Vì sao 15 giờ chiều vẫn tỉnh táo, còn 23 giờ thì mắt díp lại? Mô hình hai quá trình của Borbély giải thích bằng hai lực song song: một lực tích luỹ theo thời gian thức (quá trình S) và một lực theo đồng hồ ngày đêm (quá trình C) [1][2]. Mô hình này giúp đọc đúng ngủ bù, ngủ trưa dài và cà phê buổi chiều.
Quá trình S: áp lực ngủ tích luỹ khi thức
Quá trình S là thành phần cân bằng nội môi: tăng khi thức và giảm khi ngủ [2]. Viện Y học Hoa Kỳ mô tả nó là động lực ngủ cân bằng nội môi, tích luỹ trong ngày và lên cao gần giờ đi ngủ [5].
S không đo trực tiếp được. Các nhà nghiên cứu dựa vào hoạt động sóng chậm (SWA) trên điện não đồ trong giấc ngủ NREM: diễn biến của S được dựng từ SWA [1]. SWA cao ở đầu đêm rồi giảm dần theo một hàm mũ, phản ánh một quá trình giấc ngủ suy giảm đơn điệu [1]. Phần tăng của S khi thức thì được mô hình hoá bằng hàm mũ bão hoà, và chính Borbély ghi rằng phần này chưa dựa trên dữ liệu thực nghiệm [1].
Adenosine là ứng viên chất mang tín hiệu được bàn nhiều nhất: nó được cho là tăng trong khoảng ngoại bào khi thức kéo dài và có thể là một "bộ tích luỹ" nhu cầu ngủ [3]. Benington và Heller đề xuất adenosine được giải phóng khi nhu cầu chuyển hoá tăng và thúc đẩy sóng điện não chậm [2]. Tuy vậy, Borbély viết rằng adenosine mới là một chất đi kèm quá trình cân bằng, còn bản thân bộ điều hằng chưa được xác định [1].
Quá trình C: đồng hồ ngày đêm
Quá trình C là một cơ chế giống đồng hồ, xen kẽ các giai đoạn xu hướng ngủ cao và thấp, và về cơ bản độc lập với việc ta ngủ hay thức [2]. Trong mô hình, C được biểu diễn bằng một hàm sin [1]. Viện Y học Hoa Kỳ mô tả C như một lực thúc đẩy thức theo nhịp ngày đêm [5].
Buổi chiều, S đã khá cao nhưng C còn đẩy thức mạnh. Tối muộn, S tiếp tục cao trong khi lực đẩy thức của C giảm, nên cơn buồn ngủ đến rõ. Đây là cách đọc mô hình, không phải số đo về từng người.
Ngủ bù sau một đêm thiếu ngủ
Sau khi thiếu ngủ, SWA trong giấc ngủ phục hồi tăng lên [1][2]. Một thí nghiệm năm 1980 cho người tham gia thức 40,5 giờ rồi theo dõi hai đêm phục hồi [1]. Cơ thể "trả nợ" một phần bằng sóng chậm đậm hơn, không chỉ bằng ngủ dài hơn.
Không phải mọi thứ đều được trả đủ. Với giấc ngủ REM, phần hồi lại sau thiếu ngủ nhỏ hơn mức dự kiến theo phần thiếu hụt, và REM chưa hồi đủ ngay trong đêm phục hồi đầu tiên [2].
Ngủ trưa dài
Ngủ trưa xả bớt một phần áp lực S. Borbély và Achermann viết rằng khi một giấc ngủ chợp làm đảo chiều xu hướng tăng của áp lực sóng chậm, có thể dự kiến SWA giảm trong giấc ngủ đêm sau [2]. Nhận định này dựa trên nghiên cứu ngủ chợp đầu buổi tối của Werth và cộng sự năm 1996 [2].
Giấc trưa dài dễ chạm tới N3; bị đánh thức giữa N3 có thể kèm cảm giác lơ mơ (quán tính giấc ngủ) kéo dài 30 phút đến một giờ [6]. Đó là lý do một giấc trưa dài có thể để lại hai hệ quả: tỉnh dậy nặng đầu, và tối đến áp lực ngủ thấp hơn bình thường (suy luận biên tập từ [2] và [6]).
Caffeine buổi chiều
Caffeine không làm giảm áp lực ngủ thật sự mà can thiệp vào đường truyền tín hiệu của nó. Caffeine là chất đối kháng thụ thể adenosine, có ái lực cao và gần ngang nhau với cả hai loại thụ thể A1 và A2A [3]. Khoảng 30 phút sau khi uống, caffeine tới hệ thần kinh trung ương [3]. Trên điện não đồ khi ngủ, caffeine làm giảm SWA và tăng hoạt động ở dải tần của thoi ngủ [3].
Một tổng quan hệ thống và phân tích gộp 24 nghiên cứu ghi nhận, ở mức trung bình, caffeine làm tổng thời gian ngủ giảm 45 phút, độ trễ vào giấc tăng 9 phút, hiệu suất giấc ngủ giảm 7%, thời gian thức sau khi đã ngủ tăng 12 phút; thời gian N3 giảm khoảng 11,4 phút và N1 tăng khoảng 6,1 phút [4]. Bài chỉ mô tả cơ chế, không đưa ra mức dùng.
Điều này có nghĩa gì với phòng ngủ của bạn
Phòng ngủ không tạo ra áp lực ngủ; nó chỉ có thể không cản trở khi áp lực đã đủ.
- Đầu đêm, S cao và giấc ngủ sâu nhiều; về gần sáng, S đã xả gần hết. Một tiếng động lúc rạng sáng vì thế dễ đánh thức hơn (suy luận từ 1]). Xem [Tỉnh giấc lúc rạng sáng vì một tiếng xe hoặc còi và Mức ồn đỉnh ban đêm và số sự kiện ồn.
- Nhiệt độ phòng không thay đổi S, nhưng có thể làm gián đoạn giấc ngủ lúc S đang xả. Xem Nhiệt độ không khí phòng ngủ và Nóng lúc nửa đêm.
- Ánh sáng là yếu tố môi trường liên quan tới quá trình C; số đo và nguồn riêng nằm ở Độ rọi ánh sáng ban ngày tương đương melanopic và Xem điện thoại trên giường trước khi ngủ.
Chỗ bằng chứng còn yếu
- Phần tăng của S khi thức trong mô hình chưa dựa trên dữ liệu thực nghiệm, theo chính tác giả mô hình [1].
- Adenosine là ứng viên mạnh nhưng chưa phải "bộ điều hằng" đã được xác định [1].
- Các con số về caffeine là trung bình của nhiều nghiên cứu khác nhau về liều, thời điểm và đối tượng; chúng tôi mới đọc phần tóm tắt [4].
- Nhận định về ngủ trưa đến từ một chương tổng quan dựa trên nghiên cứu ngủ chợp đầu buổi tối [2]. Chúng tôi chưa tìm được bản toàn văn mở của nghiên cứu gốc, và chưa tìm được số đo về giấc trưa giữa ngày ở người Việt.