การนอนหลับเป็นสิ่งที่สำคัญต่อการทำงานของสมองและอวัยวะต่างๆ ในร่างกายทั้งหมด โดยมีการทำงานหลายฟังชั่น กล่าวคือ ในร่างกายของเรามีกระบวนการเติบโตและพักฟื้น การขจัดของเสียและการสมานแผล ซึ่งต้องเผาผลาญพลังงานอยู่ตลอดเวลา และบางส่วนของสมองก็ทำงานหนักเช่นเดียวกัน โดยจะเป็นตัวจัดการข้อมูลทุกอย่างที่สมองได้รับในระหว่างวัน ข้อมูลที่สำคัญจะถูกส่งต่อจากที่เก็บความจำระยะสั้นไปยังที่เก็บความจำระยะยาว

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะมีวงจรการหลับและการตื่นเกิดขึ้นตลอด 24 ชั่วโมง ตารางเวลาทำงานและการควบคุมวงจรจะขึ้นอยู่กับ ”นาฬิกาธรรมชาติ” ในตัวเรา การนอนแบ่งออกเป็นสองสถานะที่ต่างกันอย่างชัดเจน กล่าวคือ ช่วงนอน REM (REM = การเคลื่อนที่ของตาอย่างรวดเร็ว ”rapid eye movement“) และช่วงนอนแบบ Non-REM นักวิทยาศาสตร์มีความเห็นตรงกันว่าช่วงเวลาการนอนที่เหมาะสมที่สุดของแต่ละคนมีความยาวไม่เท่ากัน โดยสำหรับผู้ใหญ่ระยะเวลานอนที่เหมาะสมจะอยู่ที่ประมาณเจ็ดถึงแปดชั่วโมง ความต้องการในการนอนของมนุษย์วัยผู้ใหญ่จะไม่เปลี่ยนแปลงเลยตลอดช่วงชีวิต

ช่วงนอนต่างๆ
การนอนที่ดีต่อสุขภาพจะต้องผ่านวงจรการนอนประมาณสี่ถึงห้ารอบเป็นส่วนใหญ่ ช่วงหลับ REM เป็นช่วงที่ลูกตาเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วและเป็นช่วงที่เราฝัน เป็นช่วงที่เราอยู่ภายใต้ภาวะตื่นแต่ก็ยังอยู่เหนือภาวะหลับลึก ความดันโลหิตและชีพจรจะค่อนข้างสูงแต่กล้ามเนื้อโครงกระดูกจะได้ผ่อนคลายอย่างเต็มที่ ช่วงนอน Non-REM จะแบ่งออกไปอีกเป็นหลายช่วงซึ่งจะแตกต่างกันออกไปตามการทำงานและความเร็วของคลื่นสมอง ช่วง N 3 ของช่วงนอน Non-REM จะเรียกว่าช่วงหลับลึก ซึ่งเป็นช่วงที่ฮอร์โมนการเติบโตที่ชื่อว่า ไฮโปไฟส์ จากต่อมใต้สมองจะถูกหลั่งออกมาเป็นพิเศษ


