Наука сна как спать лучше bbc
Оптимизация сна: как спать меньше, но лучше
Автор фото, Getty Images
Ученые уже научились углублять и ускорять восстановительные процессы, происходящие в нашем мозгу во сне. Позволит ли это нам лучше себя чувствовать, даже ложась спать слишком поздно и просыпаясь слишком рано?
Мы часто рассказываем о своих трудностях со сном с некоторой даже гордостью. Ведь они свидетельствуют о том, что мы ведем крайне загруженную делами жизнь.
Похоже, многие из нас следуют примеру этих людей: согласно данным американских Центров профилактики и контроля заболеваний, более трети взрослых жителей США регулярно недосыпает.
Но если бы мы могли оптимизировать те часы, которые мы проводим во сне, сделать их более эффективными? Нам бы тогда требовалось меньше времени на сон, и он был бы более глубоким?
Такая возможность ближе, чем мы думаем. Уже существуют техники оптимизации сна, и эксперименты, проводимые по всему миру, доказывают: мы вполне можем повысить эффективность деятельности мозга в ночное время.
Думаете, звучит слишком красиво для того, чтобы быть правдой? Давайте разбираться.
Замедляя ритм
В течение обычной ночи мозг проходит через различные этапы сна, каждому из которых свойственна своя, характерная структура «мозговых волн». При этом нейроны в различных областях мозга работают синхронно, в определенном ритме (примерно как большая толпа, скандирующая что-то хором).
Но в определенные моменты наши глаза прекращают двигаться, сны прекращают сниться и ритм мозговой деятельности падает до одного «биения» в секунду.
И тут мы погружаемся в то самое глубокое бессознательное состояние, которое называют фазой медленного сна.
Именно этот этап более всего интересует ученых, изучающих возможности оптимизации сна.
Автор фото, Getty Images
Фаза медленного сна также запускает приток крови и спинномозговой жидкости к мозгу, «промывая» таким образом потенциально вредные для нейронов «завалы».
Одновременно происходит понижение уровня кортизола (гидрокортизона, «гормона стресса»), что помогает восстановлению иммунной системы, готовя ее к будущим атакам инфекций.
Автор фото, Getty Images
Борн и другие ученые задумались: можем ли мы настолько повысить качество сна и, в частности, фазы медленного сна, что это улучшит наше дневное функционирование?
И тогда устройство начинает воспроизводить короткие импульсы, едва слышные звуки с частотой, совпадающей с мозговыми импульсами фазы медленного сна.
Звуки эти не настолько громкие, чтобы разбудить спящего, но человек подсознательно их воспринимает.
Борн пришел к выводу, что такая осторожная звуковая стимуляция вполне достаточна для того, чтобы правильные мозговые ритмы усиливали состояние глубокого сна.
Сигналы, посылаемые устройством, изменяли гормональный баланс, помогали снизить уровень кортизола в организме.
На сегодня никто из участников экспериментов не сообщал о нежелательных последствиях или побочных эффектах такого стимулирования мозга, говорит Борн.
В большинстве экспериментов по углублению фазы медленного сна принимали участие малые группы молодых и здоровых добровольцев. Так что для того, чтобы до конца убедиться в пользе подобных техник, исследования должны быть шире и в группах с более разнообразным составом.
Французский стартап Dreem, например, выпускает такой ободок (стоит около 400 евро), как и в вышеописанных экспериментах, стимулирующий мозг звуковыми импульсами, погружающими человека в фазу медленного сна. Эффективность этого устройства подтверждена рецензируемым научным исследованием.
Фирма Philips, производитель устройства SmartSleep, прямо заявляет, что хочет помочь сгладить негативные эффекты недосыпания.
Автор фото, Getty Images
Компания Philips присоединилась к исследованиям по повышению эффективности сна, предложив собственное устройство для недосыпающих
Устройство поступило в продажу в 2018 году. Также как и у Dreem, это ободок, надеваемый на голову, который фиксирует электрическую мозговую активность и периодически посылает короткие звуковые сигналы, стимулируя колебания, характерные для фазы медленного сна.
