1 Koska nukuttaa
Kun on valvonut tarpeeksi kauan, alkaa nukuttaa. Unipaine kasvaa kasvamistaan ja on huipussaan kolmen vuorokauden valvomisen jälkeen. Siitä eteenpäin on lähes mahdotonta pysyä hereillä.
Syntyneen univelan ihminen pyrkii korvaamaan nukkumalla tavallista enemmän ja sikeämmin heti kun on tilaisuus.
Aivotutkimus viittaa siihen, että yksi unitasapainon säätelymekanismi ovat valvomisen aikana aivoihin kertyvät aineet, jotka aktivoivat unta ohjaavia soluja ja estävät valvetilaa ylläpitävien hermosolujen toimintaa. Tällaista unihiekkaa on ainakin adenosiini, jonka pitoisuus kasvaa valvoessa ja laskee nukkuessa.
Adenosiini estää aivokuoren valvetilaa ylläpitävien solujen toimintaa niiden A-1-reseptoreiden kautta. Nämä reseptorit voi tukkia kofeiinilla, siis esimerkiksi juomalla kahvia. Silloin adenosiinipitoisuus kuitenkin kasvaa edelleen. Kun reseptorit vapautuvat, nukuttaa entistä enemmän. Lopulta uni tulee väkisin (ks. sivu 65).
Lapsille ja nuorille yön yli valvominen on vaikeampaa kuin heidän vanhemmilleen, koska heillä nukahtamismekanismi toimii vielä moitteettomasti. Keski-ikään tullessa uni myös kevenee eli syvän unen osuus vähenee.
2 Muuten kaikki tökkii
Yöunista ei kannata vapaaehtoisesti nipistää, sillä jo pieni päivittäinen univaje alkaa heikentää älyllistä suorituskykyä ja laskea mielialaa. Univelan kertyessä ajatus kangistuu, keskittyminen hajoaa ja valppaus häviää. Unen puute tappaa motivaation, turmelee työmuistin ja vie ongelmanratkaisukyvyn.
Unen puutteesta häiriintyy ensimmäisenä aivojen etuotsalohko, joka on aivotoiminnan tärkein ohjaaja. Se vastaa toiminnan suunnittelusta ja päättelystä. Otsalohko on tärkeä myös luovassa ajattelussa.
Parin tunnin vähennys yksittäisestä yöunesta ei vielä haittaa paljon, mutta viiden samanlaisen yön jälkeen väsymys alkaa vastata yhtä valvottua yötä. Kokonaan valvotun yön jälkeen aivot ovat samassa kunnossa kuin promillen humalassa. Silloin ärsyyntyy helposti ja on altis onnettomuuksille. Väsymys laskee riskinottokynnystä mutta pidentää samalla reaktioaikaa.
Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuudessa, Bhopalin myrkkytehtaan räjähdyksessä ja Exxon Valdezin karilleajossa työntekijän väsymys on todettu yhdeksi suuronnettomuuden syntyyn vaikuttaneeksi tekijäksi.
3 Aivot saavat energiaa
Kun hereilläolo pitkittyy, valvetta ylläpitävät solut joutuvat työskentelemän lujemmin ja kuluttavat enemmän energiaa. Aivojen polttoaine glykogeeni ehtyy. Tämä vaje täyttyy unen aikana.
Energia tulee aivoihin veren mukana glukoosin eli sokerin muodossa ja siirtyy veri-aivoesteen läpi aivojen tukisolukkoon, gliasoluihin. Uusimman tutkimuksen mukaan aivot käyttävät glukoosista vain osan sellaisenaan.
Tuoreessa Lausannen yliopiston tutkimuksessa havaittiin, että gliasolut valmistavat glukoosista laktaattia eli maitohappoa, joka voi myös toimia aivojen energianlähteenä silloin kun hermosolut tarvitsevat energiaa paljon ja nopeasti.
Syvän unen aikana aivot tuottavat myös proteiineja. Päässä tehdään siis öisin rakennus- ja huoltotöitä, joita hermosolujen reagointi ulkoisiin ärsykkeisiin voisi häiritä. Asukkaiden pitää pysyä poissa remonttimiesten tieltä.
