Ngủ

Ngủ là trạng thái giảm hoạt động tinh thần và thể chất, nơi mà ý thức bị thay đổi và các giác quan hoạt động yếu đi. Trong lúc ngủ, cơ bắp và các tương tác với môi trường giảm đáng kể. Mặc dù khác biệt với trạng thái thức về khả năng đáp ứng với kích thích, não vẫn hoạt động trong giấc ngủ và có phản ứng mạnh hơn so với khi trong trạng thái hôn mê hoặc rối loạn ý thức.

Chu kỳ giấc ngủ là sự thay đổi giữa hai trạng thái giấc ngủ khác nhau: giấc ngủ REM và giấc ngủ không REM. Mặc dù REM là viết tắt của 'chuyển động mắt nhanh', chế độ ngủ này còn có nhiều đặc điểm khác như cơ thể bị tê liệt tạm thời. Giấc mơ là một chuỗi hình ảnh, ý tưởng, cảm xúc và cảm giác thường xảy ra một cách không tự chủ trong các giai đoạn của giấc ngủ. Trong khi ngủ, hầu hết các hệ cơ quan trong cơ thể đều phục hồi, giúp cải thiện hệ miễn dịch, hệ thần kinh, hệ xương và cơ; những quá trình này là thiết yếu cho việc duy trì cảm xúc, trí nhớ và chức năng nhận thức. Giấc ngủ cũng quan trọng cho chức năng của hệ nội tiết và hệ miễn dịch. Đồng hồ sinh học thúc đẩy giấc ngủ vào ban đêm. Mục đích và cơ chế của giấc ngủ là chủ đề của nhiều nghiên cứu đang diễn ra. Ngủ là một hành vi được bảo tồn trong suốt tiến hóa động vật và có thể đã tồn tại từ hàng trăm triệu năm trước.

Con người có thể gặp phải nhiều loại rối loạn giấc ngủ khác nhau:

• Rối loạn giấc ngủ chính như mất ngủ, chứng ngủ rũ, và ngưng thở khi ngủ
• Các rối loạn giấc ngủ phụ như mộng du (còn gọi là hành vi khi ngủ) và các vấn đề hành vi trong giấc ngủ REM; nghiến răng khi ngủ; và rối loạn nhịp sinh học giấc ngủ.

Ánh sáng nhân tạo đã làm thay đổi sâu sắc thói quen ngủ của con người. Các nguồn ánh sáng nhân tạo phổ biến, chẳng hạn như ánh sáng từ đèn đường và màn hình của thiết bị điện tử như điện thoại và TV, phát ra lượng lớn ánh sáng xanh, một loại ánh sáng thường thấy vào ban ngày, gây cản trở sự tiết hormone melatonin, hormone cần thiết để điều chỉnh chu kỳ giấc ngủ.

Sinh lý học

Khi ngủ, các thay đổi sinh lý đáng kể nhất xảy ra ở não bộ. Não sử dụng ít năng lượng hơn nhiều khi ngủ so với khi thức, đặc biệt là trong giai đoạn giấc ngủ non-REM (không có chuyển động mắt nhanh). Ở những khu vực giảm hoạt động, não phục hồi nguồn cung cấp adenosine triphosphate (ATP), phân tử lưu trữ và vận chuyển năng lượng trong thời gian ngắn. Khi tỉnh táo và nghỉ ngơi, não tiêu tốn 20% năng lượng của cơ thể, vì vậy sự giảm tiêu thụ năng lượng của não có ảnh hưởng lớn đến tổng mức tiêu thụ năng lượng của cơ thể.

Giấc ngủ làm giảm độ nhạy cảm. Nói cách khác, khi ngủ, con người cảm nhận ít kích thích hơn, nhưng vẫn có thể phản ứng với tiếng ồn lớn và các kích thích mạnh khác lên giác quan.

Trong giai đoạn giấc ngủ sóng chậm, cơ thể tiết ra hormone tăng trưởng. Hormone prolactin cũng được tiết ra trong tất cả các giai đoạn giấc ngủ, bao gồm cả giấc ngủ ban ngày.

Các phương pháp chủ yếu để theo dõi và đo lường sự thay đổi trong khi ngủ bao gồm điện não đồ (EEG) để ghi nhận sóng não, điện nhãn đồ (EOG) để theo dõi chuyển động mắt và điện cơ đồ (EMG) để quan sát hoạt động cơ vân. Việc thu thập đồng thời các dữ liệu này gọi là đa ký giấc ngủ và thường được thực hiện trong các phòng thí nghiệm chuyên dụng. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng sử dụng điện tâm đồ đơn giản (ECG) để theo dõi hoạt động của tim và biểu đồ cử động (actigraphy) để ghi lại chuyển động cơ thể.

Sóng não trong giấc ngủ

Hoạt động điện được ghi nhận trên điện não đồ biểu thị các loại sóng não. Biên độ của sóng não ở một tần số cụ thể phản ánh các giai đoạn khác nhau của chu kỳ thức-ngủ, chẳng hạn như khi đang ngủ, thức hay buồn ngủ. Các sóng alpha, beta, theta, gamma và delta xuất hiện ở các giai đoạn khác nhau của giấc ngủ. Mỗi loại sóng có tần số và biên độ đặc trưng riêng. Sóng alpha xuất hiện khi cơ thể đang nghỉ ngơi nhưng vẫn tỉnh táo, với mắt nhắm và cơ thể ở trạng thái tương đối tĩnh. Sóng beta nổi bật khi một người đang tập trung vào nhiệm vụ, có tần số cao nhất và biên độ thấp nhất, và chỉ xuất hiện khi người đó hoàn toàn tỉnh táo. Sóng alpha và beta là những sóng duy nhất quan sát được khi tỉnh táo. Sóng gamma xuất hiện khi một người tập trung cao độ vào nhiệm vụ. Sóng theta xuất hiện khi chuyển từ trạng thái tỉnh sang giai đoạn 1 của giấc ngủ và cũng xuất hiện ở giai đoạn 2. Sóng delta đặc trưng cho giai đoạn 3 và 4 của giấc ngủ, tức là khi ngủ sâu nhất.