Гаджет полагается на программное обеспечение, которое предлагает оптимальный для конкретного человека уровень стимуляции (на данный момент SmartSleep можно купить только в США, его цена 399 долларов).
Дэвид Уайт согласен с тем, что такие устройства не могут полностью заменить здоровый сон в течение всей ночи. Но, по его словам, тех, кто страдает недосыпанием, крайне трудно убедить в необходимости изменить образ жизни. И устройство, по крайней мере, должно им помочь лучше чувствовать себя в течение дня.
Собственные исследования компании Philips, как сообщают, подтвердили, что применение SmartSleep стимулирует фазу медленного сна у тех, кто регулярно недосыпает, и смягчает воздействие такого недосыпа на эффективность процесса консолидации памяти в течение ночи.
Без сомнения, в будущем новые эксперименты приведут к появлению новых устройств и новаторских способов оптимизации сна.
По ее словам, это предложила ее коллега после того, как у нее родился ребенок и его приходилось укачивать. У ученых возник вопрос: а не сработает ли это и со взрослыми?
Устройство французского стартапа Dreem использует звуковую стимуляцию мозга для улучшения качества сна. Схожие продукты начинают появляться на рынке
И действительно, оказалось, что участники эксперимента таким образом быстрее погружались в медленный сон и проводили в нем больше времени. Их мозг синхронизировался с внешним движением.
Как и следовало предположить, они сообщали, что чувствуют себя после этого более отдохнувшими. К тому же это сопровождалось позитивными эффектами для их памяти.
Если такая кровать поступит в продажу, она будет выполнять ту же функцию, что и устройства, надеваемые на голову.
Перро особенно интересует, поможет ли она пожилым людям. С возрастом количество времени, которое мы проводим в фазе медленного сна, сокращается, и с этим могут быть связаны появляющиеся проблемы с памятью.
Перро надеется, что тихонько раскачивающаяся кровать поможет противостоять этому.
И все-таки поспите
Пока такие исследования находятся в самом начале пути, и тем не менее они многообещающи. Перро и Борн смотрят с оптимизмом на потенциал коммерческих продуктов, использующих звуковые импульсы в оздоровительных целях.
Автор фото, Getty Images
В ходе некоторых исследований обнаружилось, что такие давно известные внешние стимулы, как раскачивание кровати, помогают лучше спать и взрослым
Что нам даст один дополнительный час сна
Автор фото, Getty Images
Вполне возможно, вы постоянно недосыпаете и, скорее всего, даже не подозреваете об этом, утверждают эксперты. Насколько это опасно?
Такие часы оказывают решающее влияние на нашу жизнь в целом. Как это происходит? Можем ли мы осознанно и эффективно использовать эту самую силу всего одного часа? Итак, сегодня мы поговорим о сне.
Такое происходит почти с каждым из нас. Мы встаем ни свет ни заря, чтобы перед работой позаниматься в тренажерном зале. Мы ложимся спать слишком поздно, отвечая на письма по работе. И даже лежа в постели, мы не сразу засыпаем, а умудряемся посмотреть кино по телевизору или прямо в смартфоне.
Так или иначе, нам свойственно экономить на собственном сне.
Но если вы хотите начать хоть немножко заботиться о здоровье, запомните: надо больше спать.
Настоящую пользу мы получим только в том случае, если выработаем для себя персональное, оптимальное расписание сна и будем его придерживаться несмотря ни на что.
Автор фото, Getty Images
Почему на сне нельзя экономить
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Подкаст
Оказывается, преимущества чуть большего количества сна (причем каждую ночь) разнообразны и многочисленны.
«Справедливо и обратное: если вы будете экономить на сне, вы начнете набирать вес, под глазами у вас появятся мешки, и вы всегда будете выглядеть усталым».
В 2013 году Би-би-си объединила усилия с исследовательским центром сна Университета Саррея, чтобы провести эксперимент, в ходе которого обнаружилось: всего один дополнительный час сна улучшал сообразительность участников в компьютерных тестах.
