هل يعمل الدماغ أثناء نوم الإنسان

1. حركة العين أثناء النوم .. ماذا تعني ؟


2. التعلم أثناء النوم ... حقيقة وليس خيال


3. مراحل النوم وعلاقتها بنشاط المخ


4. الجهود متواصلة لحسم الجدل


5. الأحلام تتحدى محاولات العلماء لقياسها


6. الإختراعات والنظريات الهامة قد تأتي أثناء النوم !

جدل علمي مثير لا تزال فصوله تتوالى ولا تلوح في الأفق القريب بوادر لحسم هذا الجدل ليظل السؤال الرئيس الذي يفجر هذه الحالة من التناحر العلمي واختلاف الآراء بين العلماء الذين لا يدخرون جهدًا للوصول إلى نتائج علمية حاسمة، هل المخ يعمل بنشاط أثناء النوم، أو أنه يكون مجرد شاشة بيضاء؟ وهناك أسئلة كثيرة متعلقة بهذا التساؤل ولكن يظل أكثر هذه الأسئلة عمومية وشمولية هو ماذا يحدث بالضبط داخل المخ أثناء النوم؟ في دراسة نشرت في شهر أيار/مايو، ذكر الباحثون في جامعتي هارفارد وماكجيل بأن المشاركين في احدى الألعاب (لعبة على الحاسب الآلي) والتي تعتمد على درجة عالية من اليقظة الذهنية الذين ناموا بعد لعبهم تلك اللعبة حققوا معدلات أعلى بشكل ملحوظ، حينما عادوا لممارستها من جديد، وتلك المعدلات جاءت أعلى من تلك التي حققها أولئك الذين لم يناموا بعد ممارسة تلك اللعبة. حيث يبدو أنهم أثناء النوم قد قاموا بحل اللعبة التي لم يستطيعوا حلها أثناء اليقظة .
ويقول المؤلف المسؤول عن الدراسة"ماتيو والكر" عالم الأعصاب الذي يعمل الآن في جامعة كاليفورنيا في بيركلي... "إننا نعتقد بأن ما يحدث أثناء النوم هو أنك تفتح منفذ الذاكرة وتكون قادرًا على رؤية تلك الصورة بشكل أكبر. كما أضاف بأن هذا الفهم العميق يحدث فقط عندما تدخل في عالم النوم العجيب".
ولقد حاول العلماء على مدار مئة عام أو أكثر أن يحددوا لماذا يحتاج الناس إلى النوم. ولكنهم لم يصلوا إلى أكثر مما يعرفه أي شخص عادي بأن عدم النوم يجعلك عصبيًا بشكل كبير وسهل الإنقياد عاطفيًا وأقل قدرة على التركيز وأكثر تعرضًا للإصابات المرضية. وهم يعرفون أيضًا أن بعض الناس يحصلون على حوالى ثلاث ساعات فقط من النوم خلال الليل وحتى أقل من ذلك وهناك أشخاص أقوياء استطاعوا البقاء يقظين لمدة تفوق الأسبوع دون أن يعانوا من أية مشاكل صحية على الإطلاق.
ويقول عدد من علماء الأعصاب الآن بأن أحد وظائف النوم الأساسية ترتبط بالتعلم والذاكرة. وإن سيلاً جديدًا من النتائج عن الحيوان والإنسان تفترض أن النوم يشكل دورًا حاسمًا في جمع وتصنيف الذكريات المهمة العقلية والجسدية، وربما الكشف عن الارتباطات الدقيقة بينها والتي قد لا ترى أثناء اليقظة وهي طريقة جديدة لحل مسائل الرياضيات أو الألعاب المعقدة التي تتطلب درجة عالية من التركيز الذهني، وحتى السبب غير الخفي الذي قد يسبب التوتر في الحياة الزوجية.
إن تلك النظرية تثير الجدل ويرى بعض العلماء أنه لم يتضح بعد إذا ما كان العقل يعمل أثناء النوم في معالجة بعض الذكريات التي لا يستطيع معالجتها أثناء اليقظة وذلك في لحظات التأمل الفكري الهادئ. ومع ذلك فإن البحث الجديد قد وضع خطًا تحت عملية تحول كبيرة في الطريقة التي يفهم بها العلماء العقل أثناء النوم. ففي الوقت الذي ينظر إليه فيه على أنه شاشة بيضاء أثناء النوم كإشارة إلى الموت فقد نظر إليه على أنه آلة نشطة وذات هدف وتعمل من خلال ذكاء خفي يعمل فقط أثناء الليل كما يعمل أثناء فترات الحلم وهاويات العالم السفلي المعروفة بالنوم العميق.
يقول "ألان هوبسون" أستاذ علم النفس في جامعة هارفارد ... " لكي تجري البحث العلمي فلا بد من وجود فكرة ولعدة سنوات لم يكن لدى أحد أي فكرة عن النوم سوى أنه إبطال للوعي. ولكننا الآن لدينا معرفة مختلفة وأصبحت لدينا مجموعة جيدة من الأفكار عما يحدث، لقد كان هناك دليل ما طوال الوقت. حيث أن الأطفال الرضع يقومون بحركات المص أثناء نومهم وتتحرك أعينهم المغلقة كما لو كانت مقلة العين لها حياتها الخاصة. ولكن لم يحدث شيء حتى فترة بداية الستينات من القرن العشرين (1960) عندما سجل العلماء في جامعة شيكاغو ما كان يحدث.

