การนอนหลับแบบไม่เคลื่อนไหวลูกตาอย่างรวดเร็ว ( NREM ) หรือที่รู้จักกันในชื่อ การนอน หลับแบบสงบ^{[ 1 ]}คือ ระยะ การนอนหลับ 1–3 ซึ่งก่อนหน้านี้เรียกว่าระยะ 1–4 การนอนหลับแบบเคลื่อนไหวลูกตาอย่างรวดเร็ว (REM) ไม่ได้รวมอยู่ด้วย แต่ละระยะมี ลักษณะเฉพาะ ทางคลื่นไฟฟ้าสมองและลักษณะอื่นๆ ที่แตกต่างกัน ต่างจากการนอนหลับแบบ REM ตรงที่มักจะมีการเคลื่อนไหวของลูกตาน้อยหรือไม่เคลื่อนไหวเลยในระหว่างระยะเหล่านี้การฝันเกิดขึ้นในทั้งสองระยะการนอนหลับ และกล้ามเนื้อจะไม่เป็นอัมพาตเหมือนในการนอนหลับแบบ REM ผู้ที่ไม่ผ่านระยะการนอนหลับอย่างถูกต้องจะติดอยู่ในการนอนหลับแบบ NREM และเนื่องจากกล้ามเนื้อไม่เป็นอัมพาต บุคคลนั้นอาจสามารถเดินละเมอได้ จากการศึกษาพบว่ากิจกรรมทางจิตที่เกิดขึ้นระหว่างการนอนหลับแบบ NREM เชื่อว่ามีลักษณะคล้ายความคิด ในขณะที่การนอนหลับแบบ REM ประกอบด้วยภาพหลอนและเนื้อหาที่แปลกประหลาด^{[ 2 ]}การนอนหลับแบบ NREM มีลักษณะเป็นมิตรที่เริ่มต้นโดยผู้ฝัน เมื่อเทียบกับการนอนหลับแบบ REM ซึ่งมีความก้าวร้าวมากกว่า ซึ่งหมายความว่า NREM มีหน้าที่ในการจำลองปฏิสัมพันธ์ที่เป็นมิตร^{[ 3 ]}กิจกรรมทางจิตที่เกิดขึ้นในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM และ REM เป็นผลมาจากตัวสร้างจิตสองแบบที่แตกต่างกัน ซึ่งอธิบายถึงความแตกต่างในกิจกรรมทางจิต นอกจากนี้ ยังมี การทำงานของระบบ ประสาทพาราซิมพาเทติกที่เด่นกว่าในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM เชื่อกันว่าความแตกต่างที่รายงานระหว่างกิจกรรม REM และ NREM เกิดจากความแตกต่างในขั้นตอนความจำที่เกิดขึ้นในระหว่างการนอนหลับทั้งสองประเภท

การนอนหลับแบบ NREM ถูกแบ่งออกเป็นสี่ระยะในการกำหนดมาตรฐานของ Rechtschaffen และ Kales (R&K) ในปี 1968 ซึ่งได้ลดเหลือสามระยะในการปรับปรุงในปี 2007 โดยAmerican Academy of Sleep Medicine (AASM) ^{[ 4 ]}