Giấc ngủ non-REM và REM

Giấc ngủ được chia thành hai loại chính: giấc ngủ không chuyển động mắt nhanh (non-REM hoặc NREM) và giấc ngủ chuyển động mắt nhanh (REM). Giấc ngủ non-REM và REM khác nhau đến mức các nhà sinh lý học coi đây là những trạng thái hành vi riêng biệt. Giấc ngủ non-REM xảy ra trước và sau giai đoạn chuyển tiếp gọi là giấc ngủ sóng chậm (slow-wave sleep) hay giấc ngủ sâu. Trong giai đoạn này, nhiệt độ cơ thể và nhịp tim giảm, và não sử dụng ít năng lượng hơn. Giấc ngủ REM, mặc dù chỉ chiếm một phần nhỏ thời gian ngủ, là lúc giấc mơ (hoặc ác mộng) xảy ra, với sóng não không đồng bộ và nhanh, chuyển động mắt, mất trương lực cơ, và sự thay đổi trong cân bằng nội môi.

Chu kỳ giấc ngủ giữa giấc ngủ non-REM và REM thường kéo dài khoảng 90 phút, với 4–6 chu kỳ trong một đêm ngủ đầy đủ. Học viện Y học về Giấc ngủ Hoa Kỳ (AASM) chia giấc ngủ non-REM thành ba giai đoạn: N1, N2 và N3, trong đó giai đoạn cuối cùng còn gọi là giấc ngủ delta hoặc giấc ngủ sóng chậm. Chu trình giấc ngủ thường theo thứ tự: N1 → N2 → N3 → N2 → REM. Giấc ngủ REM xảy ra khi giấc ngủ trở lại giai đoạn N2 hoặc N1 sau giai đoạn giấc ngủ sâu. Nhiều giai đoạn giấc ngủ sâu (N3) xảy ra sớm trong đêm, trong khi tỷ lệ giấc ngủ REM tăng lên trong hai chu kỳ cuối cùng trước khi tỉnh dậy (tự nhiên).

Tỉnh

Tỉnh nghĩa là kết thúc giấc ngủ hoặc đơn giản là một khoảnh khắc để nhận thức môi trường xung quanh và điều chỉnh cơ thể trước khi quay lại giấc ngủ. Người đang ngủ thường tỉnh ngay sau giai đoạn REM hoặc đôi khi trong khi vẫn ở giai đoạn REM. Đồng hồ sinh học bên trong, cùng với việc giảm nhu cầu cân bằng nội môi khi ngủ, thường dẫn đến việc thức dậy và kết thúc chu kỳ giấc ngủ. Sự thức dậy kích hoạt sự gia tăng truyền điện trong não, bắt đầu từ đồi thị và lan rộng ra vỏ đại não.

Trong một giấc ngủ ban đêm bình thường, trạng thái thức xảy ra rất ngắn. Các nghiên cứu sử dụng điện não đồ để theo dõi giấc ngủ cho thấy thời gian thức so với tổng thời gian ngủ của phụ nữ chỉ là 0-1%, còn của nam giới là 0-2%. Ở người lớn, thời gian tỉnh dậy dài hơn. Khi các chu kỳ giấc ngủ tiến gần về cuối đêm, thời gian thức cũng tăng lên. Một nghiên cứu chỉ ra rằng trong chu kỳ giấc ngủ đầu tiên kéo dài 90 phút, thời gian thức là 3%. Con số này tăng lên 8% trong chu kỳ giấc ngủ thứ hai, 10% trong chu kỳ thứ ba, 12% trong chu kỳ thứ tư và 13-14% trong chu kỳ thứ năm. Hầu hết thời gian tỉnh dậy xảy ra ngay sau giấc ngủ REM.

Ngày nay, đồng hồ báo thức giúp con người tỉnh dậy, nhưng có thể tự đánh thức mình vào thời điểm cụ thể mà không cần đồng hồ. Sự khác biệt về thời gian ngủ giữa ngày làm việc và ngày nghỉ dẫn đến tình trạng mất đồng bộ sinh học mạn tính. Nhiều người thường xuyên xem TV hoặc điện thoại trước khi ngủ, điều này có thể làm gia tăng sự gián đoạn chu kỳ sinh học. Các nghiên cứu về giấc ngủ cho thấy ngủ gật khi tỉnh dậy là yếu tố quan trọng làm trầm trọng thêm hiện tượng quán tính giấc ngủ.

Các yếu tố quyết định mức độ tỉnh táo sau khi thức dậy bao gồm thời gian và chất lượng giấc ngủ, hoạt động thể chất trong ngày trước đó, bữa sáng giàu carbohydrate và phản ứng đường huyết liên quan.

Thời gian

Thời gian ngủ được điều chỉnh bởi đồng hồ sinh học (Quy trình C, chữ C từ circadian clock), sự cân bằng nội môi thức-ngủ (Quy trình S, chữ S từ sleep-wake homeostasis), và phần nào đó là sự chủ động của cá nhân.

Đồng hồ sinh học

Thời gian ngủ chịu ảnh hưởng lớn từ các tín hiệu hormone (nội tiết tố) do đồng hồ sinh học (Quy trình C) điều khiển. Quy trình C là một hệ thống hóa học-thần kinh phức tạp, sử dụng các tín hiệu môi trường để duy trì nhịp sinh học ngày-đêm bên trong cơ thể. Đối với những sinh vật hoạt động ban ngày, quy trình C điều chỉnh cân bằng nội môi trong giấc ngủ ban ngày, trong khi giấc ngủ ban đêm thì quy trình C hỗ trợ cân bằng nội môi. Nhân trên giao thoa thị giác (hay còn gọi là nhân trên chéo, tiếng Anh: suprachiasmatic nucleus, viết tắt là SCN) nằm ngay phía trên giao thoa thị giác và hiện được coi là cấu trúc quan trọng nhất trong quá trình này; tuy nhiên, cũng đã phát hiện các đồng hồ sinh học thứ cấp ở nhiều vùng khác của cơ thể.