حركة العين أثناء النوم .. ماذا تعني ؟

ولقد قام "أيوغن اسيرنسكي" الطالب الذي تخرج في قسم علم وظائف الأعضاء بمراقبة ابنه البالغ من العمر ثمانية أعوام أثناء النوم واليقظة من خلال استخدام شرائح اليكترونية مثبتة على رأس الولد ومتصلة بجهاز لكشف موجات المخ. كما قام بتوصيل شريحتين على جفون الولد أيضًا ليعلم عندما يستيقظ. وفي إحدى الليالي لاحظ أن هناك مؤشرات توضح أن الجسم قد استيقظ. ولكنه في الواقع لم يكن كذلك بل كان نائمًا..!
ولقد قام الباحث نفسه فيما بعد بالتأكد من ذلك النشاط عند الآخرين وفي عام 1953 نشر مع مستشاره النتائج في صحيفة علمية مشهورة في ذلك الوقت. وقد أسموا حركة العين الغريبة اللاواعية السريعة أثناء النوم بالمختصر REM والذي يعني حركة العين السريعة.
وقد قال الدكتور"وليام ديمنت" الذي كان طالبًا في معمل الدكتور "كليتمان" والذي يعمل الآن أستاذًا لعلم النفس وطب النوم في جامعة ستانفورد ... " لقد كانت تلك بحق بداية البحث الحديث في ظاهرة النوم ذلك البحث الذي لم يكن معروفا جيدا في ذلك الوقت. لقد أخذ ذلك الأمر العديد من السنوات كي يدرك الناس ما توصلنا إليه".
وقام الدكتور"ديمنت" المفتون بنظريات فرويد عن الأحلام بسرعة بدراسة ظاهرة حركة العين أثناء النوم REM ولقد اكتشف أن تلك الحركة عامة وتحدث على فترات أثناء الليل بالتبادل مع الحالات الأخرى. والتي أعطاها أسماء: المراحل 3 و 4 أو حالة النوم العميق عندما تتحرك الموجات الكهربية ببطء كما يرتفع وسط المحيط وتلك هي المرحلة الثالثة أما المرحلة الثانية فهي مرحلة متوسطة بين حركة العين السريعة والنوم العميق أما المرحلة الأولي فهي النوم الخفيف.
كما أكد على الصلة بين حركة العين السريعة والحلم وقد كانت هناك لفترة من الزمن آمال وطموحات لإجراء مزيد من البحث عن النوم ورصد المال اللازم لذلك. ومع ذلك فقد وجد كل من الدكتور"ديمنت" و "هوبسون" وآخرون من خلال تلك الدراسات أن هناك دليل ضئيل على أن الأحلام هي الرغبات الخفية والممنوعة كما قال فرويد. ولكنهم وجدوا بدلاً من ذلك مجموعة متشابكة من القلق والخيالات ومجموعة من الأحداث الحية التافهة التي أوضحت قليلاً من النماذج قليلة التحقق أو الوظيفة التي يصعب قياسها.
لقد وصلوا إلى طريق مسدود ووصل البحث في النوم مثل الموضوعات الليلية من حركة العين السريعة إلى لا شيء. حيث قال "روبرت ستيكغولد" عالم الأعصاب الشهير في هارفارد... " لقد وصلت إلي تلك النتيجة المثيرة بعد أربعين عاما من لا شيء لقد كان شيئا مزعجا. إنه مجرد فترة من الظلام".
وأشرقت الشمس مرة أخرى عام 1994 في بلدة في إسرائيل. حيث اكتشف فريق بحثي هناك يقوده "آفي كارني" بأن إعاقة حركة العين السريعة للأشخاص أثناء النوم يضعف مخزون ذاكرتهم من النماذج المدركة والتي اكتسبوها في اليوم السابق بينما حرمانهم من النوم العميق لا يؤدي إلى ذلك.
ولقد أدت تلك النتيجة إلى ظهور العديد من الأسئلة أكثر من كونها تحمل إجابة على السؤال هل كان الأشخاص المشاركون نائمون ببساطة أو متوترون؟ ولماذا فقط حركة العين السريعة REM هي التي تؤثر؟ وماذا كان هدف كل من حالات النوم الأخرى؟ ولكن تلك الأسئلة كانت دعوة إلى الباحثين المهتمين بظاهرة النوم.