• ระยะที่ 1 – เกิดขึ้นส่วนใหญ่ในช่วงเริ่มต้นของการนอนหลับ โดยมีการเคลื่อนไหวของดวงตาช้า สภาวะนี้บางครั้งเรียกว่าการตื่นอย่างผ่อนคลาย^{[ 5 ]}คลื่นอัลฟ่าหายไปและคลื่นธีตาปรากฏขึ้น ผู้ที่ตื่นจากระยะนี้มักเชื่อว่าตนเองตื่นเต็มที่ ในระหว่างการเปลี่ยนผ่านเข้าสู่ระยะที่ 1 ของการนอนหลับ มักจะเกิดอาการกระตุกขณะหลับ [ ^{6 ] ภาพ}หลอนขณะหลับมักเกี่ยวข้องกับระยะนี้^{[ 7 ]}
• ระยะที่ 2 – ไม่มีการเคลื่อนไหวของดวงตา และการฝันเกิดขึ้นน้อยมาก ผู้หลับสามารถตื่นได้ง่ายมาก การบันทึก EEGมักแสดง " sleep spindles " ซึ่งเป็นคลื่นสมองที่มีความถี่สูงเป็นช่วงสั้นๆ^{[ 8 ]}และ " K-complexes " ในระยะนี้
• ระยะที่ 3 – เดิมแบ่งออกเป็นระยะที่ 3 และ 4 คือการนอนหลับลึกการนอนหลับแบบคลื่นช้า (SWS) ระยะที่ 3 เดิมเป็นช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่างระยะที่ 2 และระยะที่ 4 ซึ่งคลื่นเดลต้าที่เกี่ยวข้องกับการนอนหลับ "ลึก" เริ่มเกิดขึ้น ในขณะที่คลื่นเดลต้ามีบทบาทเด่นในระยะที่ 4 ในปี 2550 ระยะเหล่านี้ถูกรวมเข้าเป็นระยะที่ 3 เพียงระยะเดียวสำหรับการนอนหลับลึกทั้งหมด^{[ 9 ]}การฝันเกิดขึ้นบ่อยกว่าในระยะนี้เมื่อเทียบกับระยะอื่นๆ ของการนอนหลับแบบ NREM แต่ไม่บ่อยเท่ากับการนอนหลับแบบ REM เนื้อหาของความฝันในระยะ SWS มักจะไม่ต่อเนื่อง ไม่สดใส และจดจำได้ยากกว่าความฝันที่เกิดขึ้นระหว่างการนอนหลับแบบ REM ^{[ 10 ]}นี่เป็นระยะที่ ภาวะผิดปกติ ทางการนอนหลับเกิดขึ้นบ่อยที่สุด ด้วย

คลื่นสปินเดิลเป็นลักษณะเฉพาะของการนอนหลับแบบ NREM กิจกรรมของคลื่นสปินเดิลส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นและช่วงท้ายของการนอนหลับแบบ NREM คลื่นสปินเดิลเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นในสมองบริเวณทาลามัส คอร์เทกซ์ซิงกูเลตด้านหน้าและคอร์เทกซ์อินซูลาร์ และไจรัสขมับส่วนบน พวกมันมีความยาวแตกต่างกัน มีคลื่นสปินเดิลช้าในช่วง 11 – 13 Hz ซึ่งเกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นในไจรัสหน้าผากส่วนบน และคลื่นสปินเดิลเร็วในช่วง 13 – 15 Hz ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นบริเวณคอร์เทกซ์ประมวลผลการรับรู้และการเคลื่อนไหว รวมถึงการกระตุ้นคอร์เทกซ์หน้าผากส่วนกลางและฮิปโปแคมปัส ยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนว่าคลื่นสปินเดิลเหล่านี้หมายถึงอะไร แต่การวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่หวังว่าจะช่วยให้เข้าใจหน้าที่ของมันได้ดียิ่งขึ้น^{[ 11 ]}

K-complexes คือคลื่นเดลต้าเดี่ยวที่มีความยาวเพียงหนึ่งวินาที^{[ 12 ]} นอกจากนี้ยังพบได้เฉพาะในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM เท่านั้น โดยจะปรากฏขึ้นเองตามธรรมชาติในช่วงเริ่มต้นของการนอนหลับ โดยปกติจะอยู่ในระยะที่สอง คล้ายกับ sleep spindles อย่างไรก็ตาม ต่างจาก sleep spindles ตรงที่สามารถกระตุ้นให้เกิดขึ้นได้โดยตั้งใจด้วยเสียงชั่วคราว เช่น เสียงเคาะประตู หน้าที่ของ K-complexes เหล่านี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด และจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม^{[ 13 ]}

แม้ว่ารายงานของผู้เข้าร่วมการศึกษาเกี่ยวกับความชัดเจนของความฝันอย่างมากในช่วงการนอนหลับ REMและการจดจำความฝันที่เกิดขึ้นในช่วงนั้นที่เพิ่มขึ้นจะบ่งชี้ว่าการฝันมักเกิดขึ้นในช่วงนั้น^{[ 14 ]}แต่การฝันก็สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างการนอนหลับ NREM เช่นกัน ^{[ 14 ]}ซึ่งความฝันมักจะธรรมดากว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน^{[ 15 ]}ในตอนแรกคิดว่าการนอนหลับ NREM คือการไม่มีความฝัน หรือความฝันเกิดขึ้นน้อยกว่าการนอนหลับ REM เนื่องจาก 90–95% ของผู้ที่ตื่นขึ้นมากลางการนอนหลับ REM จะรายงานว่าพวกเขามีความฝัน แต่มีเพียง 5–10% ของผู้ที่ตื่นขึ้นมากลางการนอนหลับที่ไม่ใช่ REM เท่านั้นที่จะรายงานว่าพวกเขามีความฝัน^{[ 16 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อถามถึงกระบวนการคิดหรือความรู้สึกทั่วไปมากขึ้น 70% ของผู้ที่ตื่นจากการนอนหลับ NREM รายงานว่ามีความรู้สึกเหมือนฝัน ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของความฝัน NREM ซึ่งอาจหักล้างทฤษฎีนั้นได้^{[ 17 ] [ 18 ]}

งานวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าความฝันในช่วง NREM มักเกิดขึ้นในช่วงเช้า ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่มีการนอนหลับแบบ REM มากที่สุด การค้นพบนี้ได้มาจากการศึกษาที่ผู้เข้าร่วมทดลองงีบหลับในช่วงเวลาที่กำหนด และถูกปลุกให้ตื่นโดยบังคับ จากนั้นจึงแยกการนอนหลับของพวกเขาออกเป็นช่วงงีบหลับที่มีเฉพาะการนอนหลับแบบ REM และช่วงงีบหลับที่มีเฉพาะการนอนหลับแบบ NREM โดยใช้การตรวจการนอนหลับแบบหลายพารามิเตอร์ (polysomnography) ซึ่งหมายความว่าการเกิดการนอนหลับแบบ REM จากการตรวจการนอนหลับแบบหลายพารามิเตอร์นั้นไม่จำเป็นต่อการฝัน แต่กลไกที่แท้จริงที่ทำให้เกิดการนอนหลับแบบ REM นั้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในประสบการณ์การนอนหลับ ผ่านการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ในตอนเช้าอาจเกิดการกระตุ้นใต้เปลือกสมองในช่วง NREM ซึ่งเทียบได้กับประเภทที่เกิดขึ้นในช่วง REM การกระตุ้นใต้เปลือกสมองดังกล่าวอาจส่งผลให้เกิดการฝันในช่วง NREM ในช่วงเช้า^{[ 19 ]}

มีการเสนอแนะว่าการฝันเกี่ยวข้องกับตัวตนสองแบบ ได้แก่ ตัวตนที่ก้าวร้าว (REM) และตัวตนที่เป็นมิตร (NREM) ดูเหมือนว่าในความฝันแบบ NREM ตัวตนจะถูกวางไว้ในสถานการณ์ต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสถานการณ์เชิงลบ แต่กลับพบว่ามีการตอบสนองในลักษณะที่เป็นมิตรกับหรือยอมรับสิ่งที่ไม่คุ้นเคย^{[ 3 ]}บางครั้งเชื่อกันว่าในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM ผู้ฝันจะ "ตระหนักถึงการรับรู้" หรือที่รู้จักกันในชื่อ "การรับรู้รอง" ^{[ 20 ]}ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถตัดสินใจได้ดีขึ้นและอาจไตร่ตรองถึงการตัดสินใจเหล่านั้นได้^{[ 17 ]}

ในระหว่างการนอนหลับแบบไม่ฝัน (non-REM sleep) แรงกระตุ้นแบบต่อเนื่องไปยังกล้ามเนื้อระบบหายใจส่วนใหญ่ในทางเดินหายใจส่วนบนจะถูกยับยั้ง ซึ่งส่งผลสองประการดังนี้:

1. ทางเดินหายใจส่วนบนจะหย่อนยานมากขึ้น
2. การกระตุ้นกล้ามเนื้อแบบเป็นจังหวะส่งผลให้การหดตัวของกล้าม เนื้ออ่อนลง เนื่องจากระดับแคลเซียมภายในเซลล์ลดลง เมื่อการกำจัดการกระตุ้นแบบต่อเนื่องทำให้เซลล์ประสาทสั่งการและเซลล์กล้ามเนื้อเกิดภาวะไฮเปอร์โพลาไรเซชัน

