Con người cần ngủ vì trong lúc ngủ não và cơ thể làm những việc khó làm khi thức: củng cố trí nhớ, dọn chất thải sinh ra trong ngày, điều chỉnh hormone và hồi phục năng lượng. Khoa học đã hiểu khá rõ giấc ngủ được điều khiển thế nào, gồm những giai đoạn gì, nhưng câu hỏi gốc "vì sao tiến hoá lại giữ một trạng thái khiến động vật bất động và dễ bị tấn công" vẫn chưa có lời đáp trọn vẹn.
Bài này giải thích hai cơ chế quyết định khi nào bạn buồn ngủ, các giai đoạn của một đêm ngủ, chuyện ánh sáng màn hình và cà phê, và những điều các nhà khoa học còn đang tìm. Đây là kiến thức phổ thông; nếu bạn mất ngủ kéo dài, ngáy to kèm ngừng thở hay buồn ngủ bất thường ban ngày, hãy đi khám bác sĩ thay vì tự đoán.
Hai lực kéo quyết định khi nào bạn buồn ngủ
Áp lực ngủ tăng dần theo giờ thức. Khi tế bào não hoạt động, chúng dùng năng lượng và để lại một số chất, trong đó adenosine được nghiên cứu nhiều nhất. Adenosine tích dần trong ngày, gắn vào thụ thể ở não và làm bạn thấy uể oải. Ngủ một giấc thì lượng này giảm xuống. Thức càng lâu, áp lực ngủ càng lớn.
Đồng hồ sinh học chạy theo chu kỳ khoảng một ngày. Ở vùng dưới đồi của não có một cụm tế bào nhỏ gọi là nhân trên chéo thị, đóng vai đồng hồ trung tâm. Nó điều phối nhịp thân nhiệt, hormone và cảm giác tỉnh táo theo chu kỳ gần 24 giờ, ngay cả khi người ta ở trong hang không thấy ánh mặt trời.
Ánh sáng là thứ chỉnh đồng hồ mỗi ngày. Võng mạc có những tế bào đặc biệt nhạy với ánh sáng xanh lam, báo cho đồng hồ trung tâm biết đang là ngày. Khi trời tối, tuyến tùng tiết nhiều melatonin hơn, như một tín hiệu báo đêm cho toàn cơ thể. Melatonin không phải thuốc ngủ tự nhiên theo nghĩa đánh gục bạn, nó giống một đồng hồ báo giờ hơn.
Hai lực cộng lại mới ra cơn buồn ngủ. Buổi chiều đầu giờ nhiều người thấy díp mắt vì áp lực ngủ đã tích kha khá mà tín hiệu tỉnh của đồng hồ chưa lên cao. Buổi tối muộn, hai lực cùng kéo về phía ngủ nên cơn buồn ngủ đến mạnh nhất.
Gen đồng hồ và giải Nobel 2017
Câu hỏi đồng hồ sinh học chạy bằng gì được trả lời một phần nhờ nghiên cứu trên ruồi giấm. Năm 2017, giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học được trao cho ba nhà khoa học Jeffrey Hall, Michael Rosbash và Michael Young vì phát hiện cơ chế phân tử điều khiển nhịp ngày đêm. Họ tìm ra một gen mà protein của nó tích lại trong tế bào vào ban đêm rồi giảm dần ban ngày.
Cơ chế cốt lõi là một vòng phản hồi: gen tạo ra protein, protein tích đủ nhiều thì quay lại ức chế chính gen đó, protein bị phân huỷ dần thì gen lại hoạt động. Một vòng lên xuống như vậy mất khoảng một ngày. Ở người cũng có những gen đồng hồ tương tự, và hầu như tế bào nào trong cơ thể cũng có đồng hồ riêng của nó, được đồng hồ trung tâm ở não điều phối.
Điều này giải thích vì sao bay từ Việt Nam sang châu Âu thấy mệt vài ngày: đồng hồ trong người vẫn chạy giờ cũ, cần thời gian để ánh sáng nơi mới chỉnh lại. Nó cũng giải thích vì sao người làm ca đêm lâu năm dễ gặp rắc rối về giấc ngủ, vì đồng hồ trong cơ thể bị kéo ngược liên tục.
Một đêm ngủ gồm những giai đoạn nào
Giấc ngủ không phải một trạng thái đều đều. Các nhà khoa học đo sóng não, chuyển động mắt và độ căng cơ, rồi chia giấc ngủ thành các giai đoạn lặp lại thành chu kỳ, mỗi chu kỳ thường dài khoảng 90 phút nhưng dao động giữa người với người.
