Beyin uyurken her bölge aynı anda uyumaz

Yeni görüntüleme çalışması, beynin farklı bölgelerinin farklı zamanlarda “uykuya daldığını” ortaya koydu.

Uykuya daldığımızda beynimiz bir anda kapanmaz. Aksine, beynin farklı bölgeleri sırayla uykuya geçer; bazıları hızla sakinleşirken, bazıları çevredeki seslere veya uyarılara karşı bir süre daha tetikte kalır.

Beynin farklı zamanda uyuyan bölgeleri

Nature Communications dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, bu sürecin şaşırtıcı derecede karmaşık olduğunu ve duyusal ile bilişsel bölgelerin birbirinden farklı uyku yolları izlediğini gösteriyor.

Beyin uykuda tamamen “kapanmaz”

Araştırmaya göre, insan beyni uyku sırasında tamamen sessiz bir organa dönüşmez. Duyusal bölgeler (örneğin görsel ve işitsel alanlar), dış dünyadan gelen sinyallere karşı kısmen uyanık kalır. Bu sayede kişi, örneğin bir ses duyduğunda uyanabilir. Buna karşılık, düşünme ve planlama ile ilişkili üst düzey bilişsel alanlar çok daha erken “dinlenme” moduna geçer.

Araştırmanın yürütücüsü Harvard Tıp Fakültesi’nden Dr. Jingyuan Chen, bu farklılığı şöyle açıklıyor:

“Beynin enerji kullanımı, kan akışı ve elektriksel aktivitesi birbirine çok sıkı bağlı. Ancak bu süreçlerin uykuda nasıl koordine edildiğini şimdiye kadar tam olarak bilmiyorduk. Yeni görüntüleme teknikleri sayesinde artık beynin farklı sistemlerinin uykuya nasıl geçtiğini aynı anda görebiliyoruz.”

Birleşik görüntüleme: EEG, fMRI ve PET aynı anda

Araştırmacılar, bu gizemi çözmek için EEG, fonksiyonel MR (fMRI) ve dinamik PET taramalarını aynı anda kullandılar. Bu sayede hem beynin elektriksel aktivitesi (EEG), hem kan akışı (fMRI), hem de enerji kullanımı (glikoz metabolizması) (PET ile) eşzamanlı olarak izlenebildi.

Yirmi altı sağlıklı yetişkin, dört saatlik uykusuzluk sonrası tarama cihazına girerek kısa süreli uykulara daldı.

Sonuçlar, uyanıklıktan NREM uykusuna geçiş sırasında beynin enerji tüketiminin belirgin biçimde azaldığını gösterdi. Bu sırada kan akımında yavaş ve ritmik dalgalanmalar ortaya çıktı: özellikle de duyusal bölgelerde. Yani beyin tamamen kapanmak yerine, ritmik bir senfoniye benzer bir şekilde “yavaşlıyor”.

Hangi bölgeler ne zaman uyuyor?

Araştırmanın en dikkat çekici bulgusu, her beyin bölgesinin farklı zamanlarda uykuya geçmesiydi:

Varsayılan mod ağı, içsel düşünce ve hafızayla ilişkili alanlar,
erken dönemde metabolik olarak “kapanıyor”.
Duyusal ve motor bölgeler ise aktif kalıyor, hatta kan akımı dalgalanmaları bu bölgelerde daha güçlü görülüyor.

Bu durum, beynin neden uykuda bile çevreye kısmen duyarlı kaldığını açıklıyor.
Bir annenin bebeğinin ağlamasına hemen uyanabilmesi ya da hafif bir sesle irkilmemiz, bu nörofizyolojik “kısmi uyanıklığın” bir sonucu olabilir.

Uyku bir geçiş süreci: Ne tam uyanıklık, ne tam uykusuzluk

Araştırmacılar, beyin dalgalarındaki yavaş dalgalanmaların, kan akımı ve enerji tüketimindeki değişimlerle senkronize olduğunu buldu. Bu da uyku hâlinin sabit bir durum değil, devamlı değişen bir denge hâli olduğunu gösteriyor.

Dr. Chen, “Beynin bazı bölgeleri enerji tasarrufu moduna geçerken, diğerleri çevreyi izlemeye devam ediyor. Bu dinamik yapı, uykunun hem koruyucu hem de esnek doğasını yansıtıyor,” diyor.

Bilim insanlarına göre yeni ufuklar

Araştırma, sağlıklı bireylerde uykunun “fizyolojik orkestrasyonuna” dair bir harita sunuyor.
Gelecekte bu yaklaşım, uyku bozuklukları veya Alzheimer gibi nörolojik hastalıklarda bu dengenin nasıl bozulduğunu anlamada kullanılabilir. Çünkü uykunun, beyinden zararlı atıkları temizleyen mekanizmalarla ilişkili olduğu biliniyor.

Dr. Chen’in sözleriyle:

“Bu çalışmada uykunun normal fizyolojik düzenini ortaya koyduk. Bundan sonraki adım, bu hassas denge bozulduğunda neler olduğunu görmek, özellikle de Alzheimer gibi hastalıklarda.”

Bu çalışma bize şunu gösterdi ki:
Uyku, beynin “kapanması” değil, yeniden düzenlenmesidir.
Zihnin bazı bölümleri dinlenirken, bazıları nöbet tutar.
Beynin bu akıllı dengesi, hem derin uykunun iyileştirici gücünü hem de çevreye karşı duyarlılığımızı mümkün kılar.

Kaynakça:
– Chen, J.E., Lewis, L.D., Coursey, S.E. et al. Simultaneous EEG-PET-MRI identifies temporally coupled and spatially structured brain dynamics across wakefulness and NREM. Nat Commun 16, 8887 (2025).