التعلم أثناء النوم ... حقيقة وليس خيال

ويقول الدكتور "ستيكغولد" ... " لقد اتصلت بالدكتور كارني في الحال وأرسل إلي جميع وثائقه كما اتصلت بالآخرين. لقد تم استنهاض الجميع وتحول التركيز على مجال كان مهملا طويلا وهو : التعلم والذاكرة. منذ ذلك الوقت بدؤا في دراسة واستيعاب نتائج تلك الدراسة جيدا وبسرعة واقترحوا بأن المخ النائم يعمل على تعلم المعلومات كما لو كان شخصا يقوم يعمل تغيير في العملة المسكوكة. فهو في البداية يقوم بترشيح ما جمعة طوال اليوم من ذكريات قبل أن يقوم بعزلها وتصنيفها إلى مفردات وحقائق تاريخية ووضع الأشياء التافهة في جانب والأشياء الهامة في جانب آخر. ثم يقوم بجمعها في حزم في الأماكن التي يرجع إليها ليقرأ منها ما يريد وذلك في فترات مختلفة أثناء الليل. وترى الدراسات أن مراحل النوم يبدو أنها تخصيص لمعالجة الأنماط النوعية من المعلومات.
وفي ظهيرة أحد أيام الأحد مؤخرًا في معمل الدكتور "ستيكغولد" في ولاية "بوسطن"" كان "ماتيو تكر" الطالب الحاصل على رسالة الدكتوراه يجري دراسة عن أثر غفوات النوم البسيطة على الكلمات التي تم حفظها. وفي غرفة مجاورة كان هناك طالب في جامعة بوسطن منكبًا على دراسة قائمة من 48 زوجًا من الكلمات، وفي غرفة أخرى كان هناك طالب من جامعة ماساشوتس قد أنهى دراسة الكلمات ويسترخي من أجل أخذ غفوة وكان وجهه مغطى بلصقات قطب الإلكترود الكهربي مثل الطفيليات التي تخرج منها قرون الاستشعار. حيث قال الدكتور "ماتيو" مازحًا ... " ليست لدينا أي مشكلة فالطلاب بالكلية دائمًا مستعدون لأخذ غفوة من النوم". قال ذلك وهو يهز كرسيه للأمام والخلف وهو يضبط ساعته لكي يحدد الوقت للطالب الذي يأخذ غفوة والآخر الذي مازال في فترة الاستذكار.
وقال الدكتور "ماتيو" وهو يجلس للحظة... " نحن نجد أن الشخص الذي يأخذ غفوة من النوم والتي تتضمن نومًا بطيئًا أو نومًا عميقًا تتأثر وظائف الذاكرة لديه من حيث الحاجة إلى تأكيد الحفظ القائم على المعلومات مثل أزواج الكلمات مقارنًا بالشخص الذي لا يأخذ تلك الغفوة من النوم".
لقد كشفت ذلك الدراسات السابقة التي أجريت على النوم في أوقات غير الليلية. حيث أن تذكر الحقائق المتعلمة سواء كانت أسماء أو أماكن أو أرقام أو أفعال اللغة يبدو أنه يتأثر جزئيا بالنوم العميق. حيث أن الأشخاص الذين ينامون جيدًا يستغرقون في نوم عميق لمدة 20 دقيقة أو ما يقارب ذلك بعد أن يضعوا رؤسهم على الوسادة. وربما يقضون ساعة أو أكثر في عمليات الاسترخاء العميق في الليل ثم يقل ذلك بعد ذلك. و تقول الأبحاث وفقًا لما توصلت إليه من حقائق أنه ربما يكون من الحكمة التوجه إلى النوم مبكرا في أول الليل والاستيقاظ مبكرًا أفضل من السهر حتى الثانية صباحًا.