| Giai đoạn | Điều đang xảy ra | Đặc điểm dễ nhận |
|---|---|---|
| Ngủ nông (N1) | Chuyển từ thức sang ngủ, sóng não chậm lại | Dễ bị đánh thức, đôi khi giật mình như hụt chân |
| Ngủ nông ổn định (N2) | Nhịp tim, thân nhiệt giảm; xuất hiện các đợt sóng đặc trưng | Chiếm phần lớn thời gian ngủ của người lớn |
| Ngủ sâu (N3) | Sóng não chậm và lớn, cơ thể thả lỏng | Khó đánh thức, dậy giữa chừng thấy lơ mơ |
| Ngủ REM | Não hoạt động gần như lúc thức, mắt chuyển động nhanh, cơ gần như liệt tạm thời | Giai đoạn hay có giấc mơ rõ nét |
Đầu đêm, ngủ sâu chiếm nhiều; về gần sáng, các đợt REM dài dần. Vì vậy người thức dậy đúng lúc đang mơ thường nhớ giấc mơ rõ hơn. Trạng thái cơ gần như liệt trong REM giúp ta không diễn lại giấc mơ bằng tay chân; khi cơ chế này lệch nhịp lúc mới thức, một số người trải qua cảm giác tỉnh mà không cử động được trong vài giây đến vài phút, dân gian hay gọi là bị đè, thực chất là một hiện tượng sinh lý đã được mô tả.
Trong lúc ngủ, não làm gì
Một nhóm nghiên cứu lớn tập trung vào trí nhớ. Các thí nghiệm cho thấy người được ngủ sau khi học một danh sách từ hay một chuỗi động tác thường làm tốt hơn hôm sau so với người thức cùng khoảng thời gian. Ở chuột, các nhà khoa học ghi được hoạt động của những nơ-ron đã phát khi con vật chạy qua mê cung, rồi thấy chuỗi phát đó được "phát lại" nhanh trong lúc ngủ, như đang ôn bài.
Một hướng khác là dọn dẹp. Khoảng năm 2013, các nghiên cứu trên chuột gợi ý rằng trong lúc ngủ, khoảng trống giữa tế bào não giãn ra, dịch não tuỷ chảy qua nhiều hơn và cuốn đi một số chất thải. Hướng này rất được chú ý nhưng mức độ áp dụng cho người và chi tiết cơ chế vẫn đang được tranh luận, nên bạn nên coi đó là giả thuyết có bằng chứng chứ chưa phải kết luận cuối.
Ngoài não, giấc ngủ còn gắn với hormone tăng trưởng, với điều hoà đường huyết và cảm giác đói no. Các thí nghiệm cho người tình nguyện ngủ ít trong vài đêm ghi nhận họ thèm ăn hơn và phản ứng với đường kém hơn. Những liên hệ này giải thích vì sao các tổ chức y tế coi giấc ngủ là một phần của sức khoẻ, không chỉ là chuyện nghỉ ngơi.
Cà phê, màn hình và giấc ngủ trưa dưới góc khoa học
Cà phê che áp lực ngủ chứ không xoá nó. Caffeine có hình dạng hơi giống adenosine, chiếm chỗ ở thụ thể nên bạn không thấy buồn ngủ. Adenosine vẫn ở đó, khi caffeine hết tác dụng thì cơn mệt quay lại. Caffeine bị đào thải chậm, nửa lượng có thể còn lại trong người sau vài giờ, nên cốc cà phê sữa đá buổi chiều có thể ảnh hưởng giấc ngủ tối.
Màn hình ảnh hưởng qua ánh sáng và qua nội dung. Ánh sáng màn hình có thể làm melatonin tiết chậm hơn một chút, nhưng nhiều nhà nghiên cứu cho rằng thứ giữ người ta thức lâu hơn là nội dung hấp dẫn: lướt thêm một video, trả lời thêm một tin nhắn. Chế độ ánh sáng ấm ban đêm có thể có ích nhưng không thay được việc đặt điện thoại xuống.
Ngủ trưa ngắn hợp với nhịp sinh học. Thói quen ngủ trưa ở Việt Nam trùng với lúc nhịp tỉnh táo trong ngày tự chùng xuống. Giấc ngắn chừng hai mươi phút thường giúp tỉnh táo mà không lơ mơ, còn ngủ trưa quá dài dễ rơi vào ngủ sâu, dậy thấy nặng đầu và tối khó ngủ hơn.
Tuổi teen buồn ngủ muộn là chuyện sinh học. Ở tuổi dậy thì, đồng hồ sinh học thường dịch muộn hơn, nên học sinh khó ngủ sớm và khó dậy sớm. Đây không đơn thuần là lười, dù thói quen dùng điện thoại khuya làm chuyện đó nặng thêm.
Dùng AI để hiểu giấc ngủ của mình mà không tự chẩn đoán
Đồng hồ thông minh và ứng dụng điện thoại ngày càng hay báo "điểm giấc ngủ". Bạn có thể nhờ trợ lý AI giải thích các con số đó, miễn là biết giới hạn của nó.
- Hỏi khái niệm trước: Thiết bị đeo tay ước tính giai đoạn ngủ dựa vào những tín hiệu nào, và độ chính xác so với đo trong phòng thí nghiệm giấc ngủ thì sao?
- Ghi nhật ký ngủ hai tuần bằng tay: giờ lên giường, giờ thức, cà phê lúc mấy giờ, cảm giác buổi sáng. Không cần ghi tên, địa chỉ hay bệnh sử.
