ותטא.
  • גירוי חיצוני: בשלב שיש גלי תטא מסודרים כבר רדומים, אך אם יהיה בסביבה גירוי בעל משמעות נתעורר
  • משך: שלב קצר, סביבות 10 דקות
  • למשל כשנבדקת נכנסת לאט לאט למצב של רוגע, הפסיקה לזוז מנסה לשכב בשקט. כבר נרדמה. אך אם נקרא בשמה היא תתעורר ותגיב.

שלב 2
  • גלים
    • בעיקר גלי תטא 4-7Hz 
    • K complex
    • sleep spindles
  • גירוי חיצוני: בשלב זה עדין קל להתעורר מגירוי חיצוני בעל משמעות
  • משך: נמשך 10-15 דקות
כישור השינה Sleep Spindle
  • גלים: תדר מאוד גבוה של גלים, כאילו אזור מוחי מסוים עובר סערה חשמלית.
  • סיבה: לא ברור עדין למה ומאיפה מגיעה ומה תפקידה, סבורים כי קשורה להתגבשות זכרונות או אינטיליגנציה.
  • תדירות ומשך: מופיעים לרוב בין 2-5 פעמים לדקה, נעלמים בהמשך
K Complex
  • גלים: גל מאוד איטי וסינכרוני
  • סיבה: לא ברור עדין מה עושה, סבורים שמאפשר ניתוק מאיזורים סנסורים כדי להכינס עמוק יותר לשלבי השינה הבאים
  • תדירות ומשך: מגיע מספר פעמים בתדירות משתנה, ממוצע פעם בדקה
  • לקשישים יש פחות, קשה להם להיכנס לשינה טובה

שלב 3
  • גלים: גלי דלתא 1-4Hz, שנת גלים איטיים סינכרונים גבוהים במעין דפוס ברירת מחדל
  • השינה הטובה והעמוקה.
  • משך: נמשך סביבות 40-50 דקות
  • חלימה: לפעמים גם ניתן לזהות חלימה, פחות עלילתיים יותר רגשיים, הרגשתי שנפלתי, שאני עפה וכדומה.
  • למשל אם ננסה להעיר את הנבדקת מאוד נתקשה, צריך גירוי מאוד משמעותי וגם אם היא תתעורר אז תהיה מאוד מטושטשת ויקח זמן למוח שלה להתעורר חזרה.

שנת REM
Rapid eye movement
  • גלים: 
    • חוזרים להיות א-סינכרונים
    • נראה מספר גלים – תטא, אלפא ואפילו בתא
    • EMG - ריפיון שרירים מלא
    • EOG – השרירים של העיניים פעילים, פעילות נמרצת
  • חלימה: 
    • אם בשלב הזה נעיר משינה סביר מאוד שנזכור חלום עלילתי
    • אין זמן מוגדר למשך חלום, יכול להיות 7-10 דקות ואפילו 30-40 דקות.
    • בכל מקרה נמשך בערך בפרק הזמן בו היה מתרחש במציאות בפועל.
  • משך: משך השלב כ15-20 דקות.

טבלת השוואה שנת REM ושנת גלים איטיים
מאפייןשנת REMשנת גלים איטיים
גליםא-סינכרוניםסינכרונים
טונוס שריריםהיעדר מתח שריריםמתח שרירים מתון
תנועת עינייםתנועות עיניים מהירותתנועות עיניים איטיות או ללא
איברי מיןזקפת פין או הפרעות מהנרתיקהיעדר פעילות של איברי מין
חלימהחלומותללא או לעיתים סיוטים
  • שלב הREM הוא אחרון
  • בסה"כ נמשך כשעה וחצי
  • כל מחזור השינה מתחיל מחדש
  • מחזורי השינה אינם זהים אחד לשני
  • תיאור שלבי השינה לאורך מחזורי השינה.
  • ציר Yמידת אי-סינכרוניזציה קורטיקלית.
  • לרוב היפנוגרמת השינה מבולגנת יותר מזו, ויש שונות גדולה בין אנשים. זו הממוצעת.
  • שלב 3: קורה בעיקר במחזורי השינה של תחילת הלילה
  • REM: ככל שהלילה מתארך, הימשכות שלב הREM ארוכה יותר גם כן, ובארוכים יותר החלומות שסביר נזכור
  • בממוצע אנחנו חולמים 4 חלומות כל לילה, למרות שחשים שחולמים אחד ארוך או לא כלל
  • זוכרים רק את האחרון.
  • בדרך כלל אם לא נספר ישר את החלום, ההוא כנראה יישכח.
  • אחת הדרכים לזכור חלום היא מיד עם היקיצה לתעד בכתב, להחזיק יומן חלימה.
בשלב הREM - יש אזורים פעילים הרבה יותר ויש פעילים פחות:
  • קורטקס הראייה
  • קורטקס השמיעה
  • אזורים מוטוריים
  • הקורטקס הקדם מצחי

קורטקס הראייה 
  • בחלום שכולל ייצוגים חזותיים נצפה למצוא פעילות באזורים חזותיים בקורטקס הראייה האסוציאטיבי
  • לא מגיע אות אל קורטקס הראייה הראשוני לכן לא יפעל
  • אנחנו רואים ממש ייצוגים אסוציאטיביים בחלום לאובייקטים.

קורטקס השמיעה
פועל באותו אופן כמו קורטקס הראייה
אזורים מוטוריים
  • הקורטקס המוטורי האסוציאטיבי יפעל
  • הראשוני רעיונית לא אמור לעבוד, אבל אם האסוציאטיבי עובד הוא גם מורה לראשוני לעבוד
  • למרות זאת אנו לא זזים בפועל, שכן יש שיתוק שרירי מוכוון ברמת מוח השדרה שמונע זאת.

הקורטקס הקדם מצחי
בחלום אנחנו פחות מתכננים, ללא תחושת זמן, תחושת שליטה מועטה, לכן בסופו של דבר לא עובד בחלימה.
  • חלום בו יש לנו מודעות לעצם החלימה
  • אנחנו אפילו יכולים לכוון את ההתנהגות בחלום
איך מגיעים לחלום צלול?
  • יכול לקרות בלי כוונה
  • ניתן להגיע אליו בטכניקות שונות כגון ספירת אצבעות, חיפוש סממן סביבתי שיכול לחזור בחלום, ניהול יומן חלומות.

האם שינה צלולה גובה מחיר מהשינה?
  • ניתן לחשוב שאם כל החלומות שלי לאורך הלילה כל לילה היו צלולים, הקורטקס הקדם מצחי לא היה מוצא לעצמו הזדמנות לנוח, אז אולי היה מחיר.
  • גם אנשים שמתורגלים ומיומנים בחלום צלול עדין מדווחים שקורה להם לעיתים רחוקות ולא כל יום ובטח לא כמה פעמים בלילה.
  • לכן נראה שכאשר קורה, לא מספיק דרמטי כדי לייצר פגיעה או השלכות אחרות.
  • בהחלט עדין לא נחקר מספיק.

מחקר חלום צלול
אופן
  • נחקרים ישנו במעבדת שינה, ובזמן שנכנסו לשנת REM הפעילו להם TMS על הקורטקס הקדם מצחי שהפעיל את הנוירונים בו.
  • בסוף הלילה בדקו כמה מהם חלמו חלום צלול בשתי הקבוצות.
ממצאים
  • בקבוצה שהפעילו גירוי עם TMS אכן הייתה שכיחות גבוהה יותר של חלימה צלולה.
  • אך לא נראה שהגיע עם סימפטומים של שינה לא איכותית וכדומה.
  • ברור לנו ששינה היא עניין משמעותי, קריטי ולא נוכל למנוע מעצמינו להירדם, היא הדחף החזק ביותר למעט כאב חריף לנשימה.
  • כל האורגניזמים שאנו מכירים מראים עצירה של פעילות ברמה ההתנהגותית וגם המוחית.
  • יונקים וציפורים מראים את כל שלבי השינה כמו של האדם, ייתכן גם שחולמים שכן חווים את שלב הREM.
  • תינוקות רכים נרדמים כמעט ישר לREM, קל לראות תנועת עיניים מהירה.
  • כלומר יש פונקציה אבולוציונית לשינה
  • הסברים והשערות נוכחיים:
    • תפקידה העיקרי של שנת הגלים האיטיים הוא לאפשר מנוחה למוח.
    • שנת הגלים האיטיים וREM מסייעות לסוגי למידה שונים
    • שנת REM מסייעת להתפתחות המוח

חולייתנים
  • רק אצל חולייתנים בעלי טמפרטורת גוף קבועה 
  • מוצאים שנת REM ברורה הכוללת שיתוק שרירים, אי־סינכרוניות של ה־ EEG ותנועות עיניים מהירות.