إن النوم الخفيف الذي يتحول إلى نوم عميق بعد ذلك ليلاً يبدو مهمًا لعملية الإدراك مثل تعلم القواعد على سبيل المثال أو مشاهدة الطيور و لعب الشطرنج. وفي إحدى الدراسات التي أجرتها"سارا ميدنيتش" في 2003 عندما كانت في جامعة هارفارد وهي الآن في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو حيث قادت فريق بحث قاموا بجمع 73 شخصًا في المعمل في التاسعة صباحًا لتعلم كيفية التمييز بين مجموعة من عينات القماش ثم أخذ بعض المشاركين غفوة من النوم لمدة ساعة تقريبا في الساعة الثانية بينما لم يأخذ الباقون تلك الغفوة.
وعند اختبار المجموعتين في السابعة مساءا حققت المجموعة التي أخذت قسطا من الراحة تفوقا متميزا عن الأخرى و عند اختبارها مرة أخرى في صباح اليوم التالي بعد أن نام كل المشاركين الليل كله حققت المجموعة التي أخذت غفوة من النوم بعد التعلم تميزا أعلى من الباقين. وقد شملت فترة الغفوة النوم الخفيف والنوم العميق. وقال الدكتور "ميدنيك" عند اختبار عملية إدراك التعلم ... " نحن نعتقد أن الغفوة التي شملت النوم الخفيف والنوم العميق قد عززت الذاكرة تماما كما فعل النوم لليلة كاملة." ولكن المرحلة الثانية من مراحل النوم الخالية التي تقع بين تلك المرحلتين لم تحقق ذلك التعزيز.

مراحل النوم وعلاقتها بنشاط المخ

وفي سلسلة من التجارب التي بدأها في بداية تسعينيات القرن العشرين (1990) الدكتور "سميث" من جامعة "ترينت" في كندا وجد ارتباطًا قويًا بين كمية النوم في المرحلة الثانية التي يأخذها الشخص والتحسن في تعلم المهارات الحركية مثل العزف على الجيتارأو لعبة الهوكي أو العمل على لوحة المفاتيح.
كما أدرك الموسيقيون ذلك عبر أزمان متعددة. فالقطعة الموسيقية التي تعجز أصابعهم عن إبداعها في المساء تنساب من بين أصابعهم في الصباح. ولكن في السنوات الأخيرة فقط وصل العلم إلى تلك الحقيقة وأضفى على ما أدركوه بالغريزة شكلا تطبيقيا.
وعلى سبيل المثال يقول الدكتور"سميث" بأن الأشخاص يمرون أغلبهم بالمرحلة الثانية من النوم خلال النصف الثاني من الليل. كما قال في مقابلة له... " إن مضمون ذلك أنه إذا كنت تعد لأداء شيء ما مثل العزف الموسيقي مثلا أو التزحلق فمن الأفضل لك أن تظل ساهرا أفضل من الاستيقاظ مبكرا. و إن التعليمات التي تعطى للرياضيين أو من يؤدون أعمالا حركية أخرى بالاستيقاظ مبكرا في الساعة الخامسة صباحا أظنها نوعا من الجنون."