Đồng hồ sinh học liên tục tác động đến cơ thể, điều chỉnh thân nhiệt dao động theo hình sin trong khoảng từ 36,2°C đến 37,2°C. Nhân trên giao thoa thị giác tăng cường hoạt động vào ban ngày (thời gian 'ban ngày' được xác định theo nhận thức chủ quan của cơ thể, có thể không khớp hoàn toàn với thời gian thực) và giảm mạnh vào ban đêm ('ban đêm' cũng phụ thuộc vào nhận thức chủ quan của cơ thể). Nhân trên giao thoa thị giác kết nối thần kinh trực tiếp với tuyến tùng, tuyến tiết ra melatonin vào ban đêm. Cortisol thường tăng vào ban đêm, đạt đỉnh khi thức dậy và giảm dần trong ngày. Bài tiết prolactin theo nhịp sinh học bắt đầu vào chiều tối, đặc biệt ở phụ nữ, và gia tăng khi ngủ, đạt đỉnh vào nửa đêm. Nhịp sinh học cũng ảnh hưởng đến việc tiết hormone tăng trưởng vào ban đêm.

Nhịp sinh học ảnh hưởng đến thời điểm tối ưu cho giấc ngủ phục hồi. Cảm giác buồn ngủ gia tăng vào ban đêm. Giấc ngủ REM xảy ra nhiều hơn khi nhiệt độ cơ thể đạt mức thấp nhất trong chu kỳ sinh học, trong khi giấc ngủ sóng chậm xảy ra ít bị ảnh hưởng hơn bởi thời gian sinh học.

Đồng hồ sinh học bên trong bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi sự thay đổi ánh sáng, vì ánh sáng là tín hiệu chính báo thời gian cho đồng hồ sinh học. Tiếp xúc với ánh sáng nhỏ vào ban đêm có thể ngăn chặn sự tiết melatonin, làm tăng nhiệt độ cơ thể và sự tỉnh táo. Các xung ánh sáng ngắn vào thời điểm thích hợp trong chu kỳ sinh học có thể 'đặt lại' đồng hồ sinh học. Đặc biệt, ánh sáng xanh có tác dụng mạnh nhất, dẫn đến lo ngại rằng việc sử dụng màn hình trước khi ngủ có thể cản trở giấc ngủ.

Ngày nay, con người thường thấy mình không khớp với đồng hồ sinh học bên trong do yêu cầu công việc (như làm việc ca đêm), di chuyển xa và ảnh hưởng của ánh sáng trong nhà. Ngay cả khi thiếu ngủ hoặc cảm thấy buồn ngủ, con người vẫn có thể gặp khó khăn khi ngủ vào thời điểm đỉnh của chu kỳ giấc ngủ và gặp khó khăn khi tỉnh dậy khi thời gian ngủ kết thúc.

Quy trình S

Nói chung, khi một sinh vật thức lâu, nó càng cảm thấy cần ngủ thêm để bù lại 'nợ ngủ'. Hiện tượng này được giải thích qua Quy trình S. Cân bằng giữa việc ngủ và thức được điều chỉnh bởi một quá trình gọi là cân bằng nội môi. Thiếu ngủ gây ra tình trạng gọi là thiếu ngủ.

Quá trình S được kích thích bởi sự cạn kiệt glycogen và sự tích tụ adenosine ở thùy trán, dẫn đến việc giảm ức chế nhân tiền thị sau ngoài (ventrolateral preoptic nucleus), từ đó làm giảm ức chế bó thần kinh đi lên vỏ não của cấu tạo lưới (ascending reticular activating system).

Thiếu ngủ có xu hướng gây ra sóng não chậm hơn ở vỏ não trước, làm giảm khả năng tập trung, gia tăng lo âu, giảm trí nhớ và gây ra tâm trạng cáu kỉnh. Ngược lại, nghỉ ngơi đầy đủ giúp cải thiện trí nhớ và tâm trạng. Các nghiên cứu hình ảnh chức năng và sinh lý thần kinh đã chỉ ra rằng các vùng phía trước của não có vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nội môi của giấc ngủ.

Có sự tranh luận về việc liệu 'nợ ngủ' có tích lũy dựa trên giấc ngủ trung bình của từng cá nhân hay theo tiêu chuẩn khác. Chưa rõ liệu tỷ lệ thiếu ngủ ở người trưởng thành có thay đổi đáng kể kể từ khi thế giới bước vào thời đại công nghiệp hóa hay không. Một số bằng chứng cho thấy 'nợ ngủ' có thể tích lũy theo thời gian. Tuy nhiên, về mặt chủ quan, con người dường như đạt đến mức buồn ngủ tối đa sau khoảng 30 giờ thức dậy. Trẻ em ở xã hội phương Tây có khả năng ngủ ít hơn so với trước đây.

Một chất hóa học thần kinh chỉ báo cho 'nợ ngủ' là adenosine, chất dẫn truyền thần kinh ức chế nhiều quá trình cơ thể liên quan đến sự tỉnh táo. Nồng độ adenosine tăng lên trong vỏ não và nền trước khi thời gian tỉnh táo kéo dài và giảm khi ngủ phục hồi, có thể đóng vai trò như một chất điều hòa cân bằng nội môi của giấc ngủ. Cà phê, trà và các nguồn cafein khác có thể tạm thời ngăn chặn tác dụng của adenosine, kéo dài thời gian trễ của giấc ngủ và giảm tổng thời gian cùng chất lượng giấc ngủ.

Thời gian xã hội

Con người cũng chịu ảnh hưởng từ các yếu tố của thời gian xã hội (social time), như giờ phải dậy, giờ làm việc, giờ hiển thị trên đồng hồ, v.v. Các múi giờ và giờ chuẩn được thiết lập để đồng bộ hóa thời gian trong cùng một khu vực, chỉ tương ứng gần đúng với sự mọc và lặn của mặt trời. Một ví dụ rõ ràng về sự gần đúng của các múi giờ là Trung Quốc, nơi từng có năm múi giờ nhưng hiện tại chỉ sử dụng một múi giờ chính thức (UTC+8).

Phân bố thời gian ngủ

Giấc ngủ đa pha là kiểu ngủ nhiều lần trong suốt 24 giờ. Ngược lại, giấc ngủ một pha là chỉ ngủ một lần trong cả ngày. Con người thường có xu hướng thay đổi giữa ngủ và thức thường xuyên hơn (tức là theo kiểu giấc ngủ đa pha) khi không có việc phải làm. Trong điều kiện thí nghiệm với bóng tối kéo dài 14 giờ, con người có xu hướng ngủ hai lần, một lần ở đầu và một lần ở cuối thời gian bóng tối. Trước cách mạng công nghiệp, con người thường có thói quen ngủ hai lần như vậy.

