மூளை சோர்வை எவ்வாறு "பரிந்துரைக்கிறது": தூங்கும்போது fMRI இயக்கவியல்

தெற்கு கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தின் (USC) பேராசிரியர் II கேஸின் குழுவின் ஆய்வு, iScience இல் வெளியிடப்பட்டது, இது புதிய புறநிலை நியூரோஇமேஜிங் குறிப்பான்களை நிரூபிக்கிறது, இது ஒரு நபர் முழுமையாக தூங்குவதற்கு முன்பே - ஆரம்ப கட்டத்தில் தூக்கத்தின் தொடக்கத்தைக் கண்டறிய முடியும்.

பணி மற்றும் பொருத்தம்

மைக்ரோ-தூக்கம் மற்றும் தற்காலிக கவனம் இழப்பு நூற்றுக்கணக்கான போக்குவரத்து விபத்துக்கள் மற்றும் தொழில்துறை காயங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது. இதுவரை, அகநிலை கேள்வித்தாள்கள் அல்லது எலக்ட்ரோஎன்செபலோகிராம் மூலம் "தூங்குவதற்கான" சரியான நேரத்தை கணிப்பது கடினமாக இருந்தது. இந்த ஆய்வில், செயல்பாட்டு MRI இல் BOLD சிக்னலில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் தூக்க தொடக்க காலம் (SOP) தொடங்குவதைக் கண்டறிய முடியுமா என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆய்வு செய்தனர்.

இது ஏன் முக்கியமானது?

• சோர்வை முன்கூட்டியே கண்டறிதல். துல்லியமான நியூரோமேப்களை அடையாளம் காண்பது, ஓட்டுநர்கள் மற்றும் இயக்குபவர்களைக் கண்காணிப்பதற்கான முறைகளை உருவாக்க உதவுகிறது, மைக்ரோ-ஸ்லீப் காரணமாக ஏற்படும் விபத்துகளைத் தடுக்கிறது.
• தூக்க ஆராய்ச்சி. மெதுவான BOLD அலைவுகளின் இயக்கவியல், SOP தொடக்கத்தின் புறநிலை உயிரியக்கக் குறிகாட்டியாக மாறக்கூடும், இது உளவியல் மற்றும் மின் இயற்பியல் சோதனைகளை நிறைவு செய்கிறது.
• நியூரோமோடுலேஷன்: மருந்தியல் இல்லாமல் முக்கியமான சூழ்நிலைகளில் நியூரோஸ்டிமுலேஷன் மூலம் தாலமஸ் அல்லது கவன நெட்வொர்க்குகளை குறிவைப்பது விழித்திருக்கும் நேரத்தை நீடிக்கச் செய்யலாம்.

"முதல் முறையாக தூக்கத்திற்கு மாறுவது BOLD சிக்னலின் மெதுவான ஏற்ற இறக்கங்களில் தெளிவான, மீண்டும் உருவாக்கக்கூடிய மாற்றங்களுடன் சேர்ந்துள்ளது என்பதை நாங்கள் காட்டியுள்ளோம்," என்று II கேஸ் கருத்து தெரிவிக்கிறார். "இது நியூரோஇமேஜிங் அடிப்படையில் சோர்வை புறநிலையாக கண்காணிப்பதற்கான வழியைத் திறக்கிறது."

பரிசோதனை வடிவமைப்பு

1. தன்னார்வலர்களின் குழுமம்: தூக்கக் கோளாறுகள் இல்லாத 20 ஆரோக்கியமான பங்கேற்பாளர்கள் (10 மீ/10 அடி, 22–35 வயதுடையவர்கள்).
2. எம்ஆர்ஐ ஸ்கேனரில் தூங்குதல்: பரிசோதனைக்கு உட்படுத்தப்பட்டவர்கள் கண்களை மூடிக்கொண்டு படுத்து, ஸ்கேனர் பின்னணி இரைச்சலை (80 டெசிபல்) இயக்கிக் கொண்டு சுதந்திரமாக தூங்க அனுமதிக்கப்பட்டனர்.
   • EEG (ஸ்கேனரில் சொந்த மின்முனைகள்),
   • EOM (கண் இயக்க வீச்சு),
   • கண் இமை கண்காணிப்பு கேமரா.
3. SOP இன் வரையறை: பாதி மூடிய கண் இமைகள், EEG தாளங்களை மெதுவாக்குதல் மற்றும் முதல் முறையாக, BOLD அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் ஆகியவற்றின் கலவையால்.