4 Synapsit kehittyvät
Vastasyntyneen hermosolukytkökset eli synapsit eivät vielä reagoi ympäristöön samoin kuin vanhempana. Silti aivoissa on jo syntymähetkellä käynnissä vilkas hermosolujen vuoropuhelu. Aivot tarvitsevat tätä sisäsyntyistä hermotoimintaa kehittyäkseen normaalisti.
Vauvan synapsit napsuvat erityisen vilkkaasti unen aikana. Niinpä uni saattaa olla välttämätöntä aivojen kehitykselle syntymän molemmin puolin. Vastasyntynyt viettää unessa peräti 16–17 tuntia vuorokaudesta, siitä yli puolet aktiivista aivotoimintaa sisältävässä unessa. Se on hiukan erilaista kuin aikuisten rem-uni. Keskosilla tämän aktiiviunen osuus on vielä suurempi. Vuoden iässä se on enää alle kolmanneksen.
Neurofysiologisesti uni kehittyy aikuismaiseksi murrosiässä. Rem-unen osuus laskee viidennekseen. Syvän unen kokonaismäärä pysyy kehityksen aikana melko samana, mutta sen osuus kasvaa rem-unen vähetessä.
Paljon rem-unta on myös niillä eläimillä, jotka syntyvät ihmisen tavoin kehittymättöminä. Vastasyntyneet kissan- ja koiranpennut nukkuvat pelkkää aktiiviunta.
5 Oppi menee perille
Unta tarvitaan oppimiseen. Erityisesti sensomotoriset eli liikkeiden hallintaa vaativat tehtävät onnistuvat paljon paremmin, kun opettelun päälle on nukuttu yö tai vähintään nokoset. Useissa tehtävissä vielä kolmaskin yöuni parantaa suoritusta.
Paikkansa pitää myös vanha viisaus, että visaiset ongelmat ratkeavat paremmin, kun on nukkunut yön yli.
Esimerkkinä tästä on koe, jossa koehenkilöille annettiin matemaattisia tehtäviä ja opetettiin niitä varten monimutkainen algoritmi. Heille ei kerrottu, että tehtävät ratkeavat myös helpommalla tavalla. Kun tehtäviä ratkaistiin uudelleen 12 tunnin tauon jälkeen, osa ryhmästä keksi itse nopeamman tavan. Kun tauko ajoitettiin nukuttuun yöhön, helpomman ratkaisun todennäköisyys kasvoi kaksinkertaiseksi.
Unen eri vaiheilla näyttää olevan erilaisia tehtäviä muistijälkien vahvistamisessa. Aivotutkimuksissa on nähty, että rem-unen aikana aivoissa napsuvat samat synapsit, jotka olivat käytössä päivällä. Aivot kelaavat kokemuksia ikään kuin uusintoina, ja käytössä olleet hermoyhteydet lujittuvat.
Myös syvä uni vaikuttaa oppimiseen, vaikka arvoituksellisemmin.
Eräässä tutkimuksessa koehenkilöt yrittivät piirtää digitaaliselle näytölle viivoja pisteestä toiseen, mutta koneeseen ohjelmoitu häiriö työnsi kursoria sivuun reitiltä. Yöllä havaittiin, että syvän unen hitaat aivoaallot olivat tavallista voimakkaammat niissä aivojen osissa, jotka tehtävä päivällä aktivoi. Mitä suuremmat aallot, sitä paremmin homma seuraavana päivänä onnistui koneen häirinnästä huolimatta.
Selitykseksi on tarjottu, että hitaat aivoaallot vahvistavat synapseja – tai päinvastoin heikentävät osaa niistä niin, että uusi oppi kirkastuu taustahälyn vaimetessa.
6 Turha unohtuu
Uni suo unohdusta – eikä pelkästään nukkumisen ajaksi. Voi olla, että hitaat delta-aallot etenevät öisin aivojen läpi kuin suuri katuharja ja siivoavat pois turhaa ryönää. Valveilla havaitsemme joka sekunti valtavan määrän asioita, joita emme tiedosta mutta jotka kuitenkin muuttavat aivojemme tilaa. Jos päivän kaikki hermosolukytkökset säilyisivät, aivojen tiedonkäsittelyverkko olisi pian tukossa. Yön aikana turhat synapsit purkautuvat, ja aamulla hermosolut ovat vapaita luomaan uusia yhteyksiä.
