Vaikka nukkuminen kuuluu ihmisen jokapäiväisiin perustarpeisiin, unesta ja sen tehtävistä tiedetään lukuisista tutkimuksista huolimatta yhä hämmästyttävän vähän. On tietenkin selvää, että valvominen on haitallista.
Pienikin univelka heikentää niin fyysistä kuin psyykkistäkin suorituskykyä. Liian vähän nukuttuaan ihminen ei esimerkiksi pysty keskittymään kunnolla. Vielä ei osata selittää, miksi monet elimistön normaalin toiminnan kannalta keskeiset prosessit tapahtuvat unessa, vaikka ne voisivat yhtä hyvin sijoittua valveillaoloaikaan. Suuri kysymysmerkki on myös se, miksi eri nisäkkäiden unentarve vaihtelee kovin paljon – norsujen kolmesta tunnista lepakon 20 tuntiin.
Ei tiedetä myöskään, miten on mahdollista, että valaiden toinen aivopuolisko nukkuu toisen toimiessa aktiivisesti.
Elektrodit havainnollistavat unta
Uni voidaan jakaa useisiin eri vaiheisiin. Asiantuntijat puhuvat non-REM- eli NREM-unesta, johon kuuluvat vaiheet N1, N2 ja N3, ja REM- eli vilkeunesta. Niistä koostuvat noin 90 minuutin pituiset syklit toistuvat ihmisen nukkuessa.
Sykli alkaa tavallisesti N1-vaiheesta, ja sitä seuraavat N2 ja N3. Sykli päättyy yleensä REM-vaiheeseen. Tästä perusrakenteesta esiintyy erilaisia muunnelmia. Esimerkiksi REM-vaihe pitenee yölevon jatkuessa, kun taas syvän unen eli SWS-unen jakso, N3-vaihe, on ominainen vain ensimmäisille sykleille.
Ihminen ei oikeastaan nuku yhtäjaksoisesti, vaan hän heräilee aika ajoin. Kysymys ei ole välttämättä valveille havahtumisesta, vaan unitilan keventymisestä useimmiten REM-vaiheessa, jossa valtaosa unista nähdään.
Univaiheet on mahdollista erottaa toisistaan eritaajuisten aivoaaltojen, silmänliikkeiden ja lihasjänteyden perusteella. Eri puolille päätä kiinnitettävien elektrodien avulla otettava aivosähkökäyrä paljastaa, missä univaiheessa nukkuva ihminen kulloinkin on.
Eläimetkin tarvitsevat unta
Useimpien nisäkkäiden uni koostuu sykleistä, joissa NREM- ja REM-vaiheet seuraavat toisiaan. Samalla tavalla nukkuvat myös linnut, vaikkakin niillä vilkeunen osuus on pienempi. Matelijoiden unen tiedetään sisältävän NREM-vaiheita muistuttavan lepotilan, mutta niillä ei esiinny lainkaan syvää unta.
Sammakkoeläimet, kalat ja hyönteiset sekä niitä vielä yksinkertaisemmat eläimet eivät nuku sanan varsinaisessa merkityksessä. Niillä ei nimittäin ole havaittu nisäkkäiden REM- ja NREM-vaiheita vastaavia aivoaaltoja. Silti ne lepäävät, sillä niiden uni-valverytmistä huolehtivaa järjestelmää vastaava sisäinen ajastin lamauttaa ne aika ajoin.
Unen merkityksestä on monia käsityksiä. Yhdysvaltalainen tutkija Jerome M. Siegel uskoo, että ihminen ja eläimet ovat valveilla vain silloin, kun valveillaolosta on hyötyä. Kun yksilö on hoitanut välttämättömyydet, se voi – tai ehkä pikemminkin sen kannattaa – nukkua, jotta se ei kuluta turhaan energiaa. Luonnossa lisäetua voi syntyä myös siitä, että lepää turvallisessa paikassa, kuten pesäkolossa, jonne pedot eivät pääse.
Teoriansa tueksi Siegel on esittänyt tietoja eri lajien unentarpeesta. Hänen selvityksensä mukaan se riippuu paljolti ravinnon energiapitoisuudesta. Kasvit sisältävät vähän energiaa, joten niiden varassa elävät eläimet joutuvat käyttämään paljon aikaa kulutuksensa kattamiseen. Tämä selittää Siegelin mukaan sen, miksi kasvinsyöjät eivät juuri ehdi lepäämään. Petojen tilanne taas on juuri päinvastainen. Lihansyöjät saavat saaliistaan kerralla paljon energiaa, joten niillä on kasvinsyöjiä paremmat mahdollisuudet nukkua pitkään.
Kofeiini on lyhentänyt yöunia
Siegel uskoo, että unentarpeen vaihtelu johtuu lajien sopeutumisesta erilaisiin elinympäristöihin. Toisin sanoen kyse on elintapaeroista. Nukkumiseen käytettävä aika ei hänen mukaansa määräydykään niinkään todellisen unentarpeen kuin ”vapaa-ajan” määrän mukaan.
Siegel vastaa kysymykseen, voiko ajankäyttöönsä muutoksia kaavaileva ihminen halutessaan tinkiä levostaan:
– Ihmisen on vaikea valvoa tavallista enemmän, sillä laji on tottunut nukkumaan tietyn tuntimäärän. Elimistö on oppinut toimimaan ihanteellisesti valveillaoloaikana. Uni-valverytmin rikkominen vaikuttaisi varmasti ennen pitkää terveyteen tavalla tai toisella.
Biologisen kellon käynti on Siegelin mukaan kuitenkin muuttumassa:
– Miljoonat tai ehkä jopa miljardit ihmiset vähentävät joka päivä unentarvettaan kofeiinin avulla, eikä sillä ole huomattavia fysiologisia vaikutuksia.
Jotkin seikat viittaavat siihen, että myös keinovalaistus on muuttanut uni-valverytmiä. Ennen kuin sähkövalo yleistyi noin sata vuotta sitten, ihmiset menivät maata melko pian pimeän tulon jälkeen ja nousivat vuoteesta päivän valjetessa. Tuolloin nukuttiin keskimäärin kaksi tuntia enemmän vuorokaudessa kuin teollisuusmaissa nykyään. Näin pitkän yölevon tiedetään usein koostuneen kahdesta osasta. Siis yöllä herättiin joksikin aikaa, mutta vaikka oltiin valveilla, ei välttämättä poistuttu vällyjen alta.
Käsitystä tukee Yhdysvaltojen kansanterveyslaitoksen mielenterveyden tutkimuslaitoksessa vuonna 1994 tehty koe. Psykiatri Thomas A. Wehr osoitti tuolloin, että yön pituus vaikuttaa siihen, miten kauan ihminen nukkuu.
Kahdeksan koehenkilöä sulkeutui kuukauden ajan joka ilta 14 tunniksi pimeään huoneeseen, jossa ei voinut tehdä muuta kuin loikoilla sängyssä ja nukkua. Ensimmäisenä yönä he nukkuivat keskimäärin 10,7 tuntia, mutta neljän viikon aikana yölevon keskimääräiseksi pituudeksi tuli 8,9 tuntia. Normaalioloissa samat ihmiset valvoivat enemmän, sillä yöunien keskiarvo oli vain 7,2 tuntia.