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกล้ามเนื้อกะบังลมถูกควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนมัติเป็นส่วนใหญ่ จึงไม่ค่อยถูกยับยั้งในช่วงหลับไม่สนิท (non-REM inhibition) ดังนั้น แรงดันดูดที่เกิดขึ้นจึงคงที่ ซึ่งทำให้ทางเดินหายใจส่วนบนแคบลงในระหว่างนอนหลับ เพิ่มแรงต้าน และทำให้การไหลของอากาศผ่านทางเดินหายใจส่วนบนปั่นป่วนและมีเสียงดัง ตัวอย่างเช่น วิธีหนึ่งในการตรวจสอบว่าบุคคลกำลังนอนหลับหรือไม่ คือการฟังเสียงหายใจ – เมื่อบุคคลนั้นหลับลง เสียงหายใจจะดังขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ไม่น่าแปลกใจที่แนวโน้มที่ทางเดินหายใจส่วนบนจะยุบตัวลงมากขึ้นในระหว่างการหายใจขณะนอนหลับ อาจนำไปสู่การกรน ซึ่งเป็นการสั่นสะเทือนของเนื้อเยื่อในทางเดินหายใจส่วนบน ปัญหานี้จะรุนแรงขึ้นใน คน ที่มีน้ำหนักเกินเมื่อนอนหงาย เนื่องจากเนื้อเยื่อไขมันส่วนเกินอาจกดทับทางเดินหายใจ ทำให้ทางเดินหายใจปิดลง ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะหยุดหายใจขณะหลับได้

ภาวะผิดปกติของการนอนหลับ (Parasomnias) มักเกิดขึ้นในระยะสุดท้ายของการนอนหลับแบบ NREM ภาวะผิดปกติของการนอนหลับเหล่านี้เป็นพฤติกรรมการนอนหลับที่ส่งผลต่อการทำงาน คุณภาพ หรือจังหวะการนอนหลับ เกิดจากการกระตุ้นทางสรีรวิทยาที่ทำให้สมองอยู่ในช่วงระหว่างการหลับและการตื่น ระบบประสาทอัตโนมัติ กระบวนการคิด และระบบการเคลื่อนไหวจะถูกกระตุ้นในระหว่างการนอนหลับหรือขณะที่บุคคลกำลังตื่นจากการนอนหลับ

ตัวอย่างของภาวะผิดปกติ ทางการ นอนหลับ ได้แก่ การเดินละเมอ การพูด ละเมอ การกินอาหารขณะหลับ ฝันร้ายหรืออาการหวาดผวาการเป็นอัมพาตขณะหลับและการมีเพศสัมพันธ์ขณะหลับ (หรือ " การมีเพศสัมพันธ์ขณะหลับ ") ภาวะเหล่านี้หลายอย่างมีส่วนประกอบทางพันธุกรรม และอาจเป็นอันตรายอย่างมากต่อผู้ที่มีพฤติกรรมดังกล่าวหรือคู่ครองของพวกเขา ภาวะผิดปกติทางการนอนหลับพบได้บ่อยที่สุดในเด็ก แต่เด็กส่วนใหญ่พบว่าสามารถหายเองได้เมื่อโตขึ้น อย่างไรก็ตาม หากไม่หายเอง ภาวะเหล่านี้อาจก่อให้เกิดปัญหาที่ร้ายแรงอื่นๆ ในชีวิตประจำวันได้^{[ 21 ]}

การตรวจการนอน หลับแบบโพลีซอมโนกราฟี (PSG) เป็นการ ทดสอบ การศึกษาการนอนหลับที่ใช้ในการศึกษาการนอนหลับ ผลการทดสอบเรียกว่าโพลีซอมโนแกรม ภาพด้านล่างแสดงระยะ NREM ขั้นที่ 1, 2 และ 3

ตัวเลขเหล่านี้แสดงช่วงเวลา 30 วินาที (ข้อมูล 30 วินาที) โดยแสดงข้อมูลจากดวงตาทั้งสองข้าง, EEG, คาง, ไมโครโฟน, EKG , ขา, การไหลเวียนของอากาศทางจมูก/ปาก, เทอร์มิสเตอร์, แรงบีบตัวของทรวงอก, แรงบีบตัวของหน้าท้อง, การวัดความอิ่มตัวของออกซิเจนและท่าทางของร่างกาย ตามลำดับ EEG ถูกเน้นด้วยกรอบสีแดง คลื่นสมองแบบสปินเดิลในภาพระยะที่ 2 ถูกขีดเส้นใต้ด้วยสีแดง

ขั้นตอนที่ N1:

ขั้นตอนที่ N2:

ขั้นตอนที่ N3:

การนอนหลับแบบคลื่นช้า (SWS) ประกอบด้วยระยะที่ลึกที่สุดของการนอนหลับแบบ NREM และมักถูกเรียกว่าการนอนหลับลึก