עופות
  • אצל עופות כגון הפלמינגו, הישנים בעומדם על רגל אחת, נשמר מתח השרירים באיברים המשמשים לעמידה.
  • חלק מהעופות למשל ברווז, יכולים לישון בהמיספרה אחת בלבד ועם עין נגדית פקוחה ומשגיחה מפני טורפים

יונקים
  • חיות כמו החפרפרת, המזיזות את עיניהן מעט מאוד בזמני ערות, ממעיטות בתזוזות עיניים גם כשהן ישנות
  • במינים אחדים של יונקים ימיים ההמיספרות המוחיות ישנות בתורנות
    • המיספרה אחת לפחות ערה בכל פעם ומונעת מהחיה לטבוע
    • העין הקונטרלטרלית להמיספרה הערה נשארת פקוחה
    • שינה כזאת נמצאה בשני מיני דולפינים: דולפינן ים־התיכון ופוֹקֶנָה

זוחלים, דו חיים ודגים
יש תקופות שקט העשויות אולי להיחשב לשינה גם הן
ניתן לבצע מחקר שינה בשני אופנים:
  1. מניפולציה על השינה ונבדוק כיצד משפיעה יום למחרת על הנבדק, הכי דרמטית – חסך שינה מלא
  2. מניפולציה על מה שקורה לאדם לאורך היום ונבדוק כיצד משפיע על השינה בלילה שלאחר מכן
מסקנות כלליות
  • השינה לא נועדה בעיקרה לאפשר מנוחה והחלמה גופנית:
    • חסך השינה אינו פוגע ביכולת האדם לבצע תרגול גופני
    • לא נמצאה כל ראיה לתגובת עקה פיזיולוגית
  • חסך שינה משבש כנראה את התפקוד הקוגניטיבי של האדם: 
    • עיוותים תפיסתיים או אף על חזיונות שווא
    • התקשו להתרכז במטלות מנטליות. 
    • מתקשים לזהות רגשות לפי הבעות פנים
  • ייתכן שהשינה נותנת למוח הזדמנות לנוח
  • לאחר חסך שינה לרוב ישנים יותר שעות בלילה הנוכחי ושאחריו, אך לא מחזירים בפועל שעות שינה שהחסירו.

חסך שינה - שבוע
אופן
  • המחקרים הראשונים בדקו לפי הפרדיגמה הראשונה, ואף התיימרו להחזיק את הנבדקים בחסך שינה כמה שיותר ארוך.
  • החזיקו את הנבדקים בקבוצה במעבדה וכל פעם שמישהו עשה סימני הירדמות – העירו אותו.
ממצאים
  • לאחר שבוע, הנבדקים התחילו להראות סימנים התנהגותיים מאוד ברורים – עצבניים, שינויים במצב רוח, איבדו סבלנות בקלות, יכולות קוגנטיביות נפגעו
  • ככל שעבר הזמן מעבר לכך הסימנים נהיו מדאיגים יותר, חלקם אף הראו סימנים פסיכוטיים של הזיות ויזואליות ושמיעתיות, פרנויה - החלו להיות חשדנים אחד כלפי השני.
  • בשלב מסוים נאלצו לעצור את המחקר מחשש לאסון.
  • כיום לא ניתן לבצע מחקר של חסך שינה מעבר ל72 שעות, כיוון שמעבר לכך אנשים עשוים לאבד את שפיותם.

חסך שינה - 72 שעות
אופן
  • נבדקים ביצעו מבחן קוגנטיבי ונמדדה פעילות המוחית שלהם
  • לאחר מכן לא ישנו עד 72 שעות, וביצעו שוב מבחן קוגנטיבי ונמדדה הפעילות
ממצאים
  • פעילות מוחית: בתמונות עליונות, לפני חסך שינה, פעילות מוחית תקינה. בתמונות התחתונות (לאחר חסך שינה) פעילות מופחתת משמעותית.
  • ביצועים קוגנטיביים: הגרף מתאר ירידה תלולה ועקבית בביצועים ככל שחסך השינה ארוך יותר

חסך שינה והשלמת שעות שינה (גולביך 1966)
  • אופן: נשאר נער בן 17 ער במשך 264 שעות רצופות כדי להיכלל בספר שיאי העולם של גינס
  • ממצאים:
    • השלמת שעות שינה:
      • בסיומו ישן קצת פחות מ15 שעות וקם מאושש
      • בלילה הבא ישן קצת יותר מ10 שעות ולאחריו כמעט 9 שעות.
      • חסך של כמעט 72 שעות לא הושלם כלל
    • אחוזי הפיצוי על שלבי השינה השונים לא היו אחידים, הושלמו:
      • 7% מהשלבים 1-2
      • 68% משנת הגלים האיטיים (שלב 3)
      • 53% משנת REM
  • מסקנה: שנת הגלים האיטיים ושנת REM חשובות יותר משלבי השינה האחרים
  • אורח החיים שלנו מייצר סיטואציה של חסך שינה ארוך ותמידי
  • רובנו לא ישנים מספיק, אמורים לישון כ-7.5 שעות בלילה ובפועל ישנים 6 שעות, כך נצבר חסך מתמשך.
פגיעה בתפקוד קרדיולוגי
  • מחקר שהתפרסם בשנה שעברה (2022) מצא ש-7 שעות זה הזמן האידיאלי לשינה בשביל בריאות הלב
  • ככל שנישן פחות, נראה נזק
  • וגם שינה ממושכת לא מטיבה עם תפקוד הלב.

השפעה על סוכר
חסך מעלה סיכון לסוכרת סוג 2, אשר מהווה גורם סיכון בעצמו למחלות לב

מערכת חיסונית
חשופים יותר למחלות ומתמודדים פחות טוב עם וירוסים וחיידקים

סימנים התנהגותיים
דכדוך, עלייה בסיכוי לדיכאון

סימנים קוגניטיביים
התפקוד פוחת וזמן תגובה ארוך יותר – לא מושפע מכוח השריר, הקושי הוא בארגון המוחי לייצור תנועה מסונכרנת, מאורגנת ולקבל החלטות תקינות.
רדיקלים חופשיים
  • חלקיקים שמכילים אלקטרונים לא מזוקקים
  • יכולים לייצר קשרים אלקטרוסטטיים עם מולקולות אחרות
  • כשהקשרים הללו נוצרים, נוצרת השפעה על מולקולות בתא כגון חלבונים, ותיתכן פגעיה בתפקודם.
  • ככל שהנוירון פעיל יותר, תימדד בו עליה ברמת הרדיקלים החופשיים ונראה יותר ליקויים בתפקודים פיזיולוגים של התא
  • סטרס חימצוני – נוירון שחווה רמת ר"ח גבוהה יתקשה מאוד לתפקד ועלול לבצע מוות תאי או לחלופין לא יוכל להפעיל מנגנוני תיקון

SWS לתיקון רדיקלים חופשיים
  • בזמן ירידה בפעילות העצבית יש למעשה הזדמנות לנוירונים להפעיל בתוכם מנגנוני תיקון
  • לא מתאפשר להפעיל בזמן שהנוירון פעיל
  • שלב זה מאפשר פירוק ר"ח, התמודדות עם הסטרס החימצוני ומכין את הנוירון ליום הבא.
  • ככל שעולה מידת הפעילות לאורך היום, עולה הצורך בSWS

תיקון DNA - מחקר מבר אילן (2019)
  • לאורך היום הנוירון מאוד פעיל למשל מייצר נ"ט, משתמש באנזימים וצריך בנוסף לייצר תעלות ורצפטורים חדשים וכדומה
  • הDNA כל הזמן נפתח ונסגר לצורך טרנסקריפציה (שעתוק)
  • תהליך זה עלול לגרום לפגיעה גם כן
  • לכל גן יש שני עותקים, אחד מהם בדר"כ פעיל, אם ייפגע משמעו שיש חלבון שעלול לא להיווצר יותר לעולם באותו התא.
  • אם מדובר בחלבון קריטי, התא עלול להיות בסכנה
  • בנוסף נפגעים גם הם מרדיקלים חופשיים
  • לכן בזמן SWS הנוירונים משקמים נזקי DNA
  • אנשים שמפסיקים לגמרי/כמעט לגמרי לישון
  • לא שורדים מעבר לכמה חודשים
  • הופכים להיות סיעודיים בסופו של דבר    

סימפטומים
  • אינסומניה - גורמת לנדודי שינה
  • ליקויים בפעילות סימפטית
  • עליה בל"ד
  • שינויים אוטונומיים
  • שינויים התנהגותיים –
    • עצבנות
    • ירידה בריכוז
    • הלוצינציות

ליקוי גנטי שעובר בתורשה דומיננטית
  • קיפול לא נכון של חלבון PRP
  • אם אחד ההורים לוקה במחלה, הצאצא בסיכון 50% לחלות בה גם

מה קורה במוח?
  • יוצר משקעים בתוך נוירונים שהמוח לא מצליח לטפל בהם, לכן הם מתנוונים ומתים
  • תלמוס + היפותלמוס – מוקדי פגיעה עיקריים

אפידימיולוגיה
  • שכיחות: מאוד נדירה
  • מקור: מגיעה מכ-40 משפחות בכל העולם, בישראל מאובחן 1
  • גיל: 40-50
  • מהלך: מתפרצת ומתדרדרת מאוד מהר

טיפול
  • אין טיפול לFFI
  • תרופות לא צלחו
  • גם במינון גבוה של תרופות הרדמה נדמה שהם ישנים, אך המוח עדין לא מתקדם בשלבי השינה, מגיע רק עד גלי תטא