Unessa aivot myös järjestelevät ja sekoittavat muistia. Työmuistista siirtyy tietoa varastoihin eri osiin aivoja. Tarpeellinen pysyy käsikirjastossa lähimuistissa, häiritsevä arkistoidaan mielen kellareihin. Uusia kokemuksia yhdistellään vanhoihin. Muistilähettien kaikesta edestakaisesta juoksentelusta aivoradoilla saattaa johtua se, että näemme unia ja niissä omituisia tapahtumakulkuja.
Kriisi- ja traumatilanteessa rem-uni lisääntyy ja ihminen alkaa nähdä enemmän unia. Niihin palautuu mielen syövereistä vanhojakin ahdistuksia. Silti unet voivat olla aivojen tiedonkäsittelyn sivutuotetta, jolla ei ole itsenäistä tehtävää.
Unitutkimuksen alkuvaiheessa arveltiin, että unennäön estäminen ajaisi ihmisen mielisairauteen. Näin ei näytä käyvän. Mielenterveyden häiriöistä kyllä seuraa erilaisia univaikeuksia.
7 Paino pysyy kurissa
Välillä ajateltiin, että uni on vain aivoja varten ja ruumis elpyisi pelkällä pötköttelyllä. Nyttemmin on havaittu, että unenpuutteella on vakavia seurauksia koko elimistössä.
Univaje häiritsee ihmisen energia-aineenvaihduntaa heikentämällä glukoosin käyttöä. Vaikutus näkyy jo viiden yön jälkeen terveillä nuorilla miehillä, kun heidän on annettu nukkua vain neljä tuntia yössä. Ajan mittaan vyötärölle ja kaulaan muodostuu rasvaa. Jatkuva valvominen siis lihottaa ja samalla altistaa metaboliselle oireyhtymälle ja kenties aikuistyypin diabetekselle.
Unettomuus nostaa myös veren CRP-arvoa. Tämä tulehdusarvo kohoaa, kun ruumis tulkitsee olevansa uhattuna ja puolustusjärjestelmä aktivoituu. Kokeissa kaksi valvotuksen päälle nukuttua yötä ei vielä riittänyt laskemaan CRP:tä normaaliksi. Stressihormoni kortisolin eritys lisääntyy jo yhden valvotun yön jälkeen. Kortisoli poistaa tulehdusta, mutta sen stressivaikutukset ovat pahaksi aivoille.
Lyhytaikainen tilapäinen valvominen tehostaa kehon immuunipuolustusta, mutta viikon kestävä osittainenkin univaje alkaa vähentää vasta-aineiden tuotantoa ja immuunijärjestelmän solujen määrää. Infektiotautien aikana aivoissa erittyy interleukiineja, jotka aiheuttavat väsymystä. Sairauden aikana elimistö tarvitsee tavallista enemmän unta.
Kasvuhormonin eritys on riippuvaista syvästä unesta. Univaje keskeyttää sen erityksen. Useiden kudosten kasvu ja vammojen paraneminen on nopeinta unen aikana. Liikunta lisää unen tarvetta. Kestävyysurheiljat näyttävät tarvitsevan erityisen paljon syvää unta, taitolajien harrastajat tavallista enemmän rem-unta.
8 Muuten menee henki
Jos meitä estetään kovin pitkään nukkumasta, me luultavasti kuolemme.
Eläinkokeissa on valvotettu rottia pyörittämällä niiden häkkiä tauotta 24 tuntia vuorokaudessa. Näin ne eivät pysty saamaan hetkeäkään unta. Kaikki tällä tavalla valvotetut rotat kuolevat viimeistään kuukauden kuluessa.
Jos rotilta estetään syvä uni herättämällä ne aina rauhallisimmassa univaiheessa, kuolema tulee puolessatoista kuukaudessa. Samat seuraukset on rem-unen riistämisestä. Valvotetuilla rotilla ruumiin lämmönsäätely ja vastustuskyky pettävät. Tuloksena voi olla yleinen verenmyrkytys ja endotoksiinisokki, joka aiheutuu bakteereista irtoavista kudosmyrkyistä.
Ihmisillä tällaisia valvotuskokeita ei ole ymmärrettävistä syistä viety loppuun. Valvottaminen on tunnettu kidutuskeino.
(Vieläkään ei tiedetä, mikä on nukkumisen perimmäinen tarkoitus.
Varmaa kuitenkin on, ettemme voi elää ilman unta.) :D:D