ระดับการกระตุ้นที่สูงที่สุด (เช่น ความยากลำบากในการปลุกให้ตื่น เช่น ด้วยเสียงที่มีความดังระดับหนึ่ง) จะพบได้ในระยะที่ 3 โดยทั่วไปแล้ว บุคคลจะรู้สึกมึนงงเมื่อตื่นจากระยะนี้ และจากการทดสอบความรู้ความเข้าใจที่ทำหลังจากตื่นจากระยะที่ 3 พบว่าประสิทธิภาพทางจิตใจลดลงเล็กน้อยในช่วงเวลาประมาณ 30 นาที เมื่อเทียบกับการตื่นจากระยะอื่นๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า " ภาวะเฉื่อยชาหลังหลับ "

หลังจากอดนอนมักจะมีการฟื้นตัวอย่างรวดเร็วของ SWS ซึ่งบ่งชี้ว่ามี "ความต้องการ" สำหรับระยะนี้^{[ 22 ]}

การนอนหลับแบบคลื่นช้า (Slow Wave Sleep หรือ SWS) เป็นสภาวะที่มีการทำงานของสมองสูงมาก ซึ่งแตกต่างจากสภาวะที่สมองสงบนิ่งอย่างที่เคยเข้าใจกัน ข้อมูล จากการถ่ายภาพสมองแสดงให้เห็นว่า ในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM กิจกรรมของสมองในแต่ละบริเวณได้รับอิทธิพลจากประสบการณ์ในขณะตื่นที่เพิ่งผ่านไป

มีการศึกษาวิจัยโดยแบ่งกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมเพื่อให้เรียนรู้การหาทางในเขาวงกตสามมิติ พบว่าการไหลเวียนของเลือดในบริเวณพาราฮิปโปแคมปัสเพิ่มขึ้นตามประสิทธิภาพของผู้เข้าร่วมในการหาทางในเขาวงกตสามมิติ จากนั้นผู้เข้าร่วมได้รับการฝึกฝนในเขาวงกตเป็นเวลา 4 ชั่วโมง และต่อมาในระหว่างวงจรการนอนหลับต่างๆ ทั้งการนอนหลับแบบ NREM, REM และการตื่น พวกเขาได้รับการสแกนด้วยเครื่องPET จำนวน 12 ครั้ง ในระหว่างคืน ผลการสแกน PET แสดงให้เห็นว่ามีการไหลเวียนของเลือดในฮิปโปแคมปัส สูงขึ้น ในระหว่างการนอนหลับแบบ SWS/NREM เนื่องจากการฝึกฝนในวันก่อนหน้า ในขณะที่กลุ่มควบคุมไม่มีการไหลเวียนของเลือดเพิ่มขึ้น และพวกเขาไม่ได้รับการฝึกฝนในวันก่อนหน้า กิจกรรมของสมองในระหว่างการนอนหลับ ตามการศึกษานี้ แสดงให้เห็นว่าเหตุการณ์ในวันก่อนหน้ามีผลต่อการทำงาน ทฤษฎีหนึ่งเสนอแบบจำลองของการสื่อสารระหว่างฮิปโปแคมปัสและนีโอคอร์เท็กซ์ “มีการเสนอขั้นตอนการทำงานของฮิปโปแคมปัสสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกคือการบันทึกความทรงจำในขณะตื่น และขั้นตอนที่สองคือการเล่นความทรงจำซ้ำในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM กระบวนการกระตุ้นลำดับการทำงานของความทรงจำนี้เชื่อว่าจะค่อยๆ เสริมสร้างการเชื่อมต่อที่อ่อนแอในตอนแรกระหว่างบริเวณของเปลือกสมองส่วนหน้า ทำให้ข้อมูลดั้งเดิมถูกกระตุ้นในเปลือกสมองโดยอิสระจากฮิปโปแคมปัส และด้วยเหตุนี้จึงมั่นใจได้ว่าความสามารถในการเข้ารหัสของฮิปโปแคมปัสจะได้รับการฟื้นฟู” Maquet สรุปว่าบริเวณของสมองที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลข้อมูลและความทรงจำมีการทำงานของสมองเพิ่มขึ้นในระหว่างช่วงการนอนหลับแบบคลื่นช้า เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในวันก่อนหน้ามีการเรียกคืนความทรงจำที่มีประสิทธิภาพและชัดเจนมากขึ้นในวันถัดไป ซึ่งบ่งชี้ว่าบริเวณความทรงจำของสมองถูกกระตุ้นในระหว่างการนอนหลับแบบ SWS/NREM แทนที่จะอยู่ในสภาวะสงบอย่างที่เคยคิดไว้ก่อนหน้านี้^{[ 23 ]}