היפנוגרמת טונוס שרירים
  • לפי שלבים ישנים – ערות > 1-4 > REM
  • אין ירידה בטונוס שרירים
  • האדם מזגזג בין ערות לשלב 1 של השינה
  • אין כניסה לשלבים 2+3
  • יש כניסות מאוד קצרות לREM
מחקר 1
אופן
  • סטודנטים.יות לפסיכולוגיה נחלקו ל-2 קבוצות:
  • קבוצה 1 - ביקורת – עברה יום שגרתי ו"משעמם" בקמפוס, נדרשו למאמץ קוגניטיבי בלימודים.
  • קבוצה 2 - יום כיף עם יציאה ללונה פארק, צפייה בסרט וכדומה.
  • בשתי הקבוצות לא נדרשו למאמץ גופני משמעותי
ממצאים
קבוצה 1 נרדמה מהר יותר ביום למחרת וישנה יותר SWS ביחס לקבוצה 2

מחקר 2
אופן
  • ביקשו מנבדקים לאורך יום 1 פעם בשעה לעשות תנועת פתיחה סגירה עם כף יד אחת
  • לא משנה ימין או שמאל
  • בלילה ישנו במעבדת שינה
ממצאים
האזור במוח ששולט על כף היד שפעלה, בקורטקס המוטורי בהמיספרה הנגדית, הראה יותר SWS ביחס לאזורים אחרים במוח
בעיקר עבור למידה וזיכרון
האם תפקידו דומה לSWS?
  • מניחים שהצורך בREM חייב להיות שונה מSWS שכן הנוירונים פעילים
  • בזמן הזה לא יכול להיות לנו תיקון של מנגנונים ור"ח
בעוברות וילדות
  • כשתינוקות נולדים:
    • 1/3 מהיממה מבלים בערות
    • 2/3 במצב של שינה – מחצית non-REM ומחצית REM
  • פגים: ישנים ורובם המוחלט REM
  • מסקנה
    • שנת REM תורמת להתפתחות המוח
    • במהלך ההתפתחות העוברית השינויים הם דרמטיים מאשר לאחר הלידה.
    • אך גם לאחר מכן יש שינויים דרמטיים עד גיל 5 וכך גם בהמשך.

בגרות
  • המוח אמנם לא עובר תהליכים התפתחותיים משמעותיים, אבל הוא כן ממשיך להשתנות
  • השינוי המוחי הוא למעשה הבסיס הפיזיולוגי לתהליכי למידה וזיכרון

מחקר מכון וויצמן - למידה
אופן
  • הזמינו נחקרים למעבדה בשעות ערב
  • ביקשו מהנבדקים ללמוד מטלה
  • שלחו אותם לישן במעבדה
  • קבוצה 1 – ישנה לילה נורמלי
  • קבוצה 2 – כל פעם שנכנסו לREM העירו אותם, ונתנו להירדם שוב וחוזר חלילה.
  • שתי הקבוצות ישנו בפועל אותו סך שעות, אך קבוצה 2 ללא REM
  • בבוקר נבחנו שתי הקבוצות במבחן על החומר שלמדו
ממצאים
ציוני קבוצה 1 היו משמעותית גבוהים יותר מציוני קבוצה 2
מחקר 2
אופן
  • הביאו סטודנטים.יות לפסיכולוגיה למעבדת מחקר בצהריים
  • בשלב ה1 – הציגו סדרת תמונות – למידה פשוטה, תפיסתית, חזותית בלבד. מחייבת מודעות אך הלמידה החושית עצמה מאוד פשוטה.
  • מיד אחרי נעשה להם מחקר זיכרון כדי לראות כמה תמונות זוכרים
  • חולקו ל-3 קבוצות:
  • קבוצת ביקורת - יצאה לסיבוב בקמפוס
  • נכנסה לישון שנת צהריים מלאה של 90 דקות – כל שלבי השינה
  • נכנסה לישון שנת צהריים לא מלאה – העירו אותם בכל פעם שנכנסו לשנת REM
  • לאחר מכן ביצעו שוב את המבחן על מנת להשוות לציון המבחן הראשון
ממצאים
  • ביקורת – ציונים נמוכים ממבחן 1
  • שינה מלאה – ציונים גבוהים ממבחן 1
  • שינה ללא REM – ללא שינוי – אין שיפור אך גם ללא הדרדרות
מסקנות
  • שינת SWS מנעה הדרדרות הזיכרון והלמידה
  • שינת REM שיפרה משמעותית את הזיכרון והלמידה

שנת REM קריטית יותר לזיכרון לא מוצהר (מרומז):
  • חזותי
  • מוטורי

שנת SWS נקשר יותר לזיכרון מוצהר:
  • עובדות חדשות
  • אוטוביוגרפי
  • בניסיון להבין את המנגנונים הביולוגים שאחראים על שינה וערות הציעו שכנראה יש במוח חומר שמקדם/משרה שינה/ערות
  • בין החומרים יש איזון ומשחק ריכוזים אחד מול השני.

משרה שינה
  • חומר כזה צריך להצטבר לאורך היום כך שככל שרמתו במוח עולה, בסופו של דבר הוא מצליח לעשות משהו במוח שמעביר אותנו מערות לשינה.
  • ככל שאנו ישנים החומר הולך ומתפרק.
  • כשרמתו מספיק נמוכה אנחנו יכולים להתעורר

משרה ערות
  • הולך ומצטבר במשך השינה/הלילה
  • לקראת בוקר הרמה גבוהה מספיק ומאפשרת לנו להתעורר
  • לאורך היממה בערות רמתו הולכת ויורדת.
  • לקראת לילה רמתו נמוכה ואנחנו יכולים להירדם
מאיפה מגיע אנדוזין?
בתהליך פירוק הגליקוגן באסטרוציט, משתחרר חומר לוואי - אדנוזין

למה מפורק גליקוגן?
  • ככל שנוירון עובד יותר הוא צורך יותר ATP ולכן צריך יותר גלוקוז
  • לנוירונים אין מאגרי גלוקוז
  • אם אכלנו ארוחה עשירה בסוכר - יש סוכר זמין בדם והנוירונים יכולים להשתמש בסוכר לייצירת ATP
  • אם לא אכלנו - יש איברים אחרים שיודעים לשמור סוכר לאורך זמן, למשל כבד ושרירים, היכולים לחבר מולקולות גלוקוז אחד לשניה ולשמור בתוכם כמולקולה ארוכה של גליקוגן, לשימוש עתידי
  • האסטרוציטים במוח יודעים גם הם לבצע זאת ולשמור גליקוגן.

איך משפיע על הנוירונים?
  • כשהנוירונים שליד האסטרוציטים מתחילים להתעייף, חסרה להם אנרגיה, האסטרוציט יכול לפרק את הגליקוגן ליחידות של גלוקוז, אף מתחיל את פירוקו על מנת לספק לנוירון תוצר ביניים שיוכל לייצר ATP.
  • יכול להיפלט החוצה מהאסטרוציט
  • לחלק מהנוירונים במוח יש רצפטורים לאדנוזין, כך שכשהוא נקשר הוא משפיע על תפקוד סינפסת הנוירון.
  • האדנוזין מצטבר במוח לאורך היום – ככל שנוירון יותר פעיל, הוא מפרק יותר גלוקוז וצריך יותר גליקוגן

מחקרי מיקרודיאליזה בבעלי חיים (פורקה-הייסקנן 1997)
  • מראים שככל שהיממה מתקדמת רמת האדנוזין עולה
  • ככל שהאורגניזם נרדם רמת האדנוזין הולכת ופוחתת
  • נוצר בשני אזורים במוח –
    • Pons
    • Basal forbrain
  • מופרש בכל המוח, בעיקר בקורטקס
  • מקדם פעילות קורטיקלית אסינכרונית
  • קשור בעיקר לערות

רמה במשך היממה
אופן מדידה
מיקרודיאליזה בבעלי חיים

ממצאים
  • AW - הכי גבוה במצב ער ופעיל
  • ככל שיורדת רמת פעילות, רמת הנ"ט יורד
  • SWS – רמה הכי נמוכה, רמת סינכרוניזציה קורטיקלית הכי גבוהה
  • REM – רמת נ"ט גבוהה במוח, יש אי-סינכרוניזציה קורטיקלית
  • נוצר בגרעיני הרפה בPons
  • מופרש כמעט בכל מקום במוח
  • מעורב בהרבה התנהגויות

רמה במשך היממה
אופן מדידה
שתלו אלקטרודה רושמת בגרעיני הרפה של בעל חיים ומדדו את תדר הירי שלהם

ממצאים
ככל שהחיה יורדת מפעילות הכי גבוהה לפעילות הכי נמוכה שיש – רמת הפעילות של הנוירונים הסרוטונרגיים הולכת ופוחתת
  • כשהחיה פעילה – זזה בכלוב, אוכלת, עושה פעילות קוגנטיבית, בעיקר פעילות אוטומטית – הכי פעילים
  • כשמתחילה להירגע – ללכת בשקט – פועלים פחות
  • כשמתחילה לנמנם – שלב 1-2 השינה
  • שלב 3 – פעילות מעטה יותר
  • Pre-REM – עדין עובדים אבל ממש קצת
  • REM – לא עובדים כלל, קרוב ל0 פעילות
  • מיד עם היציאה מהREM – בין אם ערות או לשלב שינה אחר, עליה חדה בפעילותם, והתאמה לאחר מכן לשלב בו נמצאת
  • נתונים זהים כמעט לסרוטונין
  • נוצר בPons ב-Lucus coeruleus
  • מופרש בכל המוח