Một số kiểu phân bố thời gian ngủ (chronotype) được gọi bằng các thuật ngữ như 'chim sâu dậy sớm' và 'cú đêm'. Di truyền, giới tính và thói quen cá nhân ảnh hưởng đến kiểu phân bố thời gian ngủ. Kiểu phân bố này có thể thay đổi qua các giai đoạn cuộc đời. Trẻ em 7 tuổi thường có khả năng dậy sớm tốt hơn so với trẻ 15 tuổi. Các kiểu phân bố thời gian nằm ngoài phạm vi bình thường được coi là rối loạn giấc ngủ nhịp sinh học.

Giấc ngủ ngắn là các khoảng thời gian ngủ ngắn vào ban ngày, thường nhằm mục đích bổ sung thời gian nghỉ ngơi cần thiết. Trẻ nhỏ thường có thói quen ngủ ngắn. Thời gian tối ưu cho giấc ngủ ngắn là khoảng 10–20 phút, vì các nghiên cứu cho thấy cần ít nhất 30 phút để vào giai đoạn sóng chậm, giai đoạn sâu nhất của giấc ngủ. Ngủ quá lâu có thể làm cho giấc ngủ bước vào chu kỳ sóng chậm, gây khó chịu khi tỉnh dậy và cảm giác không thoải mái. Thời gian buồn ngủ sau khi thức dậy được gọi là quán tính giấc ngủ.

Có bằng chứng cho thấy thói quen ngủ trưa có liên quan đến tỷ lệ tử vong do bệnh mạch vành thấp hơn 37% so với việc không ngủ trưa, có thể vì ngủ trưa giúp giảm căng thẳng. Những giấc ngủ ngắn vào giữa ngày và việc tập thể dục nhẹ vào buổi tối được cho là có hiệu quả trong việc cải thiện giấc ngủ, nhận thức và sức khỏe tâm thần ở người cao tuổi.

Di truyền

Các gen DEC2, ADRB1, NPSR1 và GRM1 liên quan đến việc điều chỉnh thời gian ngủ ngắn.

Chất lượng giấc ngủ

Chất lượng giấc ngủ có thể được đánh giá từ hai góc nhìn: khách quan và chủ quan. Dưới góc độ khách quan, chất lượng giấc ngủ liên quan đến cách thức bạn vào giấc ngủ và duy trì trạng thái ngủ, cũng như số lần bạn thức dậy trong đêm. Chất lượng giấc ngủ được coi là kém khi có sự gián đoạn trong chu kỳ chuyển đổi giữa các giai đoạn ngủ. Ngược lại, dưới góc độ chủ quan, chất lượng giấc ngủ đề cập đến cảm giác được nghỉ ngơi và phục hồi sau khi thức dậy. Một nghiên cứu của A. Harvey và cộng sự (2002) cho thấy những người bị mất ngủ thường có yêu cầu cao hơn trong việc đánh giá chất lượng giấc ngủ so với những người không gặp vấn đề về giấc ngủ.

Để một giấc ngủ được coi là 'thỏa mãn', cần có sự cân bằng giữa yếu tố nội môi và yếu tố sinh học. Đồng hồ sinh học sẽ thông báo cho cơ thể khi nào cần ngủ. Thời điểm chính xác để ngủ là khi hai dấu hiệu sinh học sau xảy ra sau giai đoạn giữa giấc ngủ và trước khi thức dậy: (1) mức hormone melatonin đạt đỉnh, (2) thân nhiệt giảm xuống mức tối thiểu.

Thời gian ngủ lý tưởng

Nhu cầu về giấc ngủ của con người thay đổi theo độ tuổi và từng cá thể; giấc ngủ được coi là đủ khi không cảm thấy buồn ngủ vào ban ngày hoặc gặp phải vấn đề về chức năng. Hơn nữa, thời gian giấc ngủ mà bệnh nhân báo cáo với bác sĩ chỉ có mối liên hệ gần đúng với thời gian ngủ thực tế, cần được đo bằng biểu đồ cử động (actigraphy). Một số bệnh nhân có thể bị nhận thức sai về trạng thái ngủ (mã ICD-10: G47.0, F51.0), thường báo cáo ngủ chỉ 4 giờ dù thực tế là họ ngủ đủ 8 giờ.

Nghiên cứu cho thấy ngủ từ 6 đến 7 giờ mỗi đêm có liên quan đến tuổi thọ và sức khỏe tim mạch, mặc dù nhiều yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến mối quan hệ này.

Ngoài ra, khó ngủ còn liên quan đến các rối loạn tâm thần như trầm cảm, nghiện rượu và rối loạn lưỡng cực. Đến 90% người lớn bị trầm cảm gặp khó khăn trong giấc ngủ. Điện não đồ phát hiện các rối loạn về tính liên tục của giấc ngủ, giảm giấc ngủ delta và thay đổi các kiểu REM liên quan đến thời gian tiềm (latency), phân bố giấc ngủ trong đêm (distribution across the night) và mật độ chuyển động mắt (density of eye movements).

Thời gian ngủ có thể thay đổi theo mùa. Khoảng 90% người cho biết họ ngủ lâu hơn vào mùa đông, điều này có thể làm gia tăng các triệu chứng rối loạn cảm xúc theo mùa.

Trẻ em

Khi trẻ được 2 tuổi, não của trẻ đã phát triển đạt 90% kích thước não của người trưởng thành; quá trình phát triển này chủ yếu xảy ra trong giai đoạn của cuộc đời khi trẻ có thời gian ngủ dài nhất. Số giờ ngủ của trẻ ảnh hưởng đến khả năng thực hiện các nhiệm vụ nhận thức. Những trẻ ngủ ngon suốt đêm và ít thức dậy giữa đêm thường có khả năng nhận thức tốt hơn và tính cách dễ chịu hơn so với những trẻ khác.

