Tον πρώτο αιώνα π.Χ. o Ρωμαίος ποιητής Λουκρήτιος ήταν ένας από τους πρώτους που κατέγραψε γρήγορη κίνηση των ματιών κατά τη διάρκεια του ύπνου (Rapid Eye Movement sleep) όταν παρατήρησε ένα από τα σκυλιά του να συσπάται όσο κοιμόταν. Όσο ο Λουκρήτιος παρατηρούσε τα μάτια του σκύλου του να κινούνται κάτω από κλειστά του βλέφαρα έγραψε “το ζώο έμοιαζε να κυνηγά κάποιου είδους φανταστικό θήραμα”. Αυτή είναι η πρώτη καταγεγραμμένη παρατήρηση γρήγορης κίνησης των ματιών κατά τη διάρκεια του ύπνου (Rapid Eye Movement sleep).Οι σύγχρονοι επιστήμονες δεν είχαν συνειδητοποιήσει τη σημασία της μέχρι το 1951. Η γρήγορη κίνηση των ματιών (REM) είναι η φάση κατά τη διάρκεια του νυχτερινού ύπνου όταν έχουμε έντονα όνειρα και επαναλαμβάνουμε μέσα από αυτά τα γεγονότα της ημέρας.
Πρόσφατα μια ομάδα ερευνητών απέδειξε για πρώτη φορά γιατί η γρήγορη κίνηση των ματιών κατά τη διάρκεια του ύπνου (theta brain wave) θεωρείται θεμέλιος λίθος για την παγίωση της μνήμης σε όλα τα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων και των ανθρώπων.
Οι ερευνητές στο Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Ψυχικής Υγείας του Douglas (McGill University) και το Πανεπιστήμιο της Βέρνης χρησιμοποίησαν την τελευταία λέξη της τεχνολογίας στην οπτογενετική για να επιβεβαιώσουν μια αιτιώδη σχέση ανάμεσα στην γρήγορη κίνηση των ματιών (REM) κατά τη διάρκεια του ύπνου και το σχηματισμό της μνήμης. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό 'Επιστήμη'.
Οι κύκλοι του ύπνου με γρήγορη κίνηση των ματιών (REM) συμβαίνουν κυκλικά κάθε 90 λεπτά και διαρκούν 20-25 λεπτά.
Η γρήγορη κίνηση των ματιών (REM) είναι η πιο έντονη περίοδος από την άποψη των ονείρων και της μάθησης κατά τη διάρκεια ενός κύκλου ύπνου.
Σε τέσσερα από τα πέντε στάδια του ύπνου δε συμβαίνει η γρήγορη κίνηση των ματιών (REM).
Οι ενήλικες περνούν το 25% των νυχτερινών κύκλων ύπνου με γρήγορη κίνηση των ματιών (REM).
Για παραπάνω από μια δεκαετία οι ερευνητές του ύπνου κάνουν την υπόθεση ότι ο ύπνος με γρήγορη κίνηση ματιών (REM) σχετίζεται με την εδραίωση της μνήμης. Όμως η συσχέτιση δε σημαίνει αιτιακή σχέση. Αυτό που κάνει την καινούρια οπτογενετική έρευνα τόσο ρηξικέλευθη είναι ότι πριν από αυτή την επαναστατική μέθοδο, ήταν σχεδόν αδύνατο να εδραιωθεί μια άμεση αιτιακή σχέση ανάμεσα στη δραστηριότητα των νεύρων κατά τη διάρκεια της γρήγορης κίνησης των ματιών (REM) στον ύπνο και της εδραίωσης της μνήμης, εξαιτίας της παράδοξης φύσης αυτού του είδους ύπνου.
Μέχρι πρόσφατα, εκατοντάδες έρευνες είχαν προσπαθήσει ανεπιτυχώς να απομονώσουν τη νευρική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια αυτού του είδους ύπνου χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους πειραματισμού. Σε αυτή την καινούρια έρευνα οι ερευνητές χρησιμοποίησαν την οπτογενετική, που τους επέτρεψε να στοχεύσουν σε ένα συγκεκριμένο πληθυσμό νευρώνων και να ελέγξουν την νευρική δραστηριότητα χρησιμοποιώντας το φως.
Καθηγητής ψυχιατρικής και συγγραφέας της έρευνας είπε σε δήλωση του: “Επιλέξαμε να στοχεύσουμε σε νευρώνες που ρυθμίζουν τη δραστηριότητα του ιππόκαμπου, μια δομή κομβική για τη δημιουργία μνήμης όταν είμαστε ξύπνιοι, που είναι γνωστή ως το GPS του εγκεφάλου. Ξέραμε ότι οι καινούριες πληροφορίες αποθηκεύονται σε διαφορετικά είδη μνήμης – τοπικά ή συναισθηματικά – πριν παγιωθούν ή ενσωματωθούν. To πώς ο εγκέφαλος πραγματοποιεί αυτή τη διαδικασία παρέμενε ασαφές. Αποδείξαμε για πρώτη φορά ότι το είδος ύπνου με γρήγορη κίνηση των ματιών (REM) είναι καίριο για τη δημιουργία τοπικής μνήμης σε ποντίκια.
Για να ελέγξουν τη μακροπρόθεσμη τοπική μνήμη των ποντικιών, οι επιστήμονες εκπαίδευσαν ποντίκια να παρατηρούν ένα καινούριο αντικείμενο τοποθετημένο σε ελεγχόμενο περιβάλλον, όπου στέκονταν δύο αντικείμενα παρόμοιου σχήματος και όγκου. Τα ποντίκια τείνουν να περνούν περισσότερη ώρα εξερευνώντας ένα καινούριο αντικείμενο παρά ένα οικείο. Οταν αυτά τα ποντίκια κοιμούνταν βρισκόμενα σε κατάσταση γρήγορης κίνησης των ματιών (REM), οι ερευνητές χρησιμοποίησαν παλμούς φωτός για να απενεργοποιήσουν τους νευρώνες που σχετίζονταν με τη μνήμη και να διαπιστώσουν εάν αυτό θα επηρέαζε την εδραίωση της μνήμης τους. Την επόμενη μέρα τα ίδια ποντίκια δεν τα κατάφεραν με την άσκηση τοπικής μνήμης που είχαν μάθει την προηγούμενη μέρα. Η μνήμη τους έμοιαζε να σβήστηκε ή να αντιμετωπίζει πρόβλημα.
“Η απομόνωση των ίδιων νευρώνων για παρόμοια χρονική διάρκεια εκτός της διαδικασίας γρήγορης κίνησης των ματιών (REM) δεν είχε επίδραση στη μνήμη. Αυτό δείχνει ότι η νευρική δραστηριότητα ειδικά κατά τη διάρκεια του ύπνου με γρήγορη κίνηση των ματιών (REM) απαιτείται για την παγίωση της μνήμης.”
Η διαδικασία της σφυρηλάτησης των καθημερινών μας εμπειριών σε μακροπρόθεσμη μνήμη γίνεται μέσω του ύπνου με γρήγορη κίνηση των ματιών (REM). O ύπνος κακής ποιότητας συνδέεται όλο και περισσότερο με το Αλτζχάιμερ και το Πάρκινσον. Στατιστικά, το στάδιο του ύπνου με γρήγορη κίνηση ματιών (REM) διαταράσσεται στη νόσο του Αλτζχάιμερ. Τα αποτελέσματα αυτής της τελευταίας έρευνας συνιστούν ότι η διατάραξη του σταδίου του ύπνου με γρήγορη κίνηση ματιών (REM) μπορεί να επιδεινώσει τα προβλήματα μνήμης που παρατηρούνται στο Αλτζχάιμερ.
