تشخیص کم‌خوابی از روی بزاق دهان انسان‌ها

به گزارش مجله خبری نگار،زمانی که پلک‌ها سنگین می‌شوند و تمرکز ذهنی کاهش می‌یابد، بسیاری از افراد از قبل تصمیم گرفته‌اند که هنوز برای رانندگی مشکلی ندارند.

اما چالش بزرگ‌تر، یافتن یک نشانگر زیستی برای کم‌خوابی بوده است.

تا امروز هیچ آزمایشی قادر به تشخیص آن نبود. اکنون پژوهشگران الگوی مشخصی را در بزاق دهان کشف کرده‌اند که می‌تواند نشانه‌ای از محرومیت از خواب باشد.

چرا رانندگی در حالت خستگی خطرناک است؟

خطر کاملاً واقعی است. ۲۴ ساعت بی‌خوابی می‌تواند سرعت واکنش و قدرت قضاوت را تقریباً به همان اندازه‌ای کاهش دهد که فرد از نظر قانونی مست محسوب شود.

پژوهش‌ها سال‌هاست نشان داده‌اند که کم‌خوابی هماهنگی حرکتی را مختل می‌کند و عملکرد مغز را کند می‌سازد، اما هیچ ردپای آشکاری از خود به جا نمی‌گذارد که بتوان آن را آزمایش کرد.

پلیس ممکن است با مشاهده راننده‌ای که بین خطوط حرکت می‌کند به خستگی او مشکوک شود، اما اثبات این موضوع در آزمایشگاه یا دادگاه مسئله‌ای کاملاً متفاوت است.

هیچ آزمایش خون، هیچ تست تنفسی، هیچ نشانگر بیوشیمیایی قابل استنادی برای ارائه به‌عنوان مدرک وجود نداشت.

توماس کرامر، دانشمند پزشکی قانونی در دانشگاه زوریخ و نویسنده مسئول این پژوهش، گفت: «تا امروز اندازه‌گیری بیوشیمیایی محرومیت از خواب غیرممکن بود.»

ردیابی کم‌خوابی از طریق بزاق

تیم کرامر طراحی مطالعه را بسیار دقیق انجام داد. آنها ۲۰ مرد جوان سالم را که معمولاً هر شب بین ۷ تا ۹ ساعت می‌خوابیدند انتخاب کردند و هر داوطلب را در سه سناریوی متفاوت خواب، با فاصله یک هفته از یکدیگر، مورد بررسی قرار دادند.

در یکی از سناریو‌ها شرکت‌کنندگان یک شب کامل بیدار ماندند. در سناریوی دیگر، خواب آنها به حدود ۶ ساعت در شب برای چهار شب متوالی محدود شد.

سناریوی سوم شامل یک شب خواب کامل و استراحت کافی در حدود ۸ ساعت بود. ترتیب اجرای این شرایط به‌صورت تصادفی تعیین شد تا هیچ الگویی بر نتایج تأثیر نگذارد.

پیش و پس از هر مرحله، پژوهشگران نمونه‌های بزاق جمع‌آوری کرده و مولکول‌های کوچک موجود در آن را اندازه‌گیری کردند.

این مولکول‌ها که متابولیت نام دارند، محصولات جانبی فرایند‌های شیمیایی بدن هستند؛ موادی که از مصرف انرژی و دفع مواد زائد باقی می‌مانند. این ترکیبات تحت شرایط مختلف تغییر می‌کنند. پژوهشگران می‌خواستند بدانند آیا یک شب بی‌خوابی نیز اثر شیمیایی خاص خود را بر جای می‌گذارد یا خیر.

کم‌خوابی اثری قابل تشخیص بر جای می‌گذارد

پس از تحلیل داده‌های شیمیایی، تیم تحقیقاتی ۱۰ مولکول را شناسایی کرد که در نمونه‌های بزاق افراد پس از یک شب بی‌خوابی، در مقایسه با شرایط استراحت کامل، تفاوت آشکاری داشتند.

این الگو در نمونه‌هایی که صبح و حوالی ظهر جمع‌آوری شده بودند بیشترین وضوح را داشت؛ زمانی که بدن به‌طور طبیعی باید کاملاً بیدار و هوشیار باشد.

اما شگفتی بزرگ‌تر مربوط به چیزی بود که مشاهده نشد. چهار شب خواب کوتاه و محدود، یعنی همان کمبود خوابی که در طول یک هفته کاری پرمشغله انباشته می‌شود، هیچ سیگنال قابل تشخیصی در بزاق ایجاد نکرد.

تنها از دست دادن کامل یک شب خواب بود که تغییرات قابل اندازه‌گیری را به وجود آورد.

این تفاوت نشان می‌دهد که بدن چگونه اثرات کم‌خوابی را ثبت می‌کند.

یک دوره شدید بیداری کامل، تغییرات شیمیایی خاصی ایجاد می‌کند که خواب کوتاه چند شبه حداقل در بزاق قابل مشاهده نیست. دلیل این تفاوت هنوز مشخص نشده است.