В одном американском исследовании, результаты которого опубликованы в декабре 2018 г., продемонстрировано, что студенты, спящие каждую ночь по восемь часов, на экзаменах показывают лучшие результаты.
Еще одно исследование установило, что достаточно в течение всего двух ночей подряд поспать менее шести часов, и вам обеспечена вялость на последующие шесть дней.
Опубликованное в этом году шведское исследование (в котором на протяжении 13 лет наблюдали за более чем 40 тыс. участников) показало: среди тех, кто регулярно недосыпал, уровень смертности был выше, чем у тех, кто всегда высыпался, особенно среди тех, кому за 65.
Поскольку люди способны более или менее справляться с нехваткой сна, они недооценивают важность дополнительного часа.
Автор фото, Getty Images
Вы водите автомобиль? Недосыпание может представлять для вас смертельную опасность
Предположим, вы спите по шесть часов каждую ночь (несколько меньше, чем средняя для британцев цифра) и считаете, что больше вам и не нужно.
Но, как утверждают специалисты, это большая ошибка. Иногда, говорит Салас, люди с привычкой к недосыпанию заканчивают тем, что проблемы со здоровьем приводят их прямиком в клинику нарушений сна.
Со временем проблемы накапливаются и выражаются в излишнем весе, мигренях или постоянной, непроходящей усталости.
Важность стабильности
Ройт Грубер, доцент психиатрии в лаборатории Sleep Lab Университета Макгилл в Монреале, говорит, что хотя не существует какой-то определенной магической цифры (количества часов сна, к которому всем надо стремиться), тем не менее есть способ вычислить, сколько часов сна необходимо именно вам.
Когда вы в отпуске или завтра вам некуда спешить, попробуйте лечь спать не очень поздно и позвольте себе проснуться не по будильнику, а тогда, когда ваш организм захочет.
Запишите, сколько часов вы проспали. Эта цифра и станет вашей целью во все будущие ночи.
Обратите также внимание на то, во сколько вы заснули и когда проснулись. И то, и другое важно.
Автор фото, Getty Images
Да, возможно, у вас как раз и получится тот самый дополнительный час сна, но у многих из нас выйдет даже больше.
По словам экспертов, многие люди недосыпают и даже не подозревают об этом. И если вы спите по четыре часа, то вам требуется гораздо больше сил и энергии на выполнение обычных дневных дел.
Имейте в виду и вот что: тот или иной выбор, который вы делаете в течение дня, влияет на то, как вы будете спать.
Это означает, что лучше избегать чрезмерного потребления кофе или алкоголя, влияющих на суточные ритмы вашего организма, то есть на способность ваших внутренних часов определять, когда вам надо ложиться спать, а когда просыпаться.
Как говорит Грубер, взрослым надо стремиться отводить 150 минут в неделю на старую добрую физкультуру, на физические упражнения. Это полезно для здорового сна.
Вас может даже в итоге удивить, как долго вы начнете спать, подчеркивает Сигрид Визи, профессор медицины Пенсильванского университета (США), но «если вам спится, значит, вам нужен этот сон».
Людям надо гнать от себя «Инстаграм» и придерживаться своего расписания сна, говорит она.
«Я собиралась это делать в течение двух недель, но, я помню, уже после пяти дней я почувствовала, как мне не хватало сна. И я подумала: ого, так хорошо мне не спалось, наверное, аж со средней школы».
Уважайте свой организм и его ритмы
Когда вы поймете, как и сколько вам надо спать, важно не забывать и о том, что не менее важно координировать часы отдыха с суточными ритмами вашего организма.
Вы можете добавлять на сон час, а то и больше, но если это время не будет синхронизировано с естественным для вашего организма временем засыпания и пробуждения, хорошо выспаться и отдохнуть у вас не получится.
Если же и после того, как вы начали спать больше, вы все равно чувствуете себя вяло, это может быть признаком проблем со здоровьем, отмечают специалисты.