© kocmoc หลับๆ ตื่นๆ ในท้องนภา
สิ่งมีชีวิตทุกสิ่งมีชีวิตจำเป็นจะต้องนอน แต่ความต้องการดังกล่าวมีความแตกต่างกันอย่างมาก กล่าวคือ สัตว์บางชนิดนอนถึง 20 ชั่วโมงต่อวันแต่บางชนิดกลับนอนเพียงสองชั่วโมงก็พอแล้ว แล้วพวกสัตว์มีปีกที่ใช้ชีวิตเกือบทั้งชีวิตในอากาศจะนอนอย่างไร รวมถึงเหล่านกอพยบที่ต้องบินข้ามน้ำข้ามทะเลกว่าหลายพันกิโลเมตรโดยไม่มีหยุดพัก สัตว์ปีกดังกล่าวก็ต้องนอนเช่นเดียวกัน โดยจะนอนในระหว่างบิน นักวิทยาศาสตร์ สถาบัน Max Planck ได้ทำการพิสูจน์เรื่องดังกล่าวกับนกโจรสลัดมาแล้ว ด้วยการติดตั้งเครื่องวัดการทำงานของสมองกับตัวนก ในระหว่างการบินนกจะนอนเพียงวันละ 40 กว่านาทีและนอนเพียงไม่กี่วินาทีในแต่ละครั้ง โดยปรกติ มันจะหลับเพียงครึ่งหนึ่งของสมอง โดยสมองอีกครึ่งหนึ่งจะยังตื่นอยู่ แต่บางครั้งนกโจรสลัดจะหลับในทั้งสองซีกของสมองในเวลาเดียวกันระหว่างบิน นักวิจัยได้ตรวจถึงช่วงนอน REM สั้นๆ โดยช่วงนอนดังกล่าวจะมีเฉพาะในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์ปีก ในขณะที่กล้ามเนื้อของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะผ่อนคลายในช่วงดังกล่าวอย่างเต็มที่ แต่สัตว์ปีกกลับสามารถบินเหินในช่วงดังกล่าวได้อยู่ © Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie, Konstanz / Bryson Voirin
นาฬิกากำหนดวันและเวลาชีวิต
หลายประเทศบนโลกมีการเปลี่ยนเวลาทั้งเวลาฤดูร้อนและเวลาฤดูหนาว โดยจะเลื่อนเข็มนาฬิกาไปข้างหน้าหรือถอยหลังหนึ่งชั่วโมงสองครั้งต่อปี ซึ่งหลายคนก็ปรับตัวให้เข้ากับเวลาใหม่ได้ยาก การปรับร่างกายตามเวลาเป็นเรื่องของ “นาฬิกาภายในร่างกาย” ซึ่งทำงานในเกือบจะทุกเซลล์ในร่างกาย โดยมียีนพันธุกรรมและโปรตีนเป็นตัวบังคับ มันช่วยให้กระบวนการทำงานที่สำคัญของร่างกาย เช่น การนอน การตื่นนอน ความดันโลหิตและอุณหภูมิในร่างกายปรับตัวเข้ากับเวลาในแต่ละวันได้ อีกทั้งยังช่วยในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมรอบข้างใหม่ๆ ตัวกระตุ้นที่สำคัญที่สุดคือแสงแดดตอนกลางวัน เซลล์รับแสงในตาจะส่งข้อมูลไปยังไฮโพทาลามัสโดยตรง แต่ฮอร์โมนคอร์ติโวลและอะดรีนะลีนที่ผลิตในต่อมใต้สมองและต่อมอะดรีนะลีนก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน “นาฬิกาภายใน” ถือเป็นระบบการทำงานที่ซับซ้อน และยังมีอีกหลายจุดที่กำลังได้รับการศึกษาวิจัย และหนึ่งในที่วิจัยดังกล่าวก็คือสถาบันวิจัยเคมีชีวฟิสิกส์ สถาบัน Max Planck ในเมืองเกอธิงเงน

เรียนระหว่างหลับ
สมองเราจำเป็นต้องจัดการข้อมูลที่ได้จากปัจจัยภายนอกร่างกายเป็นจำนวนมาก สมองจะช่วยจัดข้อมูลให้เป็นระเบียบ โดยข้อมูลใหม่จะถูกเก็บไว้ในที่เก็บความทรงจำระยะยาว สมองจะสรุปประสบการณ์คล้ายๆ กันและจัดเก็บแยกประเภทตามหมวดหมู่นั้นๆ และปัจจัยที่สำคัญมากในการทำงานดังกล่าวคือ การนอนหลับอย่างเพียงพอ สมองของเด็กทารกที่มีอายุเพียงหกถึงแปดเดือนก็สามารถเรียนรู้ความหมายของคำต่างๆ ระหว่างนอนได้แล้ว โดยสถาบันวิจัยด้านการรับรู้และประสาทวิทยา สถาบัน Max Planck ได้พิสูจน์เรื่องดังกล่าวแล้ว โดยทีมนักวิจัยจะให้เด็กทารกดูสิ่งของที่เด็กยังไม่รู้จัก หากสิ่งของดังกล่าวแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยในรูปทรงหรือสี เช่น แก้วสีเขียวและแก้วสีแดง สิ่งของทั้งสองสิ่งจะถูกรวมเข้าเป็นหมวดหมู่เดียวกัน โดยตามตัวอย่างของทั้งสองสิ่งจะถูกจัดอยู่ในหมวด “แก้ว” ในช่วงการเรียนรู้ ทารกจะไม่สามารถจัดหมวดหมู่สิ่งของให้เป็นกลุ่มเดียวกัน พร้อมโยงเข้ากับคำศัพท์นั้นๆ ได้ แต่ทุกอย่างจะเปลี่ยนไปหลังจากที่ทารกได้นอนแล้ว เพราะสมองจะสามารถจัดแก้วที่มีลักษณะต่างกันเข้าเป็นหมวด “แก้ว” พร้อมกับคำศัพท์นั้นๆ ได้ นั่นแสดงให้เห็นว่าทารกได้เรียนรู้เรื่องทั่วๆ ไปในระหว่างหลับ เรื่องดังกล่าวก็ใช้ได้กับผู้ใหญ่ทั่วไปด้วยเช่นกัน สมองจะจดจำความรู้ที่เป็นข้อเท็จจริงได้โดยเฉพาะในช่วงหลับลึก ส่วนเรื่องการจัดการข้อมูลเกี่ยวกับกิจวัตรประจำวันและอารมณ์ความรู้สึกจะอยู่ในส่วนของช่วงหลับฝัน
  © polkadot / Adobe Stock