NREM SWS หรือที่รู้จักกันในชื่อกิจกรรมคลื่นช้า (SWA) ถือว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาสมอง ไม่เพียงเพราะพฤติกรรมการรักษาสมดุล แต่ยังเพราะความสัมพันธ์ที่ชัดเจนกับอายุด้วย^{[ 24 ]}เด็กนอนหลับนานและลึกกว่าผู้ใหญ่ ความแตกต่างของความลึกของการนอนหลับได้รับการวัดปริมาณโดยการบันทึก EEG ของ SWA ^{[ 25 ]}การเพิ่มขึ้นของ SWA จะถึงจุดสูงสุดก่อนวัยแร้ง และลดลงอย่างรวดเร็วจากวัยรุ่นไปจนถึงวัยผู้ใหญ่ ทั้งในการศึกษาตามยาวและตามขวางของผู้เข้าร่วมที่มีพัฒนาการตามปกติ^{[ 26 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 27 ]}ปรากฏการณ์นี้เข้าใจได้ว่าเป็นความทรงจำและทักษะที่เรียนรู้มาถูกเผาผลาญในระหว่างการนอนหลับ NREM ^{[ 24 ]}การลดลงของ SWA ถือเป็นการสะท้อนของการเชื่อมต่อไซแนปส์ใหม่ และดังนั้นจึงเป็นผลของการเจริญเติบโตทางพฤติกรรม^{[ 26 ]} ช่วงเวลาที่สำคัญตั้งแต่วัยเด็กไปจนถึงวัยผู้ใหญ่ตอนต้นยังถือเป็นช่วงเวลาที่ไวต่อการแสดงออกของความผิดปกติทางจิต ตัวอย่างเช่น เด็กที่มีภาวะสมาธิสั้น (ADHD) ซึ่งเป็นความผิดปกติทางสมองที่ส่งผลต่อการควบคุมการรับรู้และการเคลื่อนไหว แสดงให้เห็นวิถีการหนาตัวของเปลือกสมองที่แตกต่างกันอย่างมากเมื่อเทียบกับเด็กที่พัฒนาตามปกติจากข้อมูล MRI ความหนาของเปลือกสมองเป็นการวัดการเจริญเติบโตของสมองที่ใช้กันทั่วไป ความแตกต่างหลักในเด็กที่มี ADHD แสดงให้เห็นถึงความล่าช้าของความหนาของเปลือกสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกลีบหน้าผาก^{[ 27 ]}ความสัมพันธ์ที่สำคัญในวิถีของความหนาของเนื้อเทาและ SWA ชี้ให้เห็นว่า SWA อาจสามารถบ่งชี้ระดับการเจริญเติบโตของเปลือกสมองในระดับบุคคลได้^{[ 26 ]} อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษาใดที่สามารถวินิจฉัย ADHD ได้โดยตรงจากการอ่านค่า SWA

การนอนหลับแบบไม่เคลื่อนไหวลูกตาอย่างรวดเร็วเป็นที่ทราบกันดีว่ามีผลดีต่อการรวมความทรงจำโดยเฉพาะความทรงจำเชิงประกาศ (ในขณะที่การปรับปรุงความทรงจำ เชิงกระบวนการ มักเกี่ยวข้องกับการนอนหลับแบบ REM มากกว่า) ^{[ 28 ]}แม้ว่าการสร้างความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างอิทธิพลของแต่ละระยะต่อประเภทของการเรียนรู้อาจเป็นไปไม่ได้ก็ตาม^{[ 29 ]}

โดยทั่วไป ทั้ง REM และ NREM เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพความจำที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากความทรงจำที่เข้ารหัสใหม่จะถูกกระตุ้นและรวมเข้าด้วยกันในระหว่างการนอนหลับ^{[ 30 ]}

จากการศึกษาต่างๆ พบว่าการนอนหลับแบบ NREM มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการรวมความทรงจำเชิงประกาศ โดยผู้เข้าร่วมการทดลองนอนหลับหลังจากทำภารกิจความทรงจำเชิงประกาศ ผู้ที่มีการนอนหลับที่มีระยะ NREM จำนวนมากจะมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าหลังจากงีบหลับหรือในเวลากลางคืน เมื่อเทียบกับผู้ที่ตื่นอยู่หรือมีการนอนหลับแบบ REM มากกว่า^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