Сделайте то, за что ваш организм скажет вам спасибо: определите, сколько часов ему необходимо для сна, и в дальнейшем всегда придерживайтесь этой цифры.
10 фактов о важности сна для здоровья
Автор фото, Getty Images
В тех странах, где в это воскресенье часы переводят с летнего времени на зимнее, люди получат дополнительный час сна. Но много ли мы на самом деле знаем о сне и о его влиянии на различные сферы нашей жизни?
1. Всем известные «восемь часов сна»
Часто приходится слышать о том, что спать необходимо восемь часов в сутки. Такую рекомендацию дают национальные организации здравоохранения по всему миру, от британской NHS до американского Национального фонда по проблемам сна. Но откуда на самом деле взялся этот совет?
Исследования, проводимые в разных странах с целью определить, как часто болезни поражают различные группы населения, приходят к одному и тому же выводу: люди, страдающие от недосыпа, как и те, кто спит чересчур много, больше подвержены многочисленным заболеваниям и живут в среднем меньше.
Шейн О’Мара, профессор отдела экспериментальных исследований мозга в дублинском Тринити-колледже, говорит, что хотя сложно однозначно ответить, является ли недостаток сна причиной или следствием плохого состояния здоровья, два этих явления оказывают взаимное влияние друг на друга.
2. Что происходит с вашим организмом, когда вы недосыпаете?
Недостаток сна может привести к ряду заболеваний.
Результаты 153 исследований с участием более пяти миллионов человек четко указывают на связь недостатка сна с диабетом, высоким давлением, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, ишемической болезнью и ожирением.
Исследования показали, что нехватка сна в течение всего лишь нескольких ночей подряд может довести здорового человека до преддиабетического состояния. Умеренный недосып снижает способность организма контролировать уровень глюкозы в крови.
При недостаточном сне снижается эффективность вакцин, недосыпание разрушительным образом сказывается на иммунитете, делая нас уязвимыми для инфекций.
В ходе одного из исследований участники, сон которых составлял менее семи часов, были в три раза более подвержены простудным заболеваниям, чем те, кто спал семь и больше часов.
Также отмечена связь недосыпа с пониженной мозговой активностью и даже, в отдаленной перспективе, слабоумием.
Профессор О’Мара поясняет, что токсичные вещества накапливаются в мозге в течение дня и удаляются во время сна. Если вы спите недостаточно долго, ваше состояние «напоминает легкое сотрясение мозга».
Влияние слишком продолжительного сна изучено меньше, но известно, что он также связан с рядом расстройств, включая нарушение мозговой деятельности у людей старшего возраста.
3. Разные типы сна помогают восстановлению организма
Наш сон состоит из циклов, которые делятся на несколько стадий. Каждый цикл длится от 60 до 100 минут. Каждая стадия играет свою роль в многочисленных процессах, которые продолжаются в нашем теле, пока мы спим.
Вторая и третья стадия входят в фазу медленного сна, обычно в это время человек не видит снов.
После глубокого сна мы на несколько минут возвращаемся во вторую стадию, а затем переходим к быстрой фазе сна, которая обычно сопровождается сновидениями.
В ходе следующих циклов длина быстрой фазы сна увеличивается, поэтому нехватка сна в большей степени влияет именно на нее.
4. Работающие по сменам люди с нарушениями сна чаще болеют
Сменная работа может стать причиной большого количества проблем со здоровьем. Исследователи обнаружили, что у тех, кто работает по сменам и слишком мало спит в неправильное время, может увеличиваться риск развития диабета и ожирения.
Те, кто работают по сменам, значительно чаще оценивают свое здоровье как плохое или удовлетворительное, показало исследование NHS 2013 года.
Ученые также выяснили, что люди из этой группы гораздо чаще страдают от хронических заболеваний, чем работающие по стандартному графику.
Те, кто работает по сменам, гораздо чаще пропускают работу из-за болезни, свидетельствуют статистические данные.
Еще больше этот разрыв между теми, кто занимается физическим и умственным трудом, а кроме того, недостаток сна, по всей видимости, сильнее влияет на тех, кто ведет сидячий образ жизни.
