K-komplex - K-complex
K-komplex je křivka, která může být vidět na elektroencefalogramu (EEG) . To se vyskytuje v průběhu fáze 2 z NREM spánku . Je to „největší událost ve zdravém lidském EEG“. Jsou častější v prvních spánkových cyklech.
K-komplexy mají dvě navrhované funkce: zaprvé potlačení kortikálního vzrušení v reakci na podněty, které spící mozek vyhodnotí tak, že nesignalizují nebezpečí, a zadruhé napomáhají konsolidaci paměti založené na spánku .
K-komplex byl objeven v roce 1937 v soukromých laboratořích Alfreda Lee Loomise .
Neurofyziologie
K-komplex se skládá z krátkého negativního vysokonapěťového píku, obvykle většího než 100 µV, následovaného pomalejším pozitivním komplexem kolem 350 a 550 ms a při 900 ms konečný negativní pík. K-komplexy se vyskytují zhruba každých 1,0–1,7 minuty a jsou často následovány výbuchy spánkových vřeten . Vyskytují se spontánně, ale také v reakci na vnější podněty, jako jsou zvuky, dotyky na kůži a vnitřní, jako jsou inspirační přerušení. Jsou generovány na rozšířených kortikálních místech, i když mají tendenci převládat nad čelními částmi mozku.
Jak aktivita K-komplexu, tak aktivita delta vln ve spánku fáze 2 vytvářejí oscilace pomalé vlny (0,8 Hz) a delta (1,6–4,0 Hz). Jejich topografická distribuce je však odlišná a delta síla K-komplexů je vyšší.
Jsou vytvořeny výskytem v rozšířených kortikálních oblastech vnějších dendritických proudů ze střední (III) do horní (I) vrstvy mozkové kůry . To je doprovázeno poklesem výkonu širokopásmového EEG včetně aktivity gama vln . To vytváří „down-stavy“ neuronového ticha, při kterých je aktivita neurální sítě snížena. Aktivita K-komplexů se přenáší do thalamu, kde synchronizuje thalamokortikální síť během spánku a vytváří oscilace spánku, jako jsou vřetena a delta vlny . Bylo pozorováno, že jsou skutečně identické v „laminárním rozdělení transmembránových proudů“ s pomalými vlnami pomalého spánku .
K-komplexy byly navrženy jak k ochraně spánku, tak také k zapojení do zpracování informací, protože jsou obě podstatnou součástí synchronizace spánku NREM, zatímco také reagují na vnitřní i vnější podněty reaktivním způsobem. To by bylo v souladu s funkcí potlačení kortikálního vzrušení v reakci na podněty, které mozek potřebuje zpočátku zpracovat, pokud jde o to, zda je to nebezpečné nebo ne.
Dalším navrhovaným funkce je pomáhat aktivační homeostázy z synapsí a konsolidaci paměti. Prahové hodnoty aktivace kortikálních synapsí se během bdělosti snižují, když zpracovávají informace, což je činí citlivějšími, a proto je třeba je upravit zpět, aby se zachoval jejich poměr signálu k šumu. Dolní stav poskytovaný K-komplexy to dělá snížením sil synaptických spojení, ke kterým dochází, když je jedinec vzhůru. Zotavení ze stavu dolů, který indukují, dále umožňuje, aby se „kortikální střelba„ restartuje “v systematickém pořadí“, takže paměťové engramy kódované během neuronální střelby lze „opakovaně cvičit a tak konsolidovat“.
Rozvoj
Jsou přítomny ve spánku 5měsíčních kojenců a vyvíjejí se s věkem. Mezi 3. a 5. rokem věku se objevuje rychlejší negativní složka, která se zvyšuje až do dospívání . Další změna nastává u dospělých: do 30 let je jejich frekvence a amplituda vyšší než u starších lidí, zejména u lidí nad 50 let. Tím se vyrovná pokles dalších složek spánku, jako je hustota spánkového vřetene a energie delta .
Klinický
Epilepsie
U jedinců s idiopatickou generalizovanou epilepsií může synchronizace vyvolaná K-komplexem vyvolat výboje s hroty a vlnami . K tomu obvykle dochází mezi posunem mezi probuzením a NREM a mezi NREM a REM spánkem . U autosomálně dominantní noční epilepsie frontálního laloku jsou K-komplexy téměř vždy přítomny na začátku záchvatů.
Syndrom neklidných nohou
Jedinci se syndromem neklidných nohou mají zvýšený počet K-komplexů a jsou spojeny s (a často předcházejí) pohyby nohou. Léky zvyšující dopamin, jako je L-DOPA, které snižují pohyby nohou, nesnižují K-komplex, což naznačuje, že jsou primární a pohyby nohou sekundární. Selhání těchto léků redukovat K-komplexy navzdory snížení pohybů nohou bylo navrženo jako důvod, proč si pacienti po této léčbě stále stěžují na neobnovující spánek. Clonazepam je další léčba RLS; stejně jako ostatní benzodiazepiny inhibuje REM spánek zvýšením hladiny GABA . Tato inhibice REM spánku významně snižuje počet K-komplexů a na rozdíl od léčby L-DOPA uvádějí studie klonazepamu zlepšení obnovy spánku. Léky, které inhibují REM spánek, proto také snižují počet K-komplexů.
Obstrukční spánková apnoe
Syndrom obstrukční spánkové apnoe je spojen s inspiračními okluze vyvolávajícími méně K-komplexů během spánku NREM, přestože K-komplexy jsou vyvolávány normálně na sluchové podněty a tito jedinci normálně reagují na přerušení dýchání, když jsou vzhůru. To naznačuje souvislost mezi spánkovou apnoe a spánkovou specifickou otupělou kortikální odpovědí na respirační problémy.