ความสำคัญของการนอนหลับแบบ NREM ในการรวมความทรงจำได้รับการพิสูจน์แล้วโดยใช้การกระตุ้น ในรูปแบบนี้ ขณะที่ผู้เข้าร่วมกำลังนอนหลับและอยู่ในช่วงการนอนหลับแบบ NREM จะมีการเสนอสิ่งกระตุ้น (ซึ่งอาจเป็นเสียงหรือคำพูด กลิ่น และอื่นๆ) ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}ข้อเท็จจริงที่ว่ากระบวนการนี้มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพความจำในภายหลัง แสดงให้เห็นว่าในช่วงระยะเหล่านี้ มีการกระตุ้นร่องรอยความทรงจำอีกครั้งและการรวมความทรงจำในภายหลัง ซึ่งได้รับการอำนวยความสะดวกโดยสิ่งกระตุ้น ที่สำคัญคือ วิธีนี้จะไม่ได้ผลหากมีการนำเสนอสิ่งกระตุ้นในขณะที่ผู้ถูกทดลองตื่นอยู่หรืออยู่ในช่วง REM ^{[ 34 ] [ 35 ]}

นอกจากนี้ บทบาทที่เฉพาะเจาะจงและสำคัญของ SWS (การนอนหลับแบบคลื่นช้า ซึ่งเป็นระยะหนึ่งของการนอนหลับแบบ NREM) ในการรวมความทรงจำได้รับการพิสูจน์แล้วในการศึกษา^{[ 37 ]}โดยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าทำให้เกิดการสั่นแบบช้าๆ และเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของ SWA นี้ ผู้เข้าร่วมจึงมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในงานความจำแบบประกาศ ไม่เพียงแต่ SWA จะช่วยในการเรียนรู้เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งด้วย เพราะการยับยั้ง SWA ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าทำให้การรวมความทรงจำแบบประกาศบกพร่อง^{[ 38 ]}

ในทางกลับกันสปินเดิลการนอนหลับ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับระยะการนอนหลับ N2 NREM แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างระยะการนอนหลับ N3 NREM) ก็มีความสำคัญต่อการรวมข้อมูลเชิงประกาศเช่นกัน อันที่จริงแล้ว สปินเดิลเหล่านี้จะเพิ่มขึ้น (มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น) หลังจากการเรียนรู้เชิงประกาศ^{[ 39 ]}การเพิ่มขึ้นของสปินเดิลเหล่านี้เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพความจำที่ดีขึ้น (ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วโดยใช้การจัดการทางเภสัชวิทยาของความหนาแน่นของสปินเดิล และการวัดผลลัพธ์ในงานการเรียนรู้) ^{[ 40 ]}

Schreiner และ Rasch (2017) ^{[ 36 ]}เสนอแบบจำลองที่แสดงให้เห็นว่าผลดีของการชี้นำต่อความจำในระหว่างการนอนหลับสามารถทำงานได้อย่างไร ซึ่งรวมถึงคลื่นธีตาและแกมมาและสปินเดิลการนอนหลับ

กิจกรรมเธต้าที่เพิ่มขึ้นแสดงถึงการฟื้นฟูความทรงจำที่ประสบความสำเร็จหลังจากการกระตุ้น: หากสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นดังกล่าว หมายความว่าการเชื่อมโยงระหว่างการกระตุ้นและร่องรอยความทรงจำนั้นแข็งแกร่งเพียงพอ และการกระตุ้นนั้นถูกนำเสนออย่างมีประสิทธิภาพและทันเวลา คลื่นเธต้ามีปฏิสัมพันธ์กับกิจกรรมแกมมา และในช่วง NREM การสั่นของเธต้า-แกมมานี้จะทำให้เกิดการย้ายตำแหน่งของการแสดงความทรงจำจากฮิปโปแคมปัสไปยังคอร์เทกซ์ ในทางกลับกัน การเพิ่มขึ้นของสปินเดิลการนอนหลับเกิดขึ้นทันทีหลังจากหรือควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของเธต้า และเป็นกลไกที่จำเป็นสำหรับการทำให้เสถียร การเสริมแรง และการบูรณาการของร่องรอยความทรงจำที่เข้ารหัสใหม่^{[ 36 ]}

ที่สำคัญ ในแบบจำลองการทำงานนี้ การแกว่งช้าๆ มีบทบาทเป็น 'ตัวกำหนดจังหวะเวลา' ^{[ 36 ]}และดูเหมือนจะเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับความสำเร็จของการให้สัญญาณ

ตามแบบจำลองนี้ การเพิ่มเฉพาะคลื่นช้าหรือเฉพาะสปินเดิลไม่เพียงพอที่จะปรับปรุงการทำงานของความจำขณะนอนหลับ จำเป็นต้องเพิ่มทั้งสองอย่างเพื่อให้เกิดผล และอย่างหลังนี้^{[ 36 ]}

ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับ NREM ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้ทำการศึกษาในสัตว์ชนิดอื่น ๆ เพื่อให้เข้าใจมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งว่าทำไมสมองจึงวิวัฒนาการให้มีสองสถานะที่แตกต่างกัน^{[ 41 ]}ในการศึกษาของพวกเขา พบว่าระหว่างนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม บางชนิด เช่นโลมาสมองของพวกมันแสดงพฤติกรรมที่คล้ายคลึงกัน พบว่านกบางชนิดมีสมองซีกครึ่งหนึ่งปล่อยคลื่นสมองที่คล้ายกับของมนุษย์ในระหว่างการนอนหลับแบบ NREM และอีกครึ่งหนึ่งตื่นตัวเต็มที่ ทำให้พวกมันสามารถบินได้ในขณะนอนหลับ^{[ 42 ]}โลมาบางชนิดก็แสดงพฤติกรรมที่คล้ายกับนกเพื่อให้สามารถว่ายน้ำได้ในขณะนอนหลับ^{[ 43 ]}

ในหนูทดลอง พบว่าหลังจากอดนอน 24 ชั่วโมง จะมีการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมคลื่นช้าในระยะหลับ NREM ^{[ 44 ]}ซึ่งสอดคล้องโดยตรงกับสมองของมนุษย์ที่เมื่ออดนอนจะให้ความสำคัญกับระยะหลับ NREM มากกว่าระยะหลับ REM ซึ่งหมายความว่าระยะหลับ NREM มีหน้าที่ในการควบคุมและชดเชยการนอนหลับที่ขาดหายไป^{[ 45 ]}

• Rechtschaffen, A; Kales, A (1968). คู่มือคำศัพท์มาตรฐาน เทคนิค และระบบการให้คะแนนสำหรับระยะการนอนหลับของมนุษย์กระทรวงสาธารณสุข การศึกษา และสวัสดิการแห่งสหรัฐอเมริกา; สถาบันสุขภาพแห่งชาติ
• Massimini, Marcello; Ferrarelli, Fabio; Huber, Reto; Esser, Steve K.; Singh, Harpreet; Tononi, Giulio (2005). "การแตกสลายของการเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพของเปลือกสมองระหว่างการนอนหลับ" Science . 309 (5744): 2228– 2232. Bibcode : 2005Sci...309.2228M . doi : 10.1126/science.1117256 . JSTOR  3843726 . PMID  16195466 . S2CID  38498750 .
• Cicogna, P; Natale, V; Occhionero, M; Bosinelli, M (2000). "การคิดในระหว่างการนอนหลับคลื่นช้าและ REM" Sleep Research Online . 3 (2): 67– 72. PMID  11382903 .
• Vogel, Gerald; Foulkes, D; Trosman, H (1 มีนาคม 1966). "หน้าที่ของอัตตาและการฝันในช่วงเริ่มต้นการนอนหลับ". Archives of General Psychiatry . 14 (3): 238– 248. doi : 10.1001/archpsyc.1966.01730090014003 . PMID  5903415 .
• ร็อค, แอนเดรีย (2004). จิตใจยามค่ำคืน . เบสิกบุ๊คส์. ISBN 978-0-7382-0755-1.
• วอร์เรน, เจฟฟ์ (2007). "คลื่นช้า". การเดินทางในหัว: การผจญภัยบนวงล้อแห่งจิตสำนึก . สำนักพิมพ์แรนดอมเฮาส์. ISBN 978-0-679-31408-0.
• Iber, C; Ancoli-Israel, S; Chesson, A; Quan, SF. ในนามของสมาคมเวชศาสตร์การนอนหลับแห่งอเมริกาคู่มือ AASM สำหรับการให้คะแนนการนอนหลับและเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้อง: กฎ ระเบียบวิธี และข้อกำหนดทางเทคนิคเวสต์เชสเตอร์: สมาคมเวชศาสตร์การนอนหลับแห่งอเมริกา; 2007
• Manni, Raffaele (พฤษภาคม 2548). "การนอนหลับแบบเคลื่อนไหวลูกตาอย่างรวดเร็ว การนอนหลับแบบไม่เคลื่อนไหวลูกตาอย่างรวดเร็ว ความฝัน และภาพหลอน" Current Psychiatry Reports . 7 (3): 196– 200. doi : 10.1007/s11920-005-0053-0 . PMID  15935133 . S2CID  36303702 .