5. Многие из нас страдают от недосыпа больше, чем когда-либо
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
Конец истории Подкаст
Судя по сообщениям СМИ, можно подумать, что нас охватила эпидемия недосыпания. Но действительно ли уровень нехватки сна вырос?
Есть множество свидетельств того, что за последние несколько поколений продолжительность сна изменилась незначительно. Однако если спросить людей, как они оценивают свой недосып, возникает другая картина.
Так почему так много людей сообщают об усталости? Это может быть связано с тем, что проблема затрагивает определенные группы, а общую тенденцию сложно выделить.
Проблемы со сном значительно разнятся в зависимости от возраста и пола, показало исследование, в котором приняли участие 2000 взрослых британцев. В ходе него выяснилось, что женщины практически любого возраста больше страдают от нехватки сна, чем мужчины.
Кофеин и алкоголь влияют на продолжительность и качество сна.
Регулярный более поздний отход ко сну из-за работы или общения приводит к тому, что люди отдыхают меньше, несмотря на то что спят то же количество часов, объясняет профессор Дерк-Ян Дейк из центра по исследованию сна в Университете Суррея.
Кроме того, некоторые могут спать слишком мало в течение недели и отсыпаться в выходные, увеличивая среднее количество часов сна. Однако в итоге эти люди все равно страдают от недосыпа.
Особенно сильно могут страдать от нехватки сна подростки, считает профессор Дейк.
6. Мы не всегда спали так, как сейчас
Если не считать необычные случаи (Маргарет Тэтчер, например, могла совершенно выспаться за четыре часа), люди в основном ложатся спать вечером, на семь или восемь часов.
Но это не всегда считалось нормой, говорит Роджер Экирх, профессор истории в Политехническом университете Виргинии. В 2001 году он опубликовал научную работу по итогам 16 лет исследований.
В его книге «Когда кончается день» утверждается, что сотни лет назад люди во многих частях света спали в два приема.
По его мнению, это означает, что у организма есть естественное предпочтение к «сегментированному сну».
Не все ученые с ним согласны. Некоторые исследователи обнаружили современные сообщества охотников и собирателей, которые не делят сон на два этапа, хотя у них нет электрического освещения. То есть «сегментированный сон» совершенно не обязательно является природной нормой по умолчанию.
По мнению Экирха, переход от двухфазного к монофазному сну произошел в XIX веке. Тогда возможность освещения домов привела к тому, что люди стали ложиться позже, просыпаясь при этом в то же время, что и раньше. Улучшения освещения привело к изменению биологических часов, а промышленная революция требовала от людей большей продуктивности.
7. Телефоны мешают подросткам спать
Эксперты по вопросам сна считают, что подросткам нужно спать до 10 часов ежедневно, однако почти половина из них спит значительно меньше, свидетельствуют данные британской системы здравоохранения.
Спальни должны быть местом отдыха, однако в них появляется все больше отвлекающих факторов, таких как ноутбуки, мобильные телефоны. Все это усложняет процесс отхода ко сну.
Статистика свидетельствует, что большая часть молодых людей продолжают проверять телефоны уже после того, как ложатся в кровать.
8. Исследований расстройств сна все больше
Все больше людей обращаются к докторам с жалобами на проблемы со сном.
Анализируя данные британской системы здравоохранения в июне, Би-би-си выяснила, что число исследований расстройств сна в последнее десятилетие росло с каждым годом.
СМИ также сыграли роль, поскольку люди с большей вероятностью обращаются к терапевтам, после того как прочитают статью о проблемах со сном или поищут симптомы в интернете, говорит он.
9. Есть ли различия в разных странах?
Предметом одного исследования были связанные со сном привычки людей в 20 промышленно развитых странах. Выяснилось, что время, когда люди отправляются спать и просыпаются, может отличаться до часа в ту или другую сторону, но в целом в разных странах оно было примерно одинаковым.
Как правило, если в среднем жители страны ложились спать позже, они и просыпались позже, хотя и не во всех случаях.