Ngủ cũng có ảnh hưởng đến sự phát triển ngôn ngữ. Để nghiên cứu mối liên hệ giữa giấc ngủ và ngôn ngữ, các nhà nghiên cứu đã dạy trẻ sơ sinh một 'ngôn ngữ giả' và theo dõi khả năng nhớ các quy tắc của ngôn ngữ đó. Những trẻ sơ sinh ngủ trong vòng 4 giờ sau khi học ngôn ngữ giả có khả năng nhớ quy tắc tốt hơn, trong khi những trẻ thức lâu hơn thì không nhớ được quy tắc đó. Ngoài ra, có mối quan hệ giữa vốn từ vựng của trẻ sơ sinh và giấc ngủ: trẻ sơ sinh ngủ nhiều hơn vào ban đêm khi được 12 tháng tuổi thường có vốn từ vựng tốt hơn khi được 26 tháng tuổi.

Trẻ em rất hưởng lợi từ những thói quen trước khi đi ngủ. Những thói quen này có thể khác nhau giữa các gia đình, nhưng thường bao gồm các 'nghi thức' như đọc sách, tắm, đánh răng, hoặc những cử chỉ tình cảm như ôm hôn của cha mẹ trước khi đi ngủ. Một thói quen đi ngủ đều đặn cũng bao gồm thời gian nhất quán để chuẩn bị cho giấc ngủ. Việc duy trì thói quen như vậy có thể cải thiện chất lượng giấc ngủ của trẻ và giúp trẻ hình thành thói quen vệ sinh giấc ngủ lành mạnh trong tương lai.

Thời gian ngủ đề xuất

Trẻ em cần ngủ đủ số giờ mỗi ngày để phát triển và hoạt động bình thường: tối đa 18 giờ đối với trẻ sơ sinh, và số giờ ngủ giảm dần khi trẻ lớn lên. Vào đầu năm 2015, sau hai năm nghiên cứu, Tổ chức Giấc ngủ Quốc gia Hoa Kỳ đã công bố những khuyến nghị mới, được cập nhật trong bảng dưới đây.

Vai trò của giấc ngủ

Sự phục hồi

Khi tỉnh táo, quá trình trao đổi chất trong não sinh ra các sản phẩm chuyển hóa cuối cùng, như các phân tử oxy phản ứng (tiếng Anh: reactive oxygen species, ROS). Neuron là loại tế bào tiêu thụ nhiều oxy và sinh ra nhiều ROS, dẫn đến tổn thương và ức chế chức năng của chúng. Trong khi ngủ, quá trình trao đổi chất giảm, làm giảm sản xuất ROS và thúc đẩy các quá trình phục hồi. Bộ não trong lúc ngủ loại bỏ các sản phẩm chuyển hóa này nhanh hơn so với khi thức, nhờ vào hệ thống làm sạch hệ thần kinh trung ương (tiếng Anh: glymphatic system). Giấc ngủ cũng hỗ trợ tổng hợp các phân tử giúp sửa chữa và bảo vệ não khỏi các sản phẩm cuối của quá trình trao đổi chất khi tỉnh táo. Hormone đồng hóa như hormone tăng trưởng được tiết ra nhiều hơn khi ngủ, nồng độ glycogen trong não tăng lên trong khi ngủ và giảm khi thức.

Giấc ngủ đóng vai trò thiết yếu trong việc sửa chữa DNA và thực hiện tự thực bào (tiếng Anh: autophagy) một cách hiệu quả. Thiếu giấc ngủ REM làm tăng lượng noradrenalin, một chất chống oxy hóa, gây ra cái chết tế bào theo chương trình nhiều hơn mức cần thiết. Noradrenalin trong não ảnh hưởng đến nhiều hoạt động, bao gồm việc tăng cường hoạt động của Na/K-ATPase (bơm natri-kali).

Trong khi ngủ, cơ thể tự phục hồi về mặt thể chất, đặc biệt là trong giai đoạn giấc ngủ sóng chậm, khi nhiệt độ cơ thể, nhịp tim và mức tiêu thụ oxy của não đều giảm. Tỷ lệ trao đổi chất giảm ở cả não và cơ thể giúp kích hoạt các quá trình phục hồi. Mặc dù quá trình phục hồi có thể xảy ra khi cơ thể không hoạt động, giấc ngủ vẫn cực kỳ quan trọng cho sự phục hồi của não. Một bài báo trên tạp chí Nature đã nhấn mạnh rằng: 'Giấc ngủ là của não, do não và vì não.' Điều này được hỗ trợ bởi thực tế rằng giấc ngủ là một hành vi cơ bản ở hầu hết các loài động vật, kể cả những loài ít tiến hóa nhất mà không cần các chức năng khác của giấc ngủ như củng cố trí nhớ hay nằm mơ.

Tác động của thời gian ngủ đối với sự phát triển thể chất (somatic) vẫn chưa được hiểu rõ. Một nghiên cứu theo dõi 305 trẻ em trong 9 năm (từ 1–10 tuổi) ghi nhận mối liên hệ giữa thời gian nằm trên giường với sự phát triển chiều cao và cân nặng, theo báo cáo của phụ huynh. Kết quả cho thấy 'thay đổi thời gian giấc ngủ ở trẻ em dường như không ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng.' Giấc ngủ sóng chậm ảnh hưởng đến nồng độ hormone tăng trưởng (GH) ở người trưởng thành. Trong giấc ngủ 8 giờ, những người có tỷ lệ giấc ngủ sóng chậm (SWS) cao (trung bình 24%) có lượng GH tiết ra cao hơn, trong khi những người có tỷ lệ SWS thấp (trung bình 9%) có lượng GH tiết ra thấp hơn.

Xử lý bộ nhớ

Giấc ngủ được coi là hỗ trợ quan trọng trong việc hình thành trí nhớ dài hạn, đồng thời nâng cao khả năng hồi tưởng hoặc gợi lại (recall) những kinh nghiệm và kiến thức đã học. Tuy nhiên, lợi ích của giấc ngủ trong việc cải thiện trí nhớ có vẻ phụ thuộc vào giai đoạn và loại trí nhớ. Ví dụ, trí nhớ rõ ràng (explicit hay declarative memory) và trí nhớ phương thức (procedural memory, một phần của trí nhớ ẩn - implicit memory) đều có thể được cải thiện qua giấc ngủ, nhưng trí nhớ rõ ràng thường được cải thiện nhiều hơn trong giai đoạn giấc ngủ sớm (do SWS chi phối), trong khi trí nhớ phương thức (do giấc ngủ REM) thường được cải thiện nhiều hơn trong giai đoạn giấc ngủ muộn.