الجهود متواصلة لحسم الجدل

وبالنسبة إلى كل تلك الدراسات الخاصة بالليل فإن الباحثين مازالوا يعملون للوصول إلى صورة كاملة لتجميع كل تلك الأبحاث وملاءمتها معا. فكل منها له نظرية ولكنها تختلف: حيث أن دكتور "سميث" يركز على المرحلة الثانية من النوم بينما يركز آخرون على النوم العميق وآخرون يركزون على نوم حركة العين السريعة أو الجمع بين نوم حركة العين السريعة والنوم العميق. ولا أحد يعرف إلى أي مدى تؤثر الفروق الفردية بين غربان الليل وطيور النهار على عملية التعلم ليلا.
إضافة إلى ذلك يقول "جيروم تشيغل" أستاذ علم النفس في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجليس إن ملايين الأشخاص يتناولو الأدوية التي تنومهم في نوم عميق دون المرور بمرحلة نوم العين المتحركة السريعة دون أن يعانوا من أية مشكلات خطيرة في الذاكرة. ويقول الدكتور "تشيغل" ... " لا يمكنني أن أسلم بإمكانية أن يساهم النوم في عملية تدعيم التعلم والتذكر ولكنني أسلم بأنه ضروري حيث أنه يؤدي شيئا لا يؤديه العقل وقت اليقظة ولكن هذا الشيء الذي يؤديه لم يكشفه البحث بعد".
كما يضيف بأن حتى نتائج الكلية تقدم دليلاً على أن بعض التعزيز يحدث أثناء اليقظة حيث أن طلاب الكلية يعرفون أن أفضل طريقة للتعلم ليست هي السهر ليلا لأن ذلك يؤثر على قدرتهم على الحكم الصحيح. ولكن لا يهم مدى صحة حكمك إذا لم تكن هناك معلومات تسهر في تحصيلها. ويعرف الطلاب من الخبرة الكثير عن ذلك.
وأحد الأسباب التي يطمئن إليها بعض علماء الأعصاب هي أن المخ يعمل بنشاط أثناء النوم على شريط المعلومات الذي تم تحصيله طوال النهار وكأنهم رأوا ذلك بأعينهم أو سمعوه بآذانهم على الأقل. وفي معمله في معهد ماساشوتس للتكنولوجيا يجري "ماتيو ويلسون" دراساته على الفئران التي ترتدي مايشبه قبعات "كارمن ميراندا". تلك هي الأضواء الراسخة في ذهن الباحثون والتي شكلت سلوكًا يمكن من خلالها تسجيل نشاط الخلايا المنفردة في أعماق المخ في كلا الفصين الأيسر والأيمن حيث يتم اختزان ذكريات النهار.
ولقد أثبتت البحوث الماضية أن فص المخ حساس للفراغ: فهو يبدو على أنه يؤلف بين الأعصاب الفردية المستثارة و المواقع خارج الجسم. ويعتقد أن تلك الأجهزة تعمل بطرق مشابهة في الإنسان والقوارض.
ويعتقد الدكتور "ويلسون" في وجود نوع من المحادثة الخفية بين الجهاز العصبي الخارجي المنهمك في عملية التعلم الواعي أثناء اليقظة وقاع المخ وقال تعبيرًا عن ذلك ... " إن ما نلاحظه هو أن الضوء يمر في الجهاز العصبي الخارجي في أقل من الثانية قبل أن يمر إلى قاع المخ كما لو كان الغلاف الخارجي يطلب المعلومات".
وقال إن تلك العملية من المحتمل أن تكون مشابهة لما يحدث عندما يأخذ الأشخاص لحظة لكي يستجيب دون تشويه والذي يتغير حسب خبرات اليوم حيث يسجل التفاصيل المهمة ويعيد تشغيل الحوادث. ويقول الدكتور "ويسلون" إن السؤال هو إذا ما كان هناك شيء يحدث أثناء تلك العملية الفريدة أثناء النوم.
ويعتقد ذلك عالم الأعصاب "صبيمال داتا" من مدرسة الطب في جامعة بوسطن. حيث أنه في دراساته عن الحيوانات أثبت أنه أثناء النوم يأخذ المخ حمامًا كيميائيًا عكس ما يحدث له أثناء اليقظة. حيث أن مستوى توقف أجهزة الإرسال يزيد بشكل كبير ويقل مستوى نشاط العديد من أجهزة إرسال الرسائل أو تتوقف تمامًا.
ويقول الدكتور "داتا" إنه حتى قبل اكتشاف حركة العين السريعة فهناك مجموعة من الخلايا الصغيرة التي توجد في قاع المخ تقذف سائل كيميائي منشط يؤدي إلى تكوين البروتين والتغيرات الأخرى التي تدعم قدرة الذاكرة على التخزين لفترة طويلة. فأثناء اليقظة تكون لدينا آلاف من الأشياء التي تحدث في وقت واحد وتكون مكتبة معلوماتنا ممتلئة ونقوم بمعالجتها حيث انه أثناء اليقظة يقوم المخ أيضًا بجمع كثيرًا من المعلومات القيمة بشكل غير واعٍ أي دون أن يكون الشخص واع لذلك.
وأثناء النوم نكون في تلك الحالة الخاصة للتخلص من تلك الشحنات وعمليات حركة العين السريعة تساعد في تخزين الأشياء الهامة .وتصبح اللغة الخاصة بهذا المجال أكثر شدة حيث تتطور من الإشارة إلى الضوضاء العالية. حيث يتم إيقاظ أثر الأمور البسيطة والتفاصيل الهامة يتم إعادة استعراضها وتعزيزها.

