من المعروف أن الحيوانات والبشر يحتاجون إلى النوم لإصلاح الضرر في الدماغ الناجم عن الإجهاد والنشاط المعرفي، وكذلك لإعادة تنظيم الهياكل العصبية، وتعزيز تأثير التعلم وتقوية الذكريات. ومع ذلك، لم يكن واضحًا بعد في أي نسبة يتم تحقيق وظائف النوم هذه في مراحل مختلفة من الحياة.

قامت مجموعة من العلماء الأمريكيين بقيادة علماء أعصاب من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ببناء نموذج رياضي لتطور وظائف المخ لدى الأطفال منذ الولادة وحتى سن الخامسة عشر. يأخذ النموذج في الاعتبار معلمات مثل معدل التمثيل الغذائي للدماغ وحجم الدماغ والوقت الذي يقضيه في نوم حركة العين السريعة.

وجد الباحثون أنه في سن الثانية والنصف تقريبًا، تتغير الوظيفة الأساسية للنوم من بناء البنية التحتية للدماغ إلى إصلاحه وتطهيره من التلف كل يوم. خلال هذا الوقت، تصبح مراحل نوم حركة العين السريعة عند الأطفال أقصر وتقل مدتها الإجمالية.

يلاحظ العلماء أنه أثناء النوم العميق، يتم بناء وتقوية المشابك العصبية - الهياكل التي تربط الخلايا العصبية ببعضها البعض. في هذا الوقت، تأتي أيضًا أكثر الأحلام وضوحًا - دليل على أن الدماغ لا ينام، وأن الخلايا العصبية "تتواصل" مع بعضها البعض.

وجد المؤلفون أن نوم حركة العين السريعة، المسؤول عن إعادة تنظيم الدماغ والتعلم، يهيمن على المراحل المبكرة من نمو الطفل، بينما يسود النوم البطيء، المسؤول عن التعافي اليومي، طوال بقية الحياة.

قالت مؤلفة الدراسة جينا بو، أستاذة علم الأحياء وعلم وظائف الأعضاء التكامليين في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس: "لا توقظ الأطفال أثناء نوم حركة العين السريعة، بينما تقوم أدمغتهم بعمل مهم".

يعرف أن الأطفال إلى سنتين أو ثلاث سنوات من العمر ينمو الدماغ لديهم بسرعة كبيرة، ولكن كان يعتقد دائمًا أن وظائف النوم في نفس الوقت تتغير تدريجياً. الآن، وجد الباحثون أن التغيير يحدث فجأة. وفقًا للمؤلفين، فإن الأمر "يشبه انتقال الطور بين الماء والجليد". في حوالي عامين ونصف، يتحول الغرض الرئيسي من النوم من بناء الدماغ إلى الحفاظ عليه وإصلاحه.

تتغير مدة مراحل النوم المختلفة وفقًا لذلك. وجد العلماء أن نوم حركة العين السريعة يتناقص مع نمو الدماغ في الحجم. إذا احتل الأطفال حديثي الولادة حوالي 50 في المائة، فحينئذٍ ينخفض ​​هذا الرقم إلى حوالي 25 في المائة بحلول عشر سنوات ويستمر في الانخفاض مع تقدم العمر. في البالغين، يمثل النوم العميق حوالي 15 بالمائة فقط من الوقت الذي يقضيه في النوم.

لاحظ المؤلفون الأهمية القصوى للنوم الكافي للأشخاص في أي عمر. يقول العلماء إن الحرمان المزمن من النوم يؤدي إلى مشاكل صحية طويلة الأمد مثل الخرف والاضطرابات المعرفية الأخرى والسكري والسمنة.

يشير بو إلى أن "النوم لا يقل أهمية عن الطعام. ومن المعجزة أن النوم الجيد يلائم احتياجات نظامنا العصبي. من قنديل البحر إلى الطيور إلى الحيتان، الجميع ينام. النوم دواء وهو مجاني!"