Co když lze spánek „hacknout“? Vědci zkoušejí zvuky, vůně i elektrické impulzy, které mění fungování mozku

Údaje o dlouhodobých dopadech špatného spánku jsou ohromující. „Stimulace spícího mozku by mohla zmírnit následky ztráty paměti, mrtvice či některých duševních poruch,“ píše vědecká žurnalistka Ingrid Wickelgrenová. O důležitosti důkladného odpočinku pojednává nespočet odborných publikací, které dokazují, že jeho nedostatek a nepravidelnost vyvolávají kolísavou hladinu glukózy s nejvyšší úrovní ráno nalačno a se zvýšenou hodnotou inzulinu.

Tzv. spánkový hacking – kam spadá podněcování mozku k rychlejšímu usnutí a následná stimulace jeho specifických oblastí ve spánku – přitom dokáže hladinu glukózy srovnat, posílit metabolismus, podpořit paměť, zbavit se nočních běsů a vylepšit kognitivní parametry.

Vyčerpání z noční můry

Pacientku ženevské nemocnice Soniu trápily noční můry, ve kterých ji někdo pronásledoval a ona věděla, že nemá jak uniknout. Narušovaly její spánek nejméně dvakrát týdně, a to po celé měsíce. Ráno se probouzela ospalá, podrážděná a emocionálně vyčerpaná. Popsané stavy se objevují buď samotné, nebo spolu s dalšími problémy – například s posttraumatickou stresovou či úzkostnou poruchou. Sonia měla štěstí: Dostala šanci zúčastnit se psychologického tréninku, který měl za cíl jí od nočních můr ulehčit.

Experti jí předepsali terapii „tréninkem obrazů“, kdy si měla v hlavě vytvořit dobrý konec snu a denně ho trénovat. Nový pohled se následně přenesl do spánku a zmírnil hororovou atmosféru noční můry.

V rozšířené variantě tréninku pak Sonia následující dva týdny každý večer pět minut odpočívala ve ztemnělém pokoji a představovala si, že cesta, jež v noční můře směřovala do záhuby, nyní vede lesem na pole ozářené sluncem. Ona a dalších sedmnáct lidí se spánkovou poruchou trénovali své příběhy a u toho poslouchali klavírní akord, který se přehrál každých deset sekund – až si nakonec spojili sen s příjemným zvukem.

Lepší paměť, hezčí sny

Během dvou testovacích týdnů si účastníci na noc nasazovali tzv. spánkovou čelenku, detekující REM fáze, kdy se zdají nejživější sny. V té době čelenka přenášela přes lebeční kosti do mozku stejný akord, který dobrovolníci slyšeli v průběhu bdění. „Ve spánku si mozek přehrává vybrané denní vzpomínky a ukládá je. Říká se tomu konsolidace paměti. V naší studii připomínal klavírní akord účastníkům šťastné představy, což u nich zlepšilo specifické úseky paměti zabývající se analýzou snů,“ vysvětluje vedoucí výzkumu Lampros Perogamvros z Université de Genève. Dobrovolníci měli prokazatelně méně nočních můr a celkově se jim začaly zdát hezčí a příjemnější sny.

„K potlačení vlivu nočních můr postačuje naučit se jeden scénář, nemusí jich být moc. Účastníkům stačilo soustředit se na rozkvetlou louku a klavírní akord, aby frekvence nočních můr klesla,“ dodává badatel. Sonia například přestala mít noční běsy úplně a radikálně se jí zlepšila nálada.

Popsaná manipulace spánkem znamená podle Perogamvrose cestu z příslovečného strašidelného lesa – ať už jde o noční můry, špatné rozpoložení, potíže s pamětí, nebo motorické dovednosti. 

„Spánek je doba, kdy máme vypnutou interní kontrolku, racionální myšlení, logické rozhodování a kontrolu impulzů. Podněty, které se proderou dovnitř hlavy, zpracováváme jinak a efektivněji,“ doplňuje kognitivní neurolog Robert Stickgold z Harvard Medical School.

Pět měsíců bdění

Techniky spánkového hackingu ovlivňují nejen sny, ale i samotný noční odpočinek – jak plyne z vyprávění Sally Howardové, o něž se podělila s britským deníkem The Guardian. V zimě roku 2018 objevila propracovanější variantu spánkového hackingu, tzv. cirkadiánní hacking, a to během extrémní pětiměsíční epizody nespavosti, kterou „vyprovokovaly krátké dny s nedostatkem světla, v kombinaci s nočním vstáváním kvůli krmení novorozeného syna“.

Za těch nekonečných nocí, kdy zoufale bděla až do svítání, narazila Sally na články o „hackování biorytmů“. A později vzpomínala: „Poprvé v životě jsem četla o snížení tělesné teploty pomocí rukavic chladících dlaně. Teplota těla je díky nim o jeden až dva stupně nižší než ve dne, takže usnete rychleji. Ideální pokojová teplota znamená hlavní spánkový hack, kam patří třeba i svíčky místo elektrického osvětlení.“

Taková opatření samozřejmě nefungují u každého a podle Sally s tím mají problémy zejména netrpěliví lidé, kteří řeší životní strasti, až když je skoro pozdě. „Můj světelný režim ovlivňující spánkový a cirkadiánní hacking začíná tím, že si ráno ještě za tmy rozsvítím lampu s intenzitou tisíc luxů a večer dodržuju spánkovou hygienu modrého světla – což znamená, že přepnu elektroniku do nočního režimu a nastavím speciální světelný filtr,“ doplňuje žena svůj příběh.