Đối với trí nhớ rõ ràng, giai đoạn giấc ngủ sóng chậm (SWS) có vai trò quan trọng trong việc phát lại các mẫu thần kinh được mã hóa trước đó ở hồi hải mã, từ đó thúc đẩy củng cố trí nhớ dài hạn. Giả thuyết củng cố hệ thống tích cực (active system consolidation hypothesis) cho rằng việc kích hoạt lặp đi lặp lại thông tin mới trong hồi hải mã trong giấc ngủ Non-REM giúp ổn định và tích hợp dần trí nhớ rõ ràng với các mạng lưới tri thức có sẵn ở vỏ não. Hồi hải mã chỉ lưu giữ thông tin tạm thời, trong khi tân vỏ não liên quan đến khả năng lưu trữ lâu dài. Kết nối giữa hồi hải mã và tân vỏ não xảy ra song song với các gợn sóng nhọn (sharp-wave ripples) và sóng nhanh (sleep spindle), giúp hình thành các sự kiện gợn sóng nhọn-đợt sóng nhanh (spindle-ripple event), điều kiện cần để hình thành trí nhớ dài hạn.

Mơ

Khi đang ngủ, đặc biệt là trong giai đoạn REM, con người có xu hướng trải qua những giấc mơ. Những trải nghiệm này thường là ở ngôi thứ nhất (trải nghiệm của chính mình) nhưng rất khó nắm bắt và không thể dự đoán trước. Trong lúc mơ, những trải nghiệm đó có vẻ hoàn toàn hợp lý và thực tế, nhưng khi thức dậy và đánh giá lại, chúng thường trở nên kỳ quái, phi lý và siêu thực. Giấc mơ thường kết hợp các khái niệm, tình huống, con người và đồ vật một cách liền mạch trong tâm trí mà thông thường không có sự liên kết rõ ràng. Các giấc mơ có thể tạo ra các cảm giác rất rõ ràng, đặc biệt là cảm giác thị giác và cảm giác chuyển động.

Những giấc mơ thường bị quên nhanh chóng ngay sau khi thức dậy. Một số người chọn cách ghi nhật ký giấc mơ để giúp họ nhớ lại những giấc mơ và nâng cao khả năng trải nghiệm giấc mơ sáng suốt.

Giấc mơ sáng suốt (lucid dream) là loại giấc mơ mà trong đó người mơ nhận thức được rằng họ đang mơ. Trong một số thí nghiệm, những người đang mơ có thể giao tiếp có ý thức với các nhà nghiên cứu qua chuyển động mắt hoặc tín hiệu cơ mặt, đồng thời có thể hiểu các câu hỏi phức tạp và sử dụng trí nhớ công việc (working memory).

Có nhiều lý thuyết khác nhau về chức năng của giấc mơ. Sigmund Freud tin rằng giấc mơ là biểu hiện của những khao khát bị đè nén và chìm sâu vào tiềm thức, và ông đã sử dụng phương pháp giải mộng trong phân tâm học để khám phá những khao khát này.

Hiện tượng dương vật cương cứng trong giấc mơ liên quan đến tình dục không khác biệt nhiều về tần suất so với các giấc mơ khác. Trong giấc ngủ REM, hệ thần kinh đối giao cảm hoạt động mạnh mẽ, dẫn đến hiện tượng cương cứng dương vật hoặc âm vật. Ở nam giới, từ 80% đến 95% các giấc ngủ REM thường đi kèm với dương vật cương cứng một phần hoặc hoàn toàn, trong khi chỉ khoảng 12% giấc mơ của họ có nội dung tình dục.

John Allan Hobson và Robert McCarley cho rằng giấc mơ là kết quả của việc truyền tín hiệu ngẫu nhiên giữa các tế bào thần kinh trong vỏ đại não trong giai đoạn REM. Lý thuyết này giúp giải thích sự phi lý của các giấc mơ trong giai đoạn REM, vì vỏ não trước cố gắng tạo ra một câu chuyện để kết nối và hiểu ý nghĩa của các thông tin cảm giác vô nghĩa. Thuyết này giải thích được tính kỳ quái của nhiều giấc mơ.

Các rối loạn giấc ngủ

Mất ngủ

Mất ngủ là tình trạng phổ biến khi khó vào giấc hoặc duy trì giấc ngủ. Đây là một trong những vấn đề giấc ngủ thường gặp nhất, ảnh hưởng đến nhiều người trưởng thành, với khoảng 10–15% gặp phải tình trạng mất ngủ mãn tính.

Một nghiên cứu tổng quan vào năm 2010 đã chỉ ra rằng tập thể dục thường xuyên có thể cải thiện giấc ngủ cho hầu hết mọi người và hỗ trợ điều trị các rối loạn giấc ngủ như mất ngủ. Thời điểm lý tưởng để tập thể dục có thể là từ 4 đến 8 giờ trước khi đi ngủ, dù tập thể dục vào bất kỳ lúc nào trong ngày cũng có lợi. Tuy nhiên, tập thể dục ngay trước khi ngủ có thể làm rối loạn giấc ngủ. Mặc dù không có đủ bằng chứng để xác định rõ mối quan hệ giữa tập thể dục và giấc ngủ, thuốc an thần không benzodiazepin như zolpidem (Ambien), zopiclone (Imovane) và eszopiclone (Lunesta) từng được coi là an toàn hơn so với thuốc an thần chứa benzodiazepin, nhưng hiện tại chúng gần như tương đương về mặt tác dụng và tác dụng phụ. Tiếng ồn trắng được xem là một phương pháp điều trị đầy hứa hẹn cho tình trạng mất ngủ.

Sức khỏe giấc ngủ

Giấc ngủ kém chất lượng có liên quan đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như bệnh tim mạch, béo phì và rối loạn tâm thần. Mặc dù giấc ngủ kém phổ biến ở những người mắc bệnh tim mạch, một số nghiên cứu cho thấy giấc ngủ kém có thể là nguyên nhân gây ra các vấn đề tim mạch. Thời gian ngủ dưới 7 tiếng mỗi ngày liên quan đến nguy cơ mắc bệnh mạch vành và tử vong do bệnh này, trong khi ngủ trên 9 tiếng có mối liên hệ với bệnh mạch vành, đột quỵ và các sự cố tim mạch khác.