- Đưa bảng số đã ẩn thông tin cá nhân cho AI và hỏi: Trong nhật ký này có quy luật nào đáng chú ý giữa giờ uống cà phê và giờ ngủ không? Chỉ mô tả, không chẩn đoán.
- Thử thay đổi một yếu tố duy nhất trong một tuần, chẳng hạn bỏ cà phê sau hai giờ chiều, rồi so lại.
- Nếu thấy ngáy to, ngừng thở khi ngủ, buồn ngủ không cưỡng được ban ngày hay mất ngủ nhiều tuần, đi khám bác sĩ; AI và thiết bị đeo không thay được thăm khám.
Các thiết bị tiêu dùng chủ yếu dựa vào nhịp tim và chuyển động, nên con số giai đoạn ngủ chỉ là ước lượng. Nên kiểm thông tin của phiên bản thiết bị đang dùng thay vì tin tuyệt đối vào điểm số.
Những câu hỏi về giấc ngủ khoa học chưa trả lời xong
Mọi loài động vật có hệ thần kinh được nghiên cứu kỹ đều có một trạng thái giống ngủ, kể cả ruồi giấm và cá. Một số loài chim và động vật biển như cá heo có thể ngủ từng nửa não một, nửa kia vẫn canh chừng. Sự phổ biến đó gợi ý giấc ngủ phục vụ một chức năng rất cơ bản, nhưng chức năng gốc là gì thì vẫn còn nhiều giả thuyết song song.
Giấc mơ cũng vậy. Có giả thuyết cho rằng mơ là sản phẩm phụ của não đang sắp xếp trí nhớ, có giả thuyết coi đó là cách tập dượt cảm xúc, nhưng chưa có lời giải thích nào được chấp nhận rộng rãi. Những bài viết khẳng định "giấc mơ báo trước điều gì" không dựa trên khoa học.
Nhu cầu ngủ cũng khác nhau giữa người với người. Các tổ chức chuyên môn về giấc ngủ thường khuyến nghị người trưởng thành ngủ từ bảy tiếng trở lên mỗi đêm, trẻ em và thanh thiếu niên cần nhiều hơn. Rất hiếm người thật sự chỉ cần ngủ ít mà vẫn khoẻ, và các nhà khoa học đã tìm ra một vài biến thể gen liên quan ở những gia đình như thế, nên phần lớn người tự nhận mình "ngủ ít vẫn ổn" thực ra đang thiếu ngủ mà không biết.
Câu hỏi thường gặp
Ngủ bù cuối tuần có trả được nợ ngủ không?
Ngủ thêm cuối tuần giúp bớt mệt phần nào, nhưng không xoá hết ảnh hưởng của nhiều đêm thiếu ngủ liên tiếp, và có thể làm lệch đồng hồ sinh học khiến tối chủ nhật khó ngủ. Giữ giờ ngủ dậy tương đối đều mỗi ngày thường có lợi hơn.
Vì sao có hôm vừa đặt lưng là ngủ, có hôm trằn trọc mãi?
Khi áp lực ngủ cao và đồng hồ sinh học đang ở giờ đêm, bạn ngủ rất nhanh. Khi căng thẳng, uống cà phê muộn, ngủ trưa quá dài hay lệch giờ, hai lực này không cùng chiều nên khó vào giấc. Trằn trọc kéo dài nhiều tuần thì nên hỏi bác sĩ.
Melatonin có phải thuốc ngủ không?
Melatonin là hormone báo đêm do tuyến tùng tiết ra, giúp chỉnh đồng hồ sinh học chứ không đánh gục như thuốc ngủ. Việc dùng melatonin dạng viên cần hỏi bác sĩ hoặc dược sĩ, vì quy định và liều dùng khác nhau theo nước và theo từng người.
Điểm giấc ngủ trên đồng hồ thông minh có đáng tin không?
Thiết bị đeo đo chuyển động và nhịp tim rồi ước tính giai đoạn ngủ, nên tổng thời gian ngủ thường gần đúng hơn là chi tiết từng giai đoạn. Coi đó là dữ liệu tham khảo để thấy xu hướng, không dùng để tự kết luận mình có bệnh.
Nằm mơ có nghĩa là ngủ không ngon?
Ai cũng mơ mỗi đêm, chủ yếu trong giai đoạn REM, chỉ là không phải lúc nào cũng nhớ. Nhớ giấc mơ thường vì bạn tỉnh dậy đúng lúc hoặc ngay sau một đợt REM. Bản thân việc mơ không cho thấy giấc ngủ kém chất lượng.
Vì sao bị bóng đè lúc sắp ngủ hoặc mới thức?
Trong giai đoạn REM, cơ thể tạm thời gần như không cử động được. Nếu ý thức tỉnh lại trong khi trạng thái này chưa hết, bạn thấy mình tỉnh mà không nhúc nhích được, đôi khi kèm cảm giác sợ hãi. Hiện tượng này thường vô hại, nhưng xảy ra thường xuyên thì nên kể với bác sĩ.