В Норвегии, где продолжительность темного времени суток может колебаться от нуля до 24 часов, продолжительность сна в течение года изменяется в среднем всего на полчаса.
И в таких странах, как Британия, где время рассвета и заката сильно зависят от времени года, и в государствах, расположенных ближе к экватору, где эта разница минимальна, продолжительность сна остается постоянной на протяжении всего года.
А что можно сказать о влиянии искусственного освещения?
Большинство исследований показывают: да, искусственный свет откладывает время сна, но вовсе необязательно сокращает его продолжительность.
10. «Жаворонки» и «совы»
Всегда были «утренние» и «вечерние» люди. Мы даже имеем генетические доказательства, подтверждающие это.
При этом мы можем отчасти контролировать наши биологические часы. Те, кто привык вставать и ложиться позже, могут попытаться перестроиться и получать больше дневного света.
Команда исследователей выбрала группу волонтеров в Колорадо, которых лишили доступа к источникам искусственного света. И всего 48 часов было достаточно, чтобы сдвинуть их биологические часы вперед почти на два часа.
Наука сна: часть 1
В этом посте я поделюсь информацией о своём предмете обожания. О том, чем я могу заниматься в любое время, в любом месте и в любом количестве. О том, что я предпочла бы бриллиантам и ресторанам из списка Мишлен. Н-+да, конец этой шутки был бы более смешным, если бы заголовок не раскрыл подробности того, что я буду рассказывать о сне. Ну да ладно.
Сон, насколько необходимый, настолько и загадочный, до сих пор ставит учёных в тупик – а они исследуют его уже десятилетия (а спят люди уже многие тысячи лет). Что конкретно происходит во сне? Зачем мы спим? Можно ли перестать спать? Что тогда случится? Заинтересовались? Тогда читайте дальше, и вы узнаете, насколько близко мы подошли к ответам на эти вопросы.
1. Теоретические основы: что и как устроено в области дрёмы
Все слышали про фазу быстрого сна (REM-фазу): либо из-за её связи со снами, либо из-за её важности для человека, либо просто потому, что вам понравилась песня «Losing My Religion». Но сон – это нечто большее: он содержит ещё три других фазы с разными характеристиками и функциями (и с разными вероятностями того, что вы рассердитесь, когда вас разбудят на этом этапе).
1-я фаза сна, N1 – фаза дремоты, в которой вы переключаетесь между бодрствованием и сном. Ваши мускулы ещё не до конца расслаблены и вы можете испытать ощущение падения – внезапное сокращение мускулов, миоклонический рывок (некоторые учёные предположили, что оно может проистекать из мозга наших предков-приматов, и путать расслабление мускулов с падением с дерева). Кроме того, происходит изменение мозговых волн, синхронных электрических импульсов, появляющихся из-за общения друг с другом огромного количества нейронов (см. рис. 1 для визуализации всех возможных мозговых волн). В состоянии бодрствования ваш мозг выдаёт множество волн, называющихся бета и гамма. Они достаточно резко дёргаются и имеют высокую частоту, и либо связаны с концентрацией (бета), либо, как считается, играют роль в создании сознания (гамма). В этой, первой фазе сна, ваш мозг начинает выдавать вместо бета и гамма-волн более медленные и синхронные альфа-волны (их связывают с расслаблением и умиротворением), и даже ещё более медленные тета-волны (их связывают с глубоким расслаблением и дремотой) – то есть, замедляется. Эта фаза длится от 1 до 10 минут.
Рис. 1: краткое введение в волны, появляющиеся у вас в голове
2-я фаза сна, N2. В этой фазе ваше сознание уже отключилось. Пульс и дыхание замедляются, температура уменьшается, вы готовитесь к тому, чтобы войти в глубокий сон, тета-волны всё ещё ярко выражены. Эта фаза вместе с предыдущей составляет то, что называют «неглубоким сном». Большую часть ночи (порядка 45%) мы проводим в этой фазе. Из неглубокого сна просыпаться лучше всего, вы будете чувствовать себя не разбитым или дезориентированным, а освежившимся и готовым к новому дню.