Dù ở trẻ em hay người lớn, ngủ không đủ giờ có thể làm tăng nguy cơ béo phì, với nguy cơ này tăng từ 45 đến 55% theo nhiều nghiên cứu. Các yếu tố liên quan đến béo phì bao gồm giấc ngủ ngắn vào ban ngày, thời gian ngủ tổng thể, sự thay đổi trong thời gian ngủ và hiệu quả giấc ngủ thấp. Thời lượng giấc ngủ là yếu tố được nghiên cứu nhiều nhất về ảnh hưởng của nó đối với béo phì.

Các vấn đề về giấc ngủ thường được xem như triệu chứng của bệnh tâm thần hơn là nguyên nhân. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy chúng có thể vừa là nguyên nhân vừa là triệu chứng của bệnh tâm thần. Mất ngủ là một yếu tố dự đoán quan trọng của chứng rối loạn trầm cảm nặng. Một phân tích tổng hợp trên 170.000 người cho thấy mất ngủ khi bắt đầu nghiên cứu làm nguy cơ mắc chứng trầm cảm nặng tăng gấp đôi. Một số nghiên cứu cũng chỉ ra mối liên hệ giữa mất ngủ với lo âu, rối loạn căng thẳng sau chấn thương (PSTD) và tự sát. Rối loạn giấc ngủ có thể làm gia tăng nguy cơ loạn thần và làm trầm trọng thêm mức độ nghiêm trọng của các giai đoạn loạn thần.

Nghiên cứu về giấc ngủ cũng chỉ ra sự khác biệt theo chủng tộc và giai cấp. Tại Hoa Kỳ, thời gian ngủ ngắn và giấc ngủ không sâu thường xảy ra nhiều hơn ở các nhóm dân tộc thiểu số so với người da trắng. Người Mỹ gốc Phi có tỷ lệ giấc ngủ ngắn gấp 5 lần so với người da trắng, điều này có thể do các yếu tố xã hội và môi trường. Trẻ em da đen và trẻ em sống ở các khu vực khó khăn có tỷ lệ mắc hội chứng ngưng thở khi ngủ cao hơn nhiều so với trẻ em da trắng và thường đáp ứng kém hơn với điều trị.

Sức khỏe giấc ngủ có thể được cải thiện bằng cách thực hiện các thói quen vệ sinh giấc ngủ tốt. Việc duy trì thói quen giấc ngủ lành mạnh có thể cải thiện sức khỏe thể chất và tinh thần. Một số cách để nâng cao sức khỏe giấc ngủ bao gồm đi ngủ vào những giờ cố định mỗi đêm, tránh sử dụng thiết bị điện tử như TV trong phòng ngủ, tập thể dục đầy đủ trong suốt cả ngày và hạn chế dùng cafein trong vài giờ trước khi đi ngủ. Tạo ra một môi trường ngủ yên tĩnh và thoải mái, như ngủ trong phòng tối và sạch sẽ với máy tạo tiếng trắng, có thể giúp cải thiện giấc ngủ.

Thuốc và chế độ ăn uống

Các loại thuốc gây buồn ngủ, hay còn gọi là thuốc ngủ, bao gồm benzodiazepin (mặc dù các loại thuốc này có thể ảnh hưởng đến giấc ngủ REM); thuốc ngủ không benzodiazepin như eszopiclone (Lunesta), zaleplon (Sonata) và zolpidem (Ambien); thuốc kháng histamin như diphenhydramin (Benadryl) và doxylamin; rượu (ethanol, có thể gây kích thích vào cuối đêm và làm giảm giấc ngủ REM); thuốc an thần (cũng làm giảm giấc ngủ REM); melatonin (một yếu tố của đồng hồ sinh học) và cần sa (cũng có thể ảnh hưởng đến REM). Một số thuốc phiện như morphin, codein, heroin và oxycodone cũng gây buồn ngủ và có thể làm rối loạn cấu trúc giấc ngủ và phân phối các giai đoạn của giấc ngủ. Thú vị là thuốc gamma-hydroxybutyrat (GHB) có thể tạo ra giấc ngủ chất lượng cao, không phân biệt được với cấu trúc giấc ngủ tự nhiên của con người.

Các chất kích thích, có tác dụng ức chế giấc ngủ, bao gồm cafein, một chất đối kháng adenosin; amphetamin, methamphetamin, MDMA (thuốc lắc, 3,4-methylenedioxymethamphetamin), empathogen-entactogen và các loại thuốc liên quan; cocain, có thể làm thay đổi nhịp sinh học; methylphenidat, có tác dụng tương tự; và các loại thuốc eugeroic (thuốc chống ngủ) như modafinil và armodafinil có cơ chế chưa rõ ràng. Sử dụng quá nhiều cafein có thể gây gián đoạn giấc ngủ, dẫn đến tình trạng thiếu ngủ và buồn ngủ, sau đó người dùng có thể tiếp tục dùng cafein để tỉnh táo vào ngày hôm sau. Vòng luẩn quẩn này có thể làm giảm chức năng nhận thức và khiến cơ thể luôn cảm thấy mệt mỏi.

Một số loại thuốc có thể làm thay đổi cấu trúc giấc ngủ mà không gây buồn ngủ hay ức chế. Những loại thuốc ảnh hưởng đến tiết hormone và hệ miễn dịch có thể làm biến đổi các giai đoạn giấc ngủ. Ví dụ, chất chủ vận thụ thể hormone giải phóng hormone tăng trưởng MK-677 (Ibutamoren) đã được chứng minh làm tăng khoảng 20% thời gian giấc ngủ REM ở người trưởng thành và khoảng 50% thời gian giấc ngủ giai đoạn IV ở thanh thiếu niên.

