Vì sao có người vẫn ngon giấc dù có tiếng ồn xung quanh khi ngủ?

Tiếng chuông, tiếng xe ngoài đường hay những âm thanh xung quanh đôi khi vẫn không đủ khiến một người đang ngủ thức giấc. Thực tế, não vẫn tiếp nhận âm thanh trong lúc ngủ, chỉ là cách xử lý những tín hiệu này đã thay đổi.

Nghiên cứu của các nhà khoa học tại Thụy Sĩ theo dõi 25 người trưởng thành khỏe mạnh bằng điện não đồ mật độ cao (EEG). Đồng thời, nhóm nghiên cứu đo phản ứng của não trước âm thanh và trước từng nhịp tim để tìm hiểu sự cân bằng giữa hai dòng thông tin thay đổi như thế nào khi chúng ta ngủ.

Khi ngủ, não vẫn tiếp nhận thông tin từ bên ngoài và bên trong cơ thể

Ngay cả khi đang thức, não bộ liên tục xử lý hai dòng thông tin. Một dòng đến từ môi trường bên ngoài, chẳng hạn âm thanh, ánh sáng và xúc giác. Đây được gọi là ngoại cảm (exteroception).

Dòng còn lại đến từ bên trong cơ thể, bao gồm những tín hiệu liên quan đến nhịp tim, hơi thở và trạng thái của các cơ quan. Quá trình nhận biết và xử lý những tín hiệu này được gọi là nội cảm (interoception).

Để quan sát hai quá trình cùng lúc, các nhà nghiên cứu sử dụng hai tín hiệu EEG. AEP (Auditory Evoked Potential) phản ánh đáp ứng thần kinh trước âm thanh, còn HEP (Heartbeat Evoked Potential) phản ánh đáp ứng của não liên quan đến từng nhịp tim.

Hai tín hiệu được so sánh ở ba trạng thái: khi thức, tonic REM và phasic REM.

Trạng thái tonic REM và phasic REM là gì?

REM (Rapid Eye Movement) là giai đoạn ngủ thường gắn với những giấc mơ sống động. Tuy nhiên, REM không phải một trạng thái hoàn toàn đồng nhất mà có thể chia thành tonic REM và phasic REM.

Tonic REM là những khoảng REM không xuất hiện các đợt chuyển động mắt nhanh. Trong khi đó, phasic REM đặc trưng bởi những đợt chuyển động mắt nhanh, đi kèm một số thay đổi về hoạt động não và hệ thần kinh tự chủ.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy khả năng phản ứng với môi trường bên ngoài cũng khác nhau giữa hai trạng thái này. Phasic REM thường gắn với mức độ tách khỏi kích thích bên ngoài mạnh hơn tonic REM.

Sự khác biệt này giúp các nhà khoa học tìm hiểu liệu khi khả năng phản ứng với môi trường giảm xuống, não có đồng thời thay đổi cách xử lý tín hiệu từ bên trong cơ thể hay không.

Trong giấc ngủ REM, não thay đổi cách ưu tiên âm thanh và tín hiệu bên trong cơ thể

Kết quả từ nghiên cứu cho thấy phản ứng thần kinh trước âm thanh giảm dần từ trạng thái thức sang tonic REM và thấp nhất ở phasic REM. Não vẫn tiếp nhận âm thanh, nhưng mức độ phản ứng với những kích thích bên ngoài trở nên yếu hơn.

Trong khi đó, phản ứng của não liên quan đến nhịp tim vẫn được duy trì trong REM và tăng so với lúc thức. Khi nhóm nghiên cứu so sánh hai tín hiệu này, kết quả cho thấy cán cân xử lý dần chuyển từ thông tin bên ngoài sang những tín hiệu bên trong cơ thể, rõ nhất ở phasic REM.

Sự thay đổi này có thể giúp giải thích vì sao chúng ta ít phản ứng với môi trường xung quanh trong giấc ngủ REM dù não vẫn hoạt động mạnh. Các nhà nghiên cứu cho rằng đây có thể liên quan đến việc não tiếp tục theo dõi trạng thái sinh lý trong lúc khả năng tương tác với môi trường giảm xuống.

Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đưa ra được bằng chứng vì sao não hoàn toàn bỏ qua âm thanh để tập trung vào nhịp tim, mà chỉ cho thấy mức độ ưu tiên giữa hai dòng thông tin đã thay đổi.

Vậy vì sao có người vẫn không thức giấc dù có tiếng ồn xung quanh khi ngủ?

Nghiên cứu gợi ý rằng trong phasic REM, não phản ứng yếu hơn với âm thanh từ môi trường bên ngoài. Vì vậy, một số tiếng động có thể không đủ mạnh để kéo người ngủ ra khỏi trạng thái này.

Tuy nhiên, đây chỉ là một phần lời giải. Việc một âm thanh có đánh thức chúng ta hay không còn phụ thuộc vào giai đoạn ngủ, độ lớn của âm thanh, mức độ quen thuộc hoặc ý nghĩa của nó và đặc điểm của từng người.

Nghiên cứu cũng chỉ sử dụng những âm thanh đơn giản trong điều kiện thực nghiệm. Vì vậy, chưa thể khẳng định não sẽ phản ứng giống nhau trước tiếng chuông báo thức, tiếng gọi tên, tiếng trẻ khóc hay âm thanh cảnh báo nguy hiểm.

Nghiên cứu vẫn còn những giới hạn

Nghiên cứu chỉ thực hiện trên 25 người trưởng thành khỏe mạnh, vì vậy cần thêm các nghiên cứu với số người tham gia lớn và đa dạng hơn để kiểm chứng kết quả.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu chủ yếu so sánh trạng thái thức với hai trạng thái của giấc ngủ REM, chưa khảo sát đầy đủ các giai đoạn ngủ khác. Vì vậy, kết quả hiện chưa thể giải thích cách não xử lý âm thanh và tín hiệu bên trong cơ thể xuyên suốt toàn bộ chu kỳ giấc ngủ.

Kết quả cũng chưa cho biết liệu người mắc rối loạn giấc ngủ, bệnh tim mạch hoặc các vấn đề thần kinh có phản ứng tương tự hay không.

Dù vậy, nghiên cứu gợi mở một điều thú vị: khi ngủ, não không ngừng xử lý thông tin mà thay đổi mức độ ưu tiên giữa những tín hiệu từ môi trường và từ chính cơ thể.

Việc hiểu rõ hơn cơ chế này trong tương lai có thể giúp các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn về giấc ngủ và những trạng thái ý thức khác.

(Nguồn: The Consciousness Library)