BOLD சிக்னலின் விரிவான பகுப்பாய்வு

• குறைந்த அதிர்வெண் ஏற்ற இறக்கங்கள் (0.03–0.07 ஹெர்ட்ஸ்): SOP இன் ஆரம்ப கட்டங்களில், இந்த அலைவுகளின் வீச்சு 30-50% அதிகரித்தது.
  • தாலமஸ் (விழிப்பு ஒருங்கிணைப்பு),
  • ஆக்ஸிபிடல் கோர்டெக்ஸ் (காட்சி செயலாக்கம்),
  • இயல்புநிலை பயன்முறை நெட்வொர்க்கின் (DMN) முனைகள்: மீடியல் ப்ரீஃப்ரொன்டல் கோர்டெக்ஸ் மற்றும் PCC.
• செயல்பாட்டு இணைப்பு:
  • தாலமஸ் ↔ முன் மூளைப் புறணி: 20% அதிகரித்துள்ளது, இது புறணிப் புறணிக்கு தூக்க சமிக்ஞைகளின் அதிகரித்த "மொழிபெயர்ப்பை" குறிக்கிறது.
  • கவனம் நெட்வொர்க் (DAN): பாரிட்டல் மற்றும் ஃப்ரண்டல் லோப்களுக்கு இடையிலான இணைப்புகள் 15% குறைக்கப்பட்டன, இது வெளிப்புற நோக்குநிலை பலவீனமடைவதை பிரதிபலிக்கிறது.

சோர்வுடன் தொடர்பு

• தனிப்பட்ட வேறுபாடுகள்: 24 மணிநேரத்திற்கும் குறைவான தூக்கம் (<6 மணிநேரம்) கொண்ட பங்கேற்பாளர்களுக்கு குறைந்த அதிர்வெண் அலைவுகளில் முந்தைய மற்றும் அதிக உச்சரிக்கப்படும் அதிகரிப்பு காணப்பட்டது.
• நடத்தை தரவு: மைக்ரோ-ஸ்லீப்பின் முதல் அறிகுறிகள் (MRI இல் ஒரு எளிய காட்சிப் பணிக்கு தாமதமான பதில்) தாலமஸ்–DMN BOLD அச்சின் உச்ச வீச்சுடன் ஒத்துப்போனது.

சாத்தியமான பயன்பாடுகள்

1. ஓட்டுநர் மற்றும் இயக்குபவர் கண்காணிப்பு: சோர்வு பற்றிய ஆரம்ப எச்சரிக்கைக்காக fMRI கண்டுபிடிப்புகளை எடுத்துச் செல்லக்கூடிய fMRI அல்லது EEG சாதனங்களுக்கு மாற்றுதல்.
2. தனிப்பயனாக்கப்பட்ட பணி அட்டவணைகள்: ஷிப்டுகள் மற்றும் ஓய்வைத் திட்டமிடும்போது தனிப்பட்ட SOP "நுழைவாயிலை" கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது, விபத்துகளைக் குறைத்தல்.
3. தூக்க சிகிச்சை: காஃபின், குறுகிய தூக்கம் மற்றும் நியூரோமோடுலேஷன் (டிரான்ஸ்க்ரானியல் காந்த தூண்டுதல்) ஆகியவற்றின் விளைவுகள் BOLD மாற்றங்களைக் குறைப்பதில் சோதித்தல்.