خواندن اثر کم‌خوابی از روی بزاق

شناسایی تفاوت‌ها در آزمایشگاه یک مسئله است، تشخیص آنها در نمونه یک فرد ناشناس مسئله‌ای کاملاً متفاوت.

در همین نقطه است که این پژوهش اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.

تیم تحقیقاتی یک مدل رایانه‌ای را با استفاده از تغییرات مولکولی آموزش داد و نتیجه را «اثر انگشت خواب‌آلودگی» نامید.

تلاش‌های پیشین برای ساخت آزمایش زیستی تشخیص کم‌خوابی بر نمونه خون متکی بودند. در یکی از مطالعات، فعالیت ژن‌ها در خون برای شناسایی یک شب بی‌خوابی اندازه‌گیری شد، اما این روش نیازمند نمونه‌گیری با سوزن بود. بزاق چنین محدودیتی ندارد.

تا پیش از این پژوهش، هیچ‌کس موفق نشده بود در شرایط واقعی، یک سیگنال شیمیایی مستقیم از کم‌خوابی را در بزاق شناسایی کند.

مدل رایانه‌ای هرگز نمونه استراحت کامل همان فرد را مشاهده نکرده بود؛ دقیقاً همان چالشی که یک آزمایش کنار جاده‌ای با آن روبه‌رو خواهد شد.

این سیستم با بررسی حدود ۱۲ مولکول توانست تنها بر اساس یک نمونه، وضعیت فرد را ارزیابی کند.

زمانی که مدل فردی را به‌عنوان محروم از خواب شناسایی می‌کرد، در حدود ۹۴ درصد موارد تشخیص آن صحیح بود.

یک شب خواب شاید کافی نباشد

البته مدل بدون خطا نبود و اشتباهات آن نیز اطلاعات جالبی در اختیار پژوهشگران قرار داد.

بیشتر این خطا‌ها ناشی از تفاوت‌های فردی در واکنش بدن افراد بود، نه نقص در الگو‌های شیمیایی شناسایی‌شده.

چند داوطلب رفتار متفاوتی از خود نشان دادند. آنها پس از یک شب کامل بیداری، هشت ساعت خوابیدند، اما صبح روز بعد همچنان الگوی شیمیایی کم‌خوابی را در بزاق خود نشان می‌دادند.

بر اساس این معیار، بدن آنها هنوز به وضعیت عادی بازنگشته بود.

این یافته با تجربه بسیاری از افراد همخوانی دارد.

یک شب خواب کامل همیشه نمی‌تواند اثرات یک دوره طولانی کمبود خواب را جبران کند، همچنین سرعت بازیابی توانایی‌های بدن در افراد مختلف متفاوت است.

به نظر می‌رسد ساعت بازیابی بدن برای هر فرد برنامه زمانی مخصوص خود را دارد.

آیا این کشف می‌تواند آینده ایمنی رانندگی را تغییر دهد؟

آنچه اکنون در اختیار دانشمندان قرار دارد، چیزی است که پیش از این وجود نداشت؛ یک شاخص شیمیایی مستقیم برای تشخیص یک شب بی‌خوابی که تنها از طریق بزاق به دست می‌آید.

پژوهش‌های قبلی می‌توانستند توضیح دهند که کم‌خوابی چگونه بر مغز اثر می‌گذارد. اما این مطالعه سیگنالی را معرفی کرده که یک آزمایش بیرونی واقعاً قادر به شناسایی آن است.

خطر رانندگی در حالت خواب‌آلودگی سال‌هاست شناخته شده است. مطالعات نشان می‌دهند که تعداد تصادف‌های مرتبط با خواب‌آلودگی احتمالاً بسیار بیشتر از آمار‌های رسمی است. در یکی از پژوهش‌ها مشخص شد که تقریباً از هر ده تصادف رانندگی، یک مورد با خواب‌آلودگی راننده مرتبط است.

اگر آزمایش بزاق بتواند در مطالعات گسترده‌تر نیز موفق عمل کند، پلیس و مسئولان ایمنی ابزاری در اختیار خواهند داشت که تاکنون هرگز نداشته‌اند.

البته مطالعه اولیه تنها روی ۲۰ مرد جوان انجام شده است، بنابراین این سیگنال باید در جمعیت‌های بزرگ‌تر نیز اعتبارسنجی شود.

تیم کرامر اکنون پژوهش را گسترش داده و در حال بررسی بیش از هزار نمونه از کارکنان شیفت شب، زنان، رانندگان پرتردد است؛ گروه‌هایی که در مطالعه اولیه حضور نداشتند.

نتایج این پژوهش در نشریه Journal of Proteome Research منتشر شده است.

جمع‌بندی

کشف یک الگوی شیمیایی در بزاق که بتواند کم‌خوابی شدید را شناسایی کند، گامی مهم در مسیر افزایش ایمنی رانندگی محسوب می‌شود. اگر این روش در مطالعات بزرگ‌تر تأیید شود، آزمایش بزاق می‌تواند به ابزاری مؤثر برای تشخیص رانندگان دچار محرومیت از خواب تبدیل شود. 

منبع: فوت وفن