3-я фаза сна, N3. Вот тут всё серьёзно: это фаза глубокого сна. Её также называют фазой медленных волн, поскольку – как вы догадались – мозговые волны замедляются и становятся крупнее. Теперь правят бал дельта-волны, самые медленные из всех, на которые способен ваш мозг. Вы не реагируете на окружающие звуки, вам сложно проснуться, и ваши мускулы полностью расслаблены. Эта фаза сна называется восстановительной, поскольку ваши ткани восстанавливаются, энергия возобновляется, почки очищают кровь – ну, вы поняли. Если вы проснётесь во время глубокого сна, то окажетесь в таком состоянии (научно доказанный факт):
REM-фаза + сонный паралич: сны, наверно, самые интересные особенности сна, в основном приходят на этом этапе, и бывают яркими и сложными. Определяющее свойство – случайное и быстрое движение глаз из стороны в сторону. Назначение этих движений пока ещё не полностью понятно (а что в нейробиологии полностью понятно?), среди теорий – сканирование тех сцен, что мы видим во сне, а также формирование памяти (поговорим об этих функциях сна позже). Ваше кровяное давление и дыхание поднимаются почти до уровня бодрствования, этот же уровень напоминают и мозговые волны – присутствует даже большое количество бета-волн! Из-за всех этих странностей REM-фаза заслужила название «парадоксального сна». Страшновато, но стоит знать, что ваши мускулы в этот момент полностью парализованы – нейротрансмиттеры GABA и глицин предотвращают поступление мозговых сигналов к мускулам и защищают вас от того, чтобы вы реагировали на сон и, возможно, навредили бы себе. Получается, что, по сути, вы просто лежите полностью парализованным, пока ваши глаза неконтролируемо мечутся туда и сюда. Прелестно. Учёные считают, что когда переход к REM-фазе и выход из неё не проходят гладко, это может привести к сонному параличу – пугающему состоянию, когда к вам вернулось сознание, но вы ещё не можете двигаться. В этом промежуточном состоянии между бодрствованием и яркими снами люди часто рассказывают о том, как видят всякие кошмары, которые обычно можно разделить на такие категории, как инкубы (человек ощущает давление на грудь и испытывает трудности с дыханием, и может воспринимать это так, что у него на груди сидит некий демон), незваные гости (человек ощущает нежелательное присутствие некоего страшного существа) и ощущение выхода из тела. Это объясняет множество рассказов о паранормальных явлениях и похищениях инопланетянами (прости, агент Малдер!) Примерно 7,6% от всех людей страдает сонным параличом, причём среди студентов эта доля довольно сильно увеличена, до 28%.
В течение средней ночи человек обычно проходит несколько циклов сна (каждый из которых длится около 90 минут), причём ближе к утру REM-фазы учащаются.
Краткий обзор происходящего ночью. Можно видеть, что в начале ночи преобладает фаза медленных волн, а во второй половине периода сна начинает преобладать REM-фаза.
2. Как мозг засыпает?
Невозможно определить точный момент засыпания. В один момент вы всё ещё раздумываете над тем тупым поступком, что сделали пять лет назад, а в другой вы уже скользите по направлению ко второй фазе сна. Так что происходит в мозге во время засыпания?
В глубине вашего мозга есть такая крохотная штучка, как супрахиазматическое ядро (СХЯ), управляющая нашим 24-часовым циклом сон-бодрствование. Оно получает напрямую от глаз информацию о количестве света в том месте, где вы находитесь. Оно использует эту информацию для обнуления ваших внутренних часов с целью соответствия нормальному циклу день-ночь. Внутренние часы соответственно регулируют множество функций тела – температуру, выход гормонов, и то, что интересует нас сейчас – сон и бодрствование. Интересно, что даже при полном отсутствии света наши внутренние часы работают примерно с 24-часовым ритмом. Было обнаружено, что это возможно благодаря циклической активности определённых генов (сообразно названных «часовыми генами»). Эти гены выдают разные уровни различных «