ஆசிரியர்களின் மேற்கோள்கள்

"தாலமஸ் மற்றும் கோர்டெக்ஸில் மெதுவான BOLD அலைவுகள் தூக்கத்தின் தொடக்கத்தை எவ்வாறு முன்னறிவிக்கின்றன என்பதை நாங்கள் முதல் முறையாகக் காட்டியுள்ளோம்," என்று பேராசிரியர் கேஸ் கருத்து தெரிவிக்கிறார். "இது விழிப்புணர்வைக் கண்காணிக்க புறநிலை 'உடலியல் கண்களை' வளர்ப்பதற்கான வழியைத் திறக்கிறது."

"எங்கள் கண்டுபிடிப்புகள் சோர்வு மேலாண்மையை மறுபரிசீலனை செய்ய அனுமதிக்கின்றன: 'நீங்கள் எப்படி தூங்கினீர்கள்?' என்று கேட்பது இனி போதாது - நாம் மூளையை 'பார்க்க' முடியும்," என்று இணை ஆசிரியர் டாக்டர் லி ஜிங் கூறுகிறார்.

ஆசிரியர்கள் பின்வரும் முக்கிய விஷயங்களை முன்னிலைப்படுத்துகிறார்கள்:

• குறிப்பான்களின் நரம்பியல் நம்பகத்தன்மை
  "தாலமஸில் BOLD சிக்னலின் குறைந்த அதிர்வெண் ஏற்ற இறக்கங்களின் அதிகரிப்பு மற்றும் செயலற்ற பயன்முறை நெட்வொர்க் தூக்கத்தின் புறநிலை அறிகுறிகளுடன் (கண் இமை மூடல், EEG மெதுவாக்குதல்) தெளிவாக தொடர்புடையது, - குறிப்புகள் II கேஸ். - இது SOP ஐ நடத்தையால் மட்டுமல்ல, மூளை செயல்பாட்டாலும் நேரடியாக "காண" முடியும் என்பதை நிரூபிக்கிறது."

• தனிப்பட்ட வேறுபாடுகள்
  "நாள்பட்ட தூக்கமின்மை உள்ளவர்கள் முந்தைய மற்றும் மிகவும் வெளிப்படையான BOLD மாற்றங்களைக் காட்டியதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம்," என்று டாக்டர் லீ கூறுகிறார். "இது சோர்வை எதிர்த்துப் போராடும் உத்திகளைத் தனிப்பயனாக்குவதற்கான வாய்ப்பைத் திறக்கிறது: சிலருக்கு அடிக்கடி 'மைக்ரோஸ்லீப்' தேவைப்படலாம், மற்றவர்களுக்கு ஒளி சிகிச்சை அல்லது நியூரோஸ்டிமுலேஷன் தேவைப்படலாம்."

• 
  "அடுத்த கட்டமாக, ஓட்டுநர்கள் மற்றும் ஆபரேட்டர்களில் நிகழ்நேர விழிப்புணர்வைக் கண்காணிக்க இந்த குறிப்பான்களை கையடக்க தொழில்நுட்பங்களுக்கு (fNCD, உலர் EEG தொப்பிகள்) மாற்றியமைப்பதாகும்" என்று பேராசிரியர் மார்டினெஸ் மேலும் கூறுகிறார்.

• மருத்துவக் கண்ணோட்டங்கள்
  "கண்டறியப்பட்ட மாற்றங்கள் தூக்கக் கோளாறுகளைக் கண்டறிவதிலும் உதவக்கூடும்: தூக்கமின்மை, மூச்சுத்திணறல் மற்றும் நார்கோலெப்ஸி ஆகியவை SOP இன் ஆரம்ப கட்டத்தில் வெவ்வேறு விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன, மேலும் BOLD மார்க்கர் இந்த நிலைமைகளை வேறுபடுத்த உதவும்" என்று டாக்டர் சிங் முடிக்கிறார்.

இந்த ஆராய்ச்சி, தூக்கமின்மையின் நிகழ்நேர மற்றும் தனிப்பட்ட குறிப்பான்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட விபத்து மற்றும் காயம் தடுப்பு நரம்பியல் தொழில்நுட்பங்களுக்கு வழி வகுக்கிறது, மேலும் சாலைகள் மற்றும் தொழில்துறை தளங்களை பாதுகாப்பானதாக மாற்றுவதாக உறுதியளிக்கிறது.