الأحلام تتحدى محاولات العلماء لقياسها

أما الأحلام فما زالت تتحدى محاولة العلماء لقياسها ولكنها تحوز مكانة لها في نظرية التعلم المستقل أثناء النوم وهي نظرية يف تطور مستمر. ويقول العلماء إنه من المحتمل أثناء حركة العين السريعة أثناء النوم إن المخ يقوم بمزج وربط ما قامت الذاكرة باختزانه بحثا عن العلاقات الخفية التي يمكن أن تساعد في إعطاء معنى لها من خلال العالم. إن خبرة الحياة تقطع وتسجل وتتحول ثم يعاد استخلاصها مرة أخرى. ويمكن أن تشير تلك العملية إلى المشاهد غير المترابطة التي قد تحدث أثناء الأحلام: عملية تحريك وترشيح الخبرات التي تحولت.وربما يشير ذلك إلى النتيجة الرائعة التي تساهم في النوم ليلا وما يحدث فيه من إلهامات.

الإختراعات والنظريات الهامة قد تأتي أثناء النوم !

حيث يمكن أن تسمع أناس يقولون بأن نومنهم ليلا غير عالمهم. حيث قال أحد العلماء الروس ويسمى "ديمتري ميندلييف" بأنه أثناء نومه اكتشف الجدول الدوري للعناصر الكيميائية. كما قيل أن الكيميائي "فريدريك أوغست كيكولي" في القرن التاسع عشر قال بأنه وصل إلى التركيب الكيميائي للبنزين أثناء نومه وهو اكنشاف عظيم حيث كان يحلم بثعبان يعض مؤخرته. أما الرياضيون ومنهم"جاك نيكلاوس " فقد تحدثوا أيضًا عن عمليات الاستبصار التي حدثت لهم أثناء النوم ليلاً.
فأثناء النوم ليلاً حدثت الكثير من الأعمال المهمة حيث تم تصحيح العديد من الأساليب وأزيل العديد من الغموض عن أشياء كثيرة. ويقول الدكتور "والكر" ... :" إن ظهور مثل تلك الرؤى أثناء حركة العين السريعة خلال النوم يعني شيئا أعنى ما هو أفضل وقت يمكن أن تتم فيه كل تلك الأحداث والحلول والأفكار بشكل أفضل دون تتابع؟" ويقول هو وآخرون بأن المشكلة هي كيف يمكن دراسة ذلك. ويتفق أغلب علماء الأعصاب على أنهم سوف يكتشفون بذلك التفكير الإبداعي أثناء اليقظة وأثناء النوم.