רמה במשך היממה
  • רמה הכי גבוהה בזמן ערות פעילה, בעיקר כשהחיה דרוכה – מבצעת פעילות זיכרון למשל
  • ככל שהפעילות רגועה יותר רמת הנ"ט תרד
  • כשנכנסת לשינה עוד יותר יורדת
  • SWS כמעט הכי נמוכה
  • REM – פעילות אפסית, לאורך כל הREM
  • ברגע היציאה מהREM קפיצה בפעילות לא משנה לאיזה שלב יוצאים
  • עבור שני הנ"ט – סרוטונין ונורפינפרין
  • סבורים שהמטרה כי למנוע להיכנס לREM נוסף
  • ייתכן שיש לנו תקופה רפרקטורית של REM
  • למשל עבור מניעת ערבוב חלומות
  • עדין אין תשובה חד משמעית בנושא
  • נוצר בTMN של ההיפותלמוס
  • מופרש להרבה אזורים במוח – קורטיקליים וגם תת קורטיקלים

רמה במשך היממה
אופן מדידה
  • אצל מכרסם
  • בין השעות 8-20 כשיש אור, ו20-8 כשאין אור.
  • מכרסמים באור ישנים, ובחושך ערים
ממצאים
  • רמתו גבוהה בלילה
  • קשור בערות

הזרקת היסטמין לפני שינה
  • אם נזריק לעכבר היסטמין לפני שאמור ללכת לישון
  • רמת ההיסטמין תעלה ולכן לא יוכל להירדם
  • רק אחרי כשעתיים יוכל להצליח לישון

אנטי-היסטמינים
  • משמשים לטיפול באלרגיות
  • מקדמים שינה
  • הישנים יותר עברו בקלות את מחסום הדם-מוח היו חוסמים רצפטורים להיסטמין
  • בפריפריה – מפחית אלרגיה – פעילות בלתי תקינה של מערכת החיסון
  • במוח – גורם לישנוניות
  • כיום פחות עוברים BBB ולכן משפיעים פחות על ערנות
  • ניורופפטיד
  • נוצר בהיפותלמוס הלטרלי
  • מופרש כמעט בכל מקום במוח
  • קשור לרעב במיוחד אחרי צום ממושך
  • מעורב במחזור השינה והערות

היסטוריה
  • התגלה ב1996
  • בשנת 1998 התגלו הרצפטורים שלו
  • בשנות ה90 הרבה קבוצות מחקר ניסו לפענח את הגנום
  • כולם מנסים לרצף mRNA כדי לגלות חלבונים חדשים שעוד לא מכירים
  • שתי קבוצות בחרו לעבוד על ההיפותלמוס
  • לשם כך לקחו היפותלמוס של חולדות, זיקקו ממנו mRNA וריצפו אותו.
קבוצה 1
  • זיהתה שהחלבון שנוצר מייצר פפטיד קצר, נוירופפטיד, שנוצר בהיפולתמוס ומופרש ממנו לאזורים שונים במוח
  • מקדם פעילות אכילה – כשהחיה רעבה, שולח את החיה לחפש מזון
  • במאמר שפורסם בנושא כינו את הנ"ט אורקסין
קבוצה 2
  • ממצא זהה אך קראה אחרת – היפוקרטין, על שם יצירתו בהיפותלמוס
  • פירסמה גם כן מאמר אך עם שם אחר.
* עד היום משתמשים בשני השמות, נפוץ יותר אורקסין, כנראה כי קצר יותר

רמה במשך היממה
אופן מדידה
בדיקת תדר הירי של הנוירונים בהיפותלמוס הלטרלי

ממצאים
  • EB – מאוד פעילה, בעיקר חקירה של אזור חדש – פעילות נוירונים הכי גבוהה
  • GR+EA – כשהחיה קצת נרגעת, מטפחת את עצמה, אוכלת וכדומה – פעילות נורונים פוחתת
  • QW – ערות שקטה – פעילות הנוירונים פוחתת משמעותית
  • SW+REMt – נכנסת למצב שינה ונרדמת – פעילות אפסית של הנוירונים
preoptic (vlPOA)

אנטומיה
  • נמצא ממש קרוב לתצלובת הראייה
  • חלק מההיפותלמוס
  • קרוב לתלמוס
תפקיד
  • בבעלי חיים כשנגרה אותו החיה מיד תיכנס למצב שינה
  • הרס של האזור מונע לחלוטין את היכולת לישון

פליפ פלופ שינה-עירות
  • מעגל עיכוב הדדי
  • הvlPOA מקיים יחסי גומלין וקשרים עצביים עם כמעט כל האזורים המעורבים בהסדרת שינה וערות
  • כל מרכזי הערות שולחים אקסונים אל מתג השינה ומתקבל מעגל פליפ פלופ שינה עירות
  • לעולם לא נקבל סיטואציה ששני הצדדים עובדים יחד או לא עובדים כלל, לא ניתן לישון ולהיות ער או לא לישון ולא בערות בו בזמן
  • מצב זה מחייב תחלופה ברורה בין המצבים

מעגל הפליפ פלופ שינה-עירות
  • כשהvlPOA עובד
    • מפריש גאבא, מעכב, אל כל אזורי הערות וגורם לעיכובם
    • מרכז השינה פעיל ומרכזי הערות מעוכבים
  • כשמרכזי ערות עובדים
    • מפרישים את כל נוירונים הערות שצוינו מעלה אל הנוירונים של הvlPOA
    • גורמים לו לעיכוב סינפסת האזור, להורדת הפעילות


איך מופעל הvlPOA?
  • אדנוזין מצטבר במוח לאורך היום, בעיקר בנוירונים ככל שהם יותר פעילים
  • בסופו של דבר בשעות הלילה רמת האדנוזין מספיק גבוהה ומפעילים את הנוירונים של הvlPOA
  • הנוירונים המופעלים מעכבים את אזורי הערות וניתן להירדם

איך מופעלים חזרה אזורי הערות?
  • בשינה - מתרחש פירוק איטי של האדנוזין, רמתו יורדת ככל שמתקדם הלילה
  • אנחנו לא אוכלים ולכן רמת הסוכר יורדת, נקבל עליה בהפרשת של אורקסין
  • כשרמת אורקסין מספיק גבוהה הוא יכול להפעיל נוירונים של ערות
  • נ"ט של ערות מופרשים לאזור השינה ומעכבים אותו + רמת אנדוזין נמוכה לכן אין מי שיעורר את אזור השינה
  • נגרמת ערות

למה אנחנו לא נרדמים ישר כשרמת אנדוזין נמוכה מספיק?
  • התהליך לא פשוט וישיר שברגע שמגיעים לרמה X ישר נרדמים
  • התהליך מורכב יותר –
    • המוח מאוד עייף אבל אנחנו רוצים להישאר ערים למשל לראות סרט או לעשות פעילות מסוימת
    • אנחנו מאוד רוצים להירדם אבל המוח מאוד פעיל עם מחשבות וכדומה
  • ניתן לקדם את פעילות אזור השינה על ידי פעילויות שונות –
    • ניטרול מחשבות
    • הפחתת לחץ וסטרס
    • מיינדפולנדס

למה אנחנו לא מתעוררים ישר?
  • התהליך הרבה יותר מורכב במציאות -
    • לא מתעוררים X שעות אחרי הארוחה האחרונה ותמיד רעבים בבוקר
    • אפשר להחליט בבוקר לקום מאוחר יותר למרות שרמת האורקסין גבוהה
    • נוכל להתעורר מוקדם יותר טרם רמת אורקסין גבוהה
  • המודל מנסה להסביר את המעבר בין השלבים, אך יש עוד מידע רב ויחסי גומלין שמתרחשים בתהליך

קפאין
  • מעכב רצפטורי אדנוזין
  • ניכנס לאט יותר לשינה או נתעורר מהר יותר בבוקר.
  • מכיל נוגדי חימצון המפרקים רדיקלים חופשיים
  • עודף קפאין יכול להוביל לשינוי בהרגלי השינה לרעה
  • מומלץ לצרוך קפאין כ2-3 כוסות ביום ועד 5, עדיפות עד שעות הצהריים בשעות קבועות.
 REM-on – Sublaterodorsal nucleus (SLD)
  • מכיל נוירונים הנחשבים לREM-on
  • אם נפעיל לעכבר את הנוירונים באזור הוא ישר יעבור למצב של REM, כשהוא במצבי שינה וגם ערות
REM-off – Ventrolateral PAG (vlPAG)
  • נמצא בגזע המוח באזור הטגמנטום
  • מכיל נוירונים הנחשבים לREM-offמפסיקים את שנת הREM

פליפ-פלופ REM
יחסי גומלין SLD-vlPAG

non-REM
W-SWS
  • הנוירונים של הvlPAG מקבלים מסר מ3 סוגי נוירונים:
    • אורקסין Orexin
    • נוראפינפרין NA
    • סרוטונין 5-HT
  • הנ"ט מפעילים את הvlPAG על מנת לא להיכנס לREM
  • אזור vlPAG מפריש GABA לSLD ומעכב אותו
  • לקראת סוף הSWS הנוירונים הנוראדרנרגים והסרוטונרגים ממש מפסיקים לפעול, אין נ"ט בהתאם, בנוסף רמת אורקסין כבר גם ירדה משמעותית כי הוא מפורק. > אין מי שיפעל את הvlPAG
  • הנוירונים של האזור מורידים את תדר הירי שלהם, לא מפרישים GABA לSLD, והוא לא מעוכב יותר
REM
  • כיוון שהSLD לא מעוכב יותר, הוא פעיל ומעלה תדר ירי שלו
  • מפריש GABA ומעכב את הvlPAG
  • נכנסנו למצב REM
  • ביציאה מREM יש עליה ברמת NA וסרוטונין, ייתכן שמדובר בתקופה רפרקטורית לREM ומפעילים חזרה את הvlPAG
  • חוזרים ללא REM

איך אנחנו יוצאים משנת REM?
  • עדין לא ידוע 😊
  • ייתכן שעליה בנ"ט של ערות גורמת לכך
  • אך סבורים שזוהי התוצאה ולא הסיבה לכך

שליטת SLD על מאפייני הREM
הנוירונים של הSLD שולחים נוירונים לכמה אזורים במוח:

מוח השדרה
  • הנוירונים של הSLD מפעילים בגזע המוח את הנוירונים הכולינרגיים של הPONS
  • למרות שאצטיל כולין ידוע כאחראי על כיווץ שרירים, דווקא במוח השדרה בזמן הREM הוא מפעיל אינטרנוירונים מעכבים שמפרישים גליצין לנוירונים המוטוריים
  • גורם עיכוב את מוח השדרה ונקבל רפיון שרירים מלא
Pons ו-BF
  • מפעיל נוירונים כולינרגיים בPons וב-BF
  • שולחים אקסונים המפרישים אצטיל-כולין אל:
    • הקורטקס - גורמים אי-סינכרוניזציה, לכן בזמן REM נראה אי-סינכרוניזציה קורטיקלית
    • הטקטום התלילים העליונים מעורבים ברפלקסים חזותיים ויודעים לשלוט על העיניים, לכן נקבל תנועות עיניים מהירות
תפוצה
לרובנו בשלב כזה או אחר של החיים תהיה תקופה של שינה לא מספיק טובה
ביטויים
  • קושי להיכנס לשינה - ברוב המקרים
  • קושי לשמור על שינה רציפה - בחוויה שלהם מתעוררים הרבה מאוד פעמים בלילה, או מתעוררים לפנות בוקר ומתקשים לחזור לישון
  • אנשים שישנים בסדר לכאורה מבחינת כמות השעות אך חווית השינה אינה טובה, מרגישים עייפים ושהשינה לא מספיק מעוררת עבורם

הסברים
מבחינים בין שני מצבים:
  1. Primary insomnia
    • נדודי שינה כסימפטום מרכזי
    • מצבים בהם יש איזשהו גורם ראשוני שאחראי באופן ישיר לנדודי השינה כסמפוטם מרכזי
    • ליקוי מוחי שגורם להפסיק לישון 
    • ליקוי פיזי שמונע שינה באופן אובייקטיבי
  2. Secondary insomnia
    • נדודי השינה כסימפטום נלווה 
    • משני לפתולוגיה אחרת 
    • למשל דיכאון, סטרס, חרדה, PTSD, כאב, חום וכדומה

האם יש מנגנון קבוע אחד גורם לנדודי שינה?
אין גורם יחיד, מדובר במשפחה של הפרעה מאוד הטרוגרניות
מחקר - אובייקטיביות נדודי שינה
אופן
  • הכניסו נבדקים למעבדת שינה
  • חילקו ל-2 קבוצות:
    1. בחוויה הסובייקטיבית שלה ישנה מצוין
    2. העידו שבחוויה הסובייקטיבית שלהם לא ישנים טוב וסובלים מנדודי שינה
  • חיברו אותם לכל מדדי השינה ועקבו אחרי דפוסי השינה שלהם לאורך הלילה בצורה אובייקטיבית
  • בבוקר כשהתעוררו התבקשו למלא שאלון על חווית השינה שהייתה להם בלילה במעבדה
ממצאים

דיווח סובייקטיבימדידה אובייקטיבית
ביקורתנדודי שינהביקורתנדודי שינה
זמן להירדמות26 דק61 דק18 דק22 דק
מספר יקיצות2.84.52.92.9
משך השינה

6:266:19

  • ההבדלים בין שתי הקבוצות מינוריים
  • בשתי הקבוצות הערכת יתר בזמן הירדמות
  • קבוצת נדודי השינה הערכת יתר משמעותית ולא הרגישו שישנו טוב
  • משך השינה זהה כמעט
  • שלבי השינה היו זהים בשתי הקבוצות
האם קבוצת נדודי השינה אובייקטיבית?
סביר להניח שקבוצה 2 לא באמת סובלת מנדודי שינה כמו שהיא לא מעריכה את נתוני השינה האובייקטיביים שלה

אם החוויה סובייקטיבית של נדודי השינה, האם צריך לטפל?
כן, למרות שהם לא תואמים למדדים האובייקטיביים, עצם חווית השינה הלא טובה מצביעה על בעיה שכן משפיעה על תפקודם גם כן.
לכן צריך לטפל או לכל הפחות לנסות להתייחס ולטפל.

האם יש הבדלים בין 2 הקבוצות בין ציפיית שינה?
יש אנשים שיסתפקו ב6 שעות שניה וזה ירגיש להם מספיק, וכאלה שאם לא ישנו 9 שעות בלילה לא ירגישו רעננים כלל.
ייתכן שקבוצת הביקורת היא זו שמספיק לה כמות כזו, וקבוצת נדודי השינה צריכים יותר, ואף משליכים את חוויתם על שאר המדדים.

חסך SWS
ייתכן שהם מגדירים עצמם כבעלי נדודי שינה כיוון שהם לא מקבלים מספיק זמן לSWד והירגעות של המוח, ומשליכים על שאר המדדים

ציפייה
אפשרי שיש פער אמיתי בציפייה, האנשים חווים את השינה שלהם לאורך זמן כשינה לא טובה הנובעת מתפיסת השינה שלהם, לא באמת מהצורך בשינה.
כלומר היא מספיקה להם פיזיולוגית אך לא פסיכולוגית.

הקושי במחקר
אנחנו לא באמת יכולים לבדוק כמו רדיקלים חופשיים התפרקו בלילה, האם האדם באמת עייף וכדומה
לכן אם אין דרך באמת להבדיל מעדיפים לטפל בכולם.
טיפולים

הרגלי שינה
  • הטיפול הראשוני כשאדם נכנס לרופא משפחה ואומר שהוא לא ישן טוב
  • לנסות לכוון אותם להרגלי שינה נכונים - ללכת לישון ולהתעורר בשעה קבועה, לייצר סביבה מקדמת שינה (ללא רעש, אור, לא להתעסק בנייד לפני המיטה, להימנע מקפאין אחרי שעות צהריים וכדומה)
  • בחלק מהמקרים זה עוזר ובחלק פחות
תרופתי - היפנוטיות ובנזודיאזיפינים
  • תרופות מקדמות שינה
  • שימוש
    • נותנים באופן זמני, עד שבועיים. לא באופן כרוני.
    • קשישים - מתקשים לשמור על שינה רציפה בעיקר, בפועל לפעמים נותנים לטווח רחוק יותר. 
  • הכי פופולריות:
    • היפנוטיות - עובדות על רצפטורים של גאבא A, לא דרך האתר של בנזודיאזיפינים.
    • בנזודיאזיפינים - כן עובדות דרך האתר של בנזודיאזיפינים.
  • סבילות ותלות - ככל שלוקחים לזמן ממושך יותר תתקבל די-סנסיטיזציה של רצפטור גאבא A ונוצרת תלות בתרופה, ונוצרת אינסומניה של תלות בתרופה Drug depended insomnia
תרופתי - צמחי
  • מקדמות שינה על בסיס צמחי
  • למשל ולריאן

תפוצת טיפול
  • 8.5% מכלל האוכלוסייה
  • 12.7% מכלל האוכלוסייה הבוגרת (18+)
נדודי שינה בהם באמת לא מצליחים לישון עקב חסימת דרכי נשימה, לא נדמה להם
צניחת לוע
  • יש צניחה של הלוע לתוך דרכי הנשימה, חוסם את דרכי הנשימה כך שלא נכנס אויר אל הריאות.
  • אנשים אמנם לא נחנקים בשנתם, אך נקודתית מתקשים לנשום.
  • רמה החמצן יורדת, רמת הפחמן הדו חמצני עולה.
  • רצפטורים בכלי הדם מופעלים במצב כזה ומעירים את האדם.
  • יכול לגרום גם לנחירות (לא כל מי שנוחר סובל מצניחת לוע)

היפנוגרמה
  • השינה מאוד לא איכותית
  • יכולים להתעורר עשרות ומאות פעמים
  • מהרגע שניסה להיכנס לישון סביבות 22:00 ועד 3:00 לפנות בוקר רוב הזמן נע בין עירות לבין שלבים 1-2 של השינה.
  • לא מגיע כלל לSWS
  • יש REM קטן באמצע
  •  ב3:00 לפנות בוקר התעורר וכנראה שינה תנוחה כך שיותר נוח ואפשרי לנשום, נכנס לREM מאוד ארוך והצליח אף להכינס לSWS לקראת הבוקר.

טיפול

שינוי הרגלים
  • הצניחה קשורה בדר"כ בטונוס שרירים נמוך ורקמת שומן גבוהה באזור
  • ממליצים על דיאטה והעלאה של טונוס השרירים (כושר )
מפוח CPAP
  • שינה עם מכשיר שמכניס אוויר באופן קבוע דרך האף והפה
  • לא הכי נוח אבל מאוד יעיל
ניתוח הרמת לוע
  • שותלים רצועה שמחזיקה את הלוע למעלה 
  • הלוע צונח פחות
נדודי שינה ממשפחת הפרעות הREM
הפרעה שכוללת כמה סימפטומים:
התקף שינה
  • מחייב
  • דחף עז להירדם שהאדם חווה והוא לא יכול להתנגד לו. 
  • בדר"כ מגיע בתקופות של שיעמום אבל יכול להתרחש גם בסופר, ברחוב וכדומה
  • משך: יכולים להיות קצרים וגם ארוכים
  • ככל שיש יותר התקפי שינה לאורך היום, שינת הלילה מתקצרת. כלומר סך שעות השינה במהלך היממה נשאר תקין.
  • הם לא נעימים, עושים חוסר נוחות בסביבה, אך הם לא מסוכנים. 
  • האדם יודע שהתקף השינה עומד להגיע ולמצוא לעצמו מקום.
קטפלקסיה 
  • סימפטום בעייתי
  • חדירה של REM לתוך ערות: 
    • אי-סינכרוניזציה קורטיקלית שקשורה בחלימה, יכולים לספר על חלימה מסוימת. 
    • תנועות עיניים מהירות
    • רפיון שרירים מלא - בהתקף קטפלקסיה האדם פשוט צונח לרצפה עם טונוס שרירים אפסי. יופיע בדר"כ במצבי התרגשות - בהלה, צחוק וכדומה.
  • לא סימפטום מחייב אך מופיע בכ-75% מהחולים.
שיתוק שינה
  • מצב בו ממש כמה רגעים לפני שנרדמנו, או מיד אחרי שהתעוררנו, כשאנחנו בהכרה אבל טונוס השרירים אפסי.
  • ציר השרירים של שנת הREM עוד לא התעורר עדין.
  • בדר"כ מייצר מצב מאוד מפחיד
  • לא מסוכן  בו האדם שוכב במיטה ומודע לסביבה אך לא יכול לזוז.
הלוצינציות היפנוגוגיות
  • דמיונות/חזיונות כשהאדם בשיתוק שינה
  • למשל שאדם מתקרב אליו ומנסה לפצוע אותו
  • מאוד עוצמתי ומפחיד
  • לא מסוכן

אפידימיולוגיה
  • תלוי אוכלוסייה - יש כאלה של 1:10,000, ויש יותר נפוצות 1:2000
  • בישראל 1:4000
  • יחסית נדירה
  • אורך חיים: מעלה סיכוי לנפילות ותאונות, אך לא מקצר חיים באופן ישיר.
  • גיל: יכול להופיע בכל גיל, רובם מאובחנים בגילאים 15-50 (נעורים והלאה)

התפתחות היסטורית - גילוי המחלה
  • מאוד מקשה לנהל אורח חיים תקין ונורמלי
  • ניסיונות ארוכי שנים להבין הסבר למחלה לא העלו תוצאות
  • לא  נמצאו פתרונות תרופתיים למחלה
  • עד תקופה מסוימת חשבו שהם נרקומנים, שיכורים וכדומה, והרופאים לא ידעו מה להציע כדי להתמודד עם הבעיה.
גילוי אורקסין/היפוקרטין
בשנות ה90 התגלה אורקסין/היפוקרטין, קבוצת חוקרים שעבדה במשך שנים עם כלבי דוברמן שחלקם הראו סימני נרקולפסיה, החליטו לבדוק את היתכנותו של האורקסין להסבר.

גילוי מוטציה בגן לרצפטור אורקסין
  • 1999 - נמצאה מוטציה בגן לרצפטור לאורקסין אצל כלבים נרקולפטיים. הקשר בשלב זה מתאמי שכן טרם הוכח במחקר ניסויי.
  • 1999 - מחקר ניסויי בעכברים בהם עשו KO לגן לאורקסין, והם אכן הראו סימפטומים מאוד דומים לנרקולפסיה:
    • שלבי שינה לא מסודרים
    • התקפים קטפלטקיים

חקר בני אדם
  • רצו למדוד את כמות האורקסין במוח, לשם כך דגמו CSF. 
  • גילו שמתוך 9 נרקולפטיים ל-7 בכלל לא היה אורקסין בCSF. 
  • לשני החולים הנוספים הייתה רמה תקינה לחלוטין. אצלם מצאו ליקוי גנטי בגן שמקודד רצפטור של אורקסין.
  • מצב תקין: האורקסין נוצר בנוירונים של התלמוס הלטרלי, אצל אדם בריא יש כ-70 אלף נוירונים באזור שמייצרים אורקסין. 
  • אצל חולי נרקולפסיה: כשעבדו עם מוחות של אנשים שנפטרו והיו נרקולפטיים, גילו שיש הרבה פחות נוירונים שמייצרים אוקסין ביחס לנבדקי ביקורת
  • תסמיני המחלה באים לידי ביטוי בשלבי התבגרות-בגרות, כלומר האדם לא כך מהיוולדו, הנוירונים המייצרים כן היו קיימים, אך הם מתו.

שפעת החזירים - נרקולפסיה מחלה אוטואימונית?
  • 2009 - הייתה מיני מגפה של שפעת החזירים
  • בעקבותה והחיסון הראשוני שפותח אליה, הייתה אינפלציה במיקרי נרקולפסיה, גל של צעירים המאובחנים בנרקולפסיה. 
  • הציעו שאולי נרקולפסיה בבסיסה היא  מחלה אוטואימונית - משהו בשפעת החזירים הפעיל את מערכת החיסון, ובשוגג היא פוגעת בנורונים בLH המייצרים אורקסין. 
  • בהמשך הוכח במחקרים מולקולרים שאחד החלבונים שנמצא בוירוס וגם בחיסון נגדו, דומה לחלבון הנמצא בנוירונים של הLH. יכול להסביר למה הפעלת מערכת החיסון בשפעת החזירים יכולה לגרום לאותם נוגדנים לסמן גם את התאים בLH ולהוביל למוות שלהם.
  • מיד עם הגילוי הפסיקו להשתמש בחיסון הN1H1, ועברו לחיסון אחר שלא כולל את החלבון הדומה וכך לא גורם לנרקולפסיה.
  • עדין יש אנשים עם נרקולפסיה, כלומר קיים זיהום אחר שמפעיל את הטריגר שגורם לתגובה האוטואימונית שפוגעת בתאים. חשוב להבין איך למנוע את התופעה. 
  • הנושא עדין נחקר, כיום סבורים כי ההסברים הם ליקוי גנטי ובעיה אוטואימונית.

למה מחסור באורקסין מוביל לסימפטומים?
  • מה שמפעיל בדר"כ את הנוירונים של הערות זה אורקסין, נוירוני עירות פעילים ומעכבים את נוירוני השינה.
  • מחסור מאורקסין ימנע את העירות ועלול בזמנים בללתי הולמים להכניס אותנו לשינה.

טיפול 
כיוון כללי: מה שיוכל לעזור לפתור את הסימטומים אם כך, הוא משהו שיקדם את העירות, לצד טיפול בסימפטום הקטפלקסיה.

עבור נדודי שינה
  • הטיפול בהתאם הוא בעזרת סמים מעוררים, אגוניסטים דופמינרגיים.
  • למשל מודפיניל, אמפיטמין, ריטלין וכדומה.
אופן פעולה
מפנים את הפליפ-פלופ למצב העירות ומפחיתים את התקפי השינה (לא מעלימים לגמרי)

עבור קטפלקסיה
  • סמים מעוררים לא מטפלים בקטפלקסיה
  • כל זמן שרמת אורקסין, NE, וסרוטונין גבוהה, יש אקטיבציה של ה-vlPAG המעכב את הSLD ולכן אין REM. 
  • כשרמת החומרים יורדת מוסר העיכוב מהSLD, הוא עובד ויוצא REM לפועל. 
  • אגוניסטים לאורקסין יכולים לעבוד אך אם אין אז גם אגוניסטים לNE וסרוטונין יוכלו להחליפם. 
  • ככל שנעלה את רמתם נוביל את המוח למצב בו ה-vlPAG עובד יותר ומעכב את הSLD, לא אמורים לקבל REM. 
  • לכן הטיפול המשלים הוא עם נוגדי דיכאון SSRIs, SNRIs.
הערות
  • הטיפול הוא סימפטומטי ולא מרפא את המחלה.
  • לא ניתן לתת אורקסין ישירות - הוא חלבון ויתפרק דרך מערכת העיכול, הזרקה דרך המוח היא פתרון מאוד לא נוח.
  • מנסים לייצר אגוניסט לאורקסין כיום.
סימפטומים
  • הפרעה נוירולוגית שהלוקים בה אינם נעשים משותקים בשנת REM
  • מבצעים בפועל את חלומותיהם.

אטיולוגיה
  • כנראה הפרעה עצבית ניוונית עם מרכיב תורשתי חלקי.
  • לעיתים מקושרת לפרקינסון

מוקד הפגיעה
  • אצל הלוקים במחלה, בנוירונים המתנוונים מוצאים את החלבון אלפא-סינקלאין
  • נגרמת עקב נזק מוחי - לרוב במעגלים העצביים בגזע המוח השולטים על התופעות של שנת REM

טיפול תרופתי
  • קלונזפם ממשפחת הבנזודיאזפינים.
  • תרופות המשמשות להקלת קטפלקסיה יחמירו תסמיני הפרעה התנהגותית בשנת REM
  • אנחנו לא באמת יודעים מנגנונים פיזיולוגים שלהן וגם לא טיפול
  • רובן מילדות וממשיכות לבגרות

הפרעות
  • הרטבה - אפשר לרפא בשיטות אימון
  • הליכה סהרוריות - 
    • הליכה ואף עיסוק בהתנהגויות מורכבות.
    • האדם לא בREM ועל כן לא מדובר על ביצוע חלום במציאות
    • נרפא לרוב בעצמו
    • ייתכן שנובע ממרכיב גנטי
  • ביעותי לילה - 
    • זעקות מיוסרות, רעד, דופק מהיר ולרוב היעדר זיכרון של הגורם לאימה.
    • נרפא לרוב בעצמו
  • דיבור מתוך שינה
  • אכילה מתוך שינה - 
    • עד כדי עודף משקל
    • נוהגים לנעול  את המזון מאחורי סוגר ובריח ו להתקין שעון מעורר על מנת למנוע מפתיחת מקורות מזון.
    • טיפול: בדר"כ אגוניסטים דופמינרגיים או טופירמט (נוגד עוויתות)
    • דולפידם - אגוניסט בנזודיאזפיני המשמש לטיפול בנדודי שינה, עלול דווקא לעורר את התופעה.
    • בעלת מרכיב גנטי
יש לנו פיזיולוגית כל מיני שעונים במקצבים שונים

סוגי מקצבים:
  • מקצבים ארוכים  - כמו מחזור הרבייה באישה, מחזור הנדידה בציפורים וכו'
  • מקצב במרכז - מחזור היממה, המחזור הסירקידיאני, משנה את מצב הפעילות ממצב השינה לערות ומשפיע על גורמים נוספים כמו טמפרטורת הגוף, הפרשת הורמונים וכדומה
  • מקצבים קצרים - למשל מחזורים טבעיים של 90 דקות של פעילות ומנוחה, דופק לב, פוטנציאל פעולה וכו'.
איך חוקרים?
  • נניח עכבר או חולדה בתוך כלוב עם גלגל, ומערכת חשמלית פשוטה שמודדת כל זמן שהגלגל מסתובב, ללא מניפולציה מסוימת, רק לדאוג לו למחייה :)
  • אחרי כמה ימים נסתכל על הפלט שיצא מהאקטוגרם (המערכת שמודדת, מד פעילות), נקבל גרף רישום.

יחס אור חושר 12:12
  • ממצאים: 
    • בזמן שיש אור במעבדה - העכבר ישן, לפעמים מתעורר באמצע 
    • במהלך החושך - העכבר על הגלגל
  • כל זמן שהעכבר נמצא בתנאי תאורה משתנים של 12:12 נקבל אקטוגרמה מאוד ברורה.
אור מעומעם 24:0
נשאיר את העכבר עם אור שכל הזמן דולק, לא חזק מידי כדי שלא יוטש, טיפה עמום.
ממצאים:
  • מצד אחד ניתן לראות שהעכבר ממשיך לשמור על מחזוריות של שינה עירות
  • מצד שני כבר לא מדויק ל12:12 אל טיפה יותר ארוך

מחזור היממה בפועל
  • המחזור הטבעי שלנו ארוך הוא לרוב 25 שעות
  • בשגרה המחזור בכל מקרה 24 שעות כי בכל פעם שנדלק האור (סמן חיצוני) הוא מכויל חזרה.
מסקנות
  • יש שעון פנימי
  • השעון מכויל לזמן קצת יותר ארוך ללא סמן חיצוני
  • השעון הטבעי ניתן לכיול
  • גרעין קטן שנמצא ממש מעל תצלובת הראייה, חלק מההיפותלמוס
  • מכיל נוירונים שמסוגלים לקצוב את הזמן

אצל עכברים
  • כשנהרוס את האזור בעכברים נראה שהזמן משתבש
  • ממחזוריות קבועה ושמורה של כ-25 שעות, העכבר עובר  לבלגן שלם, הוא ישן לפעמים ומתעורר לפעמים. 
  • לא נפגעה  היכולת לישון, אלא רצף השינה
  • סך שעות השינה נשמר

מחקר - שעות פעילות SCN

אופן
  • חילקו עכברים ל2 קבוצות
  • הזריקו 2DG, כדי לסמן נוירונים פעילים. הנוירונים חושבים שהוא גלוקוז ולכן לוקחים אותו לתא
  • קבוצה 1 קיבלה ביום, קבוצה 2 בלילה
  • באוטורדיוגרפיה התסכלו על תאי מוח וראו אם האזור פעיל או לא
ממצאים
  • במהלך היום (אור) האזור פעיל מאוד
  • במהלך הלילה (חושך) לא פעיל בכלל
מסקנות
  • האזור רגיש לתאורה/יודע לפעול במהלך היום ומפסיק לפעול בלילה
  • גם אצל בני אדם הוא פעיל ביום ולא פעיל בלילה
  • ההבדל בין עכברים לבני אדם הוא בקשר שיוצא החוצה - אצל העכבר כשהאזור פועל הוא גורם לשינה, אצלינו להפך, גורם לערות.

איך נוכל לחקור SCN?

SCN כשהוא באורגניזם השלם
  • מחובר לעיניים ולכן אור יכול לכוון אותו
  • כשדולק אור נראה עליה בפעילות ובחושך ירידה בפעילות
SCN כיחידה עצבית
  • נוציא את הSCN מהאורגניזם ונשים בצלוחית מעבדה כשהתאים מחוברים אחד לשני ונראה האם הם עדין שומרים על מחזוריות של 12:12
  • גם כאן יש שינויים מחזוריים בפעילות של בערך 12 שעות ושל הפסקת פעילות 12 שעות
  • כלומר גם כשהCSN מנותק מסמנים חיצוניים של או וחושך, או בכלל מאוזרים פיזיולוגים מוחיים אחרים, עדיןלנוירונים יש תכונה פנימית לשמור על מקצב פנימי של 24 שעות פחות או יותר.
נוירון בודד מהSCN
  • נבדוק אם שומר לבד על מחזוריות עצבית
  • מצד אחד אין תיאום בין הנוירונים, אבל אם מסתכלים על כל נוירון בפני עצמו, עדין נשמרת מחזוריות של בערך 25 שעות.
  • כלומר אמנם הנוירונים מנותקים אחד מהשני ואין להם קשרים עצביים, הם לא מסונכרנים, אבל כל נוירון כלשעצמו ממשיך לתפקד כשעון לכל דבר ועניין.

מחקר - זבובים
  • מצאו את האזור המקביל לSCN אצל זבובים.
  • בודדו נוירונים האחראים על מחזור היממה בהתנהגות הזבוב
  • הסתכלו על חומרים שונים בתא, שהרמה שלהם משתנה ברמה מחזורית לאורך 24 שעות
  • מצאו במקור כ7 גנים שמקודדים ליצירה של 7 חלבונים, שהרמה שלהם עולה ויורדת באופן מתואם לאורך 24 שעות.
  • ייתכן המשחק ברמת החומרים יכולה להוות את הבסיס לתקתוק הפיזיולוגי של כל תא בפני עצמו
ואצל בני אדם?
לנו יש מעל 14 גנים כאלו
הבנת מנגנון התקתוק
המנגנון מאוד מורכב לכן מפשטים באופן תיאורטי ל-2 גנים

נניח שיש שני גנים:
גן ליצירת חלבון A
גן ליצירת חלבון B

התהליך
  • בבוקר גן A מתחיל לעבוד - הDNA נפתח, ויש את כל תהליך יצירת החלבון A. התהליך לוקח זמן. ככל שהיום מתקדם יש יותר ויותר מחלבון A
  • כשעברו כמה שעות טובות, אחה"צ לקראת לילה, הרמה של חלבון A כבר מספיק גבוהה.
  • חלבון A יודע להיכנס לתוך הגרעין ולהפעיל את גן B, כך שגן B מתחיל להיות פעיל  ולייצר את חלבון B.
  • חלבון B יודע להיכנס לתוך הגרעין ולעכב את גן A, כך שלא ייווצר עוד חלבון A, עם הזמן רמתו תרד, כי יש מנגנוני פירוק חלבונים בתא.
  • אם יש פחות מחלבון A, אין מי שיפעיל את גן B, ולכן גם רמת החלבון B פוחתת.
  • אין בסוף מי שיעכב יותר את גן A,וכל המעגל חוזר חלילה
מסקנות
  • יש מחזור שתלוי אחד בשני ולעולם לא מפסיק
  • אם זה קורה בלוחות זמנים של 24 שעות מסביר את תקתוק השעון, רק  צריך שאחד החלבונים יהיה תעלת נתרן.
  • יכול להסביר איך אור מכייל את השעון - אם אור מפעיל את תאי הגנגליון ברשתית, המפרישים נט' שנקשר לרצפטור מטבוטרופי ברצפטור של הSCN וההשפעה של הרצפטור זה להפעיל את גן A, לכן שמש/אור מפעילים את גן A.

ויסות וביקורת מחזור היממה
הSCN מבצע זאת באופן עצבי וגם כימי

קשר עצבי
  • אקסונים מוציאים של ה־ SCN, האחראים לארגון מחזורי השינה והערות, מסתיימים באזור התת־פָּרָוֶונטריקולָרי SPZ (Subparaventricular zone) הממוקם ממש גבית לSCN.
  • הרס אקסיטוטוקסי של החלק הגחוני ב־ SPZ שיבש את מחזור היממה של שינה וערות.
  • ה־ SPZ הגחוני שולח אקסונים אל הגרעין ההיפותלמי הגבי־מדיאלי( dorsomedial nucleus of the hypothalamus ) DMH וזה בתורו שולח אקסונים לכמה אזורים מוחיים, ובכללם שניים שפעילותם חיונית לשליטה על שינה וערות: ה־ vlPOA והנוירונים האורקסינרגיים של ההיפותלמוס הצידי. 
  • ההשלכות אל ה־ vlPOA הן מעכבות ועל כן מדכאות שינה, ואילו ההשלכות אל הנוירונים האורקסינרגיים הן מעוררות ולכן מקדמות ערות.
  • פעילות הקשרים העצביים האלה משתנה לאורך מחזור היום והלילה. אצל חיות יום, כמונו בני האדם, הפעילות גבוהה במשך היום ונמוכה במשך הלילה.

קשר כימי
  • מכמה ניסויים עולה שה־ SCN יכול לשלוט על המחזורים האלה גם באמצעות פליטת חומרים העוברים בדיפוזיה דרך הנוזל החוץ־תאי של המוח. 
  • במחקר אחד הרסו החוקרים את הגרעינים העל־כיאזמטיים  ואחר כך השתילו במקומם גרעינים חדשים שנלקחו מחיה תורמת. השתלים הצליחו לכונן מחדש את מחזורי היממה אף־על־פי שנוצרו רק קשרים סינפטיים מועטים בין השתלים לבין מוח החיה המקבלת
  • מחקר השתלה של סילבר ועמיתיה - החוקרים הרסו את הגרעינים העל־כיאזמטיים אצל קבוצת אוגרים וכך שיבשו את מחזור היממה שלהם. שבועות אחדים לאחר מכן הם הוציאו רקמת SCN מחיות תורמות והכניסו אותה לכמוסות שדופנותיהן חדירות למחצה. את הכמוסות השתילו לחיות הניסוי אל תוך חלל החדר השלישי במוחן. מזון וחומרים חיוניים אחרים יכלו לעבור דרך דופנות הכמוסות וכך נשארה הרקמה המושתלת בחיים, אבל הנוירונים שבתוך הכמוסה לא יכלו בשום אופן ליצור קשרים סינפטיים עם הרקמה שסביבן.
  • אף־על־פי־כן השתלים האלה הצליחו לכונן מחדש מחזורי יממה בחיות המקבלות. 
  • ממחקרים עולה שהאות הכימי הוא כנראה פּרוֹקינֶטיצין PK2 חלבון שמצוי בתת־קבוצה של נוירונים ב־ SCN
  • ייתכן שהחומרים הנפלטים מהנוירונים ב־ SCN מפעפעים לתוך ה־ SPZ ונקשרים לקולטנים שם ובדרך זו משפיעים על מחזורי השינה והערות. 
  • חוקרים מצאו שאצל עכברים עם מוטציה מכוונת לגן המייצר PK2 מחזורי היממה משובשים.
  • מחברת בין העיניים לSCN
  • מתחילה ברטינה, העיניים, ומסתיימת בהיפותלמוס בSCN
  • תאי גנגליון מיוחדים ברשתית - מלנופסין, לא קנים ומדוכים, כל המידע שלהם מיועד לSCN ולהפעיל אותו בשעות היום
  • מכיילת את המחזוריות הסרקדיאנית
  • בלוטה המחוברת לחלק הגבי של הטקטום, על גג המוח האמצעי בדיוק לפני המוחון
  • מייצרת מלטונין
  • ממלאת תפקיד במקצבי יממה ובמקצבים עונתיים
  • בנוירונים בגרעין העל כיאזמטי יוצרים קשרים לא ישירים עם הנוירונים בגרעין הפרווטריקולרי בהיפולתמוס, אלו נשלחים אל מוח השדרה ויוצרים סינפסות עם נוירונים פרה-גנגליונים במערכת סימפטתית, אשר מעצבבים את האיצטרובל ושולטים על הפרשת מלטונין.
  • פגעים מוחיים החלים בגרעין העל־כיאזמטי ב־ PVN או בבלוטת האצטרובל משבשים את המחזורים העונתיים המותנים באורך היום
  • חיתוך סכין המנתק את הקשר העצבי בין הגרעין העל־כיאזמטי ובין ה־ PVN גורם גם הוא לאותה תוצאה, ומכאן שהתפקוד הזה הוא אחד מתפקודי ה־ SCN היוצאים אל הפועל בסיוע קשריו של הגרעין הזה עם מבנים אחרים
  • שתל של גרעין על־כיאזמטי עוברי יכול אומנם להחזיר על כנו את מחזור היממה אך לא את המחזור העונתי, מכיוון שהרקמה המושתלת אינה יוצרת קשרים סינפטיים עם הPVN
  • הורמון המופרש במשך הלילה מבלוטת האצטרובל
  • ממלא תפקיד במחזורי יממה ובמחזורים עונתיים
  • ביצורים מסוימים מסוגל לגרום להשחרה  זמנית של העור
  • מפעיל אזורים שונים במוח כגון הSCN
  • שולט על תהליכים פיזיולוגיים וצורות התנהגות תלויות עונה.
  • כשהלילה ארוך מופרשת כמות גדולה של מלטונין והחיות נכנסות לשלב החורפי במחזור
מה קורה כשיומיום האדם לא תואם למחזור היממה הפנימי?
  • כשאדם משנה באופן פתאומי את סדרי פעילותו היומית, משתבשת ההתאמה בין מחזור היממה הפנימי שלו, הנשלט באמצעות ה־ SCN , ובין סדרי הזמנים של סביבתו החיצונית.
  • עלול להוביל ליעפת
לדוגמה
  • שאנשים שעובדים בדרך כלל במשמרת היום עוברים לעבוד במשמרת לילה, או כשאנשים נוסעים מערבה או מזרחה על פני כמה אזורי זמן
  • הגרעין העל־כיאזמטי מאותת לשאר המוח שהגיעה העת לישון באמצע משמרת העבודה או באמצע היום.

יעפת (ג'ט לג)
  • הפרעת שינה חולפת עקב חוסר התאמה בין השעון הפנימי לבין הסביבה החיצונית
  • הפער בין השעון הפנימי לסביבה החיצונית ל:
    • הפרעות שינה
    • שינויים במצב הרוח
    • שיבוש היכולת לתפקד בשעות העֵרות.
    • אולקוס
    • דיכאון
    • תאונות

הפתרון
להתאים את השעון הפנימי לסביבה החיצונית מהר ככל האפשר.

סמני שעה
  • אחת הדרכים לעשות זאת היא לנסות ולהציג סַמני שעה רבי־עוצמה במועד הנכון.
  • כשחושפים אדם לאור בהיר לפני שמגיעה שעת השפל במחזור היומי של טמפרטורת הגוף, כלומר, שעה או שעתיים לפני המועד הרגיל של יקיצה, מתעכב מחזור היממה האישי
  • כשהחשיפה לאור מתרחשת אחרי נקודת השפל, מחזור היממה זז קדימה
  • במחקרים אחדים נמצא שחשיפה לאור בשעה הנכונה עוזרת להקל את המעבר לדפוסי יממה חדשים.
  • אנשים מסתגלים לעבודה במשמרות ביתר מהירות אם התאורה המלאכותית במקום העבודה חזקה יותר ואם בחדר השינה שלהם שורר חושך גמור
שימוש במלטונין
  • נמצא שמלטונין מסוגל להשפיע באמצעות פעולתו על קולטנים בגרעין העל־כיאזמטי על הרגישות של נוירוני SCN לסַמני שעה, וכן לשנות בעצמו את מקצבי היממה.
  • טרם התגלה התפקיד המדויק שמלטונין ממלא בהסדרת מקצבי יממה.
  • הפרשת מלטונין מגיעה לשיאה בדרך כלל בשעה מוקדמת של הלילה, בסמוך למועד שבו הולכים לישון.
  • מתן מלטונין במועד המתאים, בדרך כלל ממש לפני השינה, מפחית במידה משמעותית את ההשפעות השליליות של יעפת ושל שינויים בשעות העבודה
מה עושים עיוורים שלא יכולים להשתמש בסמני שעה?
  • בני אדם שהתעוורו כי איבדו את עיניהם או עקב נזק ברשתית שהקיף, מלבד הקנים והמדוכים, גם את תאי הגנגליון מכילי המלנופסין, מחזורי היממה שלהם אינם מסונכרנים.
  • מתן מלטונין לפני השינה מסייע בסנכרון מחזורי היממה ובשיפור מחזורי השינה.