Klíčem je mozek

Spánkoví experti z celého světa vyvíjejí techniky hackování, které by byly univerzálně použitelné, uživatelsky přívětivé a intuitivně ovladatelné. Jde o běh na dlouhou trať, přičemž některé z nejnovějších metod jsou stále poměrně abstraktní a k uvedení do praxe mají daleko. Typický příklad nabízejí ty, jež souvisejí s hackování hipokampu. 

Už v 70. letech představil David Marr z Trinity College v Cambridgi teorii o tom, jak mozek spojuje nové informace s již existujícími znalostmi. „Hipokampus – struktura připomínající mořského koníka, umístěná v obou hemisférách – ukládá informace během dne. Paměťové stopy jsou ale křehké a prchavé až do okamžiku, kdy ulehneme ke spánku. Tehdy zesílí a přenesou se do mozkové kůry, kde se uskladní na dlouhou dobu a začnou interagovat s již existujícími vzpomínkami,“ vysvětloval britský teoretický neurovědec.

Přesně jak předpověděl, mozek ukládá určité vzpomínky do „úschovny“, takže každodenní život může přejít do rutiny. „Zamířili jste do obchodu, protože vám došla rajčata. Vzpomínku na nákup si ale nechcete uchovat po celý život, proto na něj za pár hodin zapomenete.“ Spánkový hacking přitom pomáhá rozeznat události, které chcete zapomenout, a bez milosti je vytěsní.

Vzpomínky s vůní

Spánkový hacking spočívá v posílení elektrických vln ve spícím mozku, který si následně lépe pamatuje. Vědci hledají různé způsoby, jak specifické vzpomínky posílit a jiné potlačit. První pokus zahrnoval experiment s vůněmi. Behaviorální neurovědec Jan Born z Universität Tübingen požádal skupinu dobrovolníků, aby si přičichli k růži a nasáli její vůni, zatímco si měli zapamatovat rozmístění objektů v mřížce.

Některé z účastníků pak nechal vdechovat tutéž vůni, když spali. „Když se vůně dostala do mozku pomalými spánkovými vlnami, přiměla ho znovu se podívat na to, co se přes den učil – a výrazně tak přispěla k zapamatování pozic jednotlivých objektů,“ vysvětlil Born ve studii z roku 2007.

Zobrazovací metody odhalily, že vůně silně aktivovala hipokampus, jenž podle vědců sehrává ve spánkovém hackingu největší roli. Manipulace mozku vůní tedy u dobrovolníků prokazatelně zlepšila paměť, ale zdálo se, že se elektrické pole v anatomických záhybech orgánu nepředvídatelně mění. Tým tedy přešel na zvuk, který podle Bornova názoru zpracovává spolehlivější anatomický kanál – ucho.

Je zvuk spolehlivější?

Vědci účastníkům přehrávali tiché cvakání a načasovali ho přesně do fáze spánku, kdy v mozku proudí pomalé elektrické vlny. Po stimulaci trvající jednu noc se pomalé vlny prodloužily a dobrovolníci si zvládli zapamatovat na 120 slov, která jim výzkumníci ukázali. Benefit však nikdy netrval dlouho a měl spíš krátkodobý efekt, proto vědci začali uvažovat o ještě pokročilejší technice spánkového hackingu – a sice o implantaci elektrod.

„Stimulace spícího mozku prostřednictvím chirurgicky implantovaných elektrod by teoreticky mohla zlepšit paměť trvale,“ podotkl neurochirurg Itzhak Fried z UCLA Health. On a jeho kolegové nedávno ukázali, jak takovou hlubokou stimulaci ke zlepšení paměti využít: „Implantovali jsme elektrody do mozku těžkým epileptikům, abychom mohli kontrolovat intenzitu jejich záchvatů. Když pacienti spali a neměli záchvat, použili jsme elektrody ke snímání mozkových oscilací v hlubokém spánku.“ 

Architektura spánku

Když byla pomalá vlna na vzestupu, vyslala jedna z elektrod elektrický pulz. U všech lidí, kteří popsanou stimulaci zažili, došlo k měřitelným změnám v prefrontálním kortexu, díky nimž si ráno lépe vybavovali obrázky. „V noci jsme do nich elektrodou pustili malou dávku elektrické energie, což jim nevědomky narušilo spánek a zlepšilo to jejich schopnost pamatovat si věci ve srovnání s pamětí po nerušeném spánku,“ uvedli vědci v roce 2023. Stupeň zlepšení paměti přitom koreloval s mírou elektrické stimulace.

„Pomalu, ale jistě měníme architekturu spánku,“ přibližuje Fried. „Naším cílem je zjistit, zda bychom skutečně mohli mít domácí pomůcku – jakési paměťové neuroprotetické zařízení podobné kochleárnímu implantátu pro lidi s poruchou sluchu – v tomto případě ovšem pro hackování spánku a posílení paměťových schopností,“ uzavírá badatel, nicméně dodává, že k takovému zařízení povede ještě dlouhá a strastiplná cesta.