Chế độ ăn uống

Lựa chọn chế độ ăn uống có thể ảnh hưởng lớn đến thời gian và chất lượng giấc ngủ. Một nghiên cứu năm 2016 cho thấy chế độ ăn giàu carbohydrate có thể rút ngắn thời gian để vào giấc ngủ và kéo dài thời gian ngủ hơn so với chế độ ăn giàu chất béo. Một khảo sát năm 2012 cho biết rằng việc cân bằng các chất dinh dưỡng vi lượng và đa lượng là cần thiết để cải thiện chất lượng giấc ngủ. Một chế độ ăn đa dạng, bao gồm nhiều trái cây và rau quả tươi, ít chất béo bão hòa và ngũ cốc nguyên cám, có thể là sự lựa chọn tốt nhất cho những ai muốn nâng cao chất lượng giấc ngủ. Cần thực hiện nhiều thử nghiệm lâm sàng chất lượng cao để nghiên cứu tác động của chế độ ăn uống dài hạn đối với giấc ngủ.

Trong văn hóa

Nhân chủng học

Nghiên cứu cho thấy rằng mô hình giấc ngủ thay đổi rõ rệt giữa các nền văn hóa khác nhau. Sự khác biệt lớn nhất xuất hiện giữa những xã hội sử dụng ánh sáng nhân tạo và những xã hội không sử dụng. Các xã hội sử dụng ánh sáng nhân tạo có tỷ lệ gián đoạn giấc ngủ cao hơn. Ngược lại, những người không tiếp xúc với ánh sáng nhân tạo có thể đi ngủ sớm hơn sau khi mặt trời lặn, nhưng họ thường thức dậy nhiều lần trong đêm và có những khoảng thời gian tỉnh táo kéo dài. Trong thời kỳ trước công nghiệp ở Châu Âu, giấc ngủ thường diễn ra theo hai giai đoạn. Thời điểm bắt đầu giấc ngủ không dựa vào giờ giấc cố định mà tùy thuộc vào việc con người không còn việc gì để làm.

Trong những xã hội không có ánh sáng nhân tạo, ranh giới giữa ngủ và thức trở nên mờ nhạt. Một số nhà nghiên cứu cho rằng giấc ngủ ban đêm ở những xã hội này thường được chia thành hai giai đoạn chính: giai đoạn đầu là giấc ngủ sâu và giai đoạn sau là giấc ngủ REM.

Một số xã hội cho thấy mô hình giấc ngủ bị phân mảnh, với việc mọi người ngủ vào nhiều thời điểm trong ngày và ngủ ít hơn vào ban đêm. Trong các xã hội du mục hoặc săn bắn hái lượm, giấc ngủ có thể diễn ra vào ban ngày hoặc ban đêm tùy thuộc vào môi trường và các yếu tố xung quanh. Ánh sáng nhân tạo, xuất hiện ở phương Tây từ giữa thế kỷ 19, đã làm thay đổi đáng kể mô hình giấc ngủ, khiến giấc ngủ tập trung vào ban đêm hơn và thời gian đi ngủ muộn hơn nhiều, mặc dù xu hướng này không phải lúc nào cũng đúng.

Nhà sử học A. Roger Ekirch cho rằng mô hình 'giấc ngủ phân mảnh' truyền thống đã bắt đầu biến mất trong tầng lớp thượng lưu thành thị ở châu Âu vào cuối thế kỷ 17 và sự thay đổi này tiếp tục lan rộng trong 200 năm tiếp theo. Đến những năm 1920, 'khái niệm về giấc ngủ thứ nhất và thứ hai đã hoàn toàn biến mất khỏi ý thức xã hội.' Ekirch cho rằng sự thay đổi này là do sự gia tăng 'chiếu sáng đường phố, ánh sáng trong nhà và sự xuất hiện của nhiều quán cà phê', làm cho ban đêm trở thành thời gian hoạt động, giảm thời gian nghỉ ngơi. Ngày nay, ở hầu hết các xã hội, mọi người ngủ vào ban đêm, nhưng ở những vùng khí hậu rất nóng, giấc ngủ ban ngày vẫn phổ biến. Trong tháng Ramadan, nhiều người Hồi giáo ngủ vào ban ngày thay vì ban đêm.

Ở một số nền văn hóa, việc ngủ cùng ít nhất một người khác, đôi khi là nhiều người hoặc động vật, là điều bình thường. Ngược lại, trong một số nền văn hóa khác, việc ngủ chỉ diễn ra với bạn đời là phổ biến. Trong đa số xã hội, việc ngủ cùng bạn đời bị quy định nghiêm ngặt theo các chuẩn mực xã hội. Ví dụ, người ta chỉ có thể ngủ với các thành viên trong gia đình ruột thịt, vợ/chồng, bạn đời, hoặc chỉ ngủ một mình. Giấc ngủ có thể trở thành một thời gian giao tiếp xã hội tích cực, tùy thuộc vào nhóm giấc ngủ, mà không bị hạn chế bởi tiếng ồn hay hoạt động trong khi ngủ.

Con người có thể ngủ ở nhiều kiểu nơi khác nhau, từ ngủ trực tiếp trên mặt đất, trên chăn mền trải dưới đất, đến giường. Một số người có thói quen cần đắp chăn, nằm với gối mềm, hoặc gối tựa đầu như khi ngủ trong xe ô tô, trong khi những người khác lại không cần gối. Những thói quen này được hình thành bởi nhiều yếu tố như khí hậu, tập tính để tránh động vật ăn thịt, loại nhà ở, công nghệ sử dụng và sở thích cá nhân.

Trong hội họa

Bác sĩ và nhà nghiên cứu giấc ngủ Meir Kryger đã chỉ ra rằng các nghệ sĩ thường rất đam mê với những chủ đề như thần thoại, giấc mơ, tôn giáo, sự liên hệ giữa giấc ngủ và cái chết, phần thưởng, việc từ bỏ kiểm soát một cách có ý thức, sự chữa lành, miêu tả sự ngây thơ và thanh thản, cũng như những yếu tố gợi tình.

Tìm hiểu thêm

• Brown RE, Basheer R, McKenna JT, Strecker RE, McCarley RW (tháng 7 năm 2012). “Control of sleep and wakefulness”. Physiological Reviews. 92 (3): 1087–187. doi:10.1152/physrev.00032.2011. PMC 3621793. PMID 22811426.

Liên kết ngoài

• Suy nghĩ lại về giấc ngủ, David K. Randall, New York Times, Tháng 9 năm 2012
• Cách để ngủ ngon, James Hamblin, The Atlantic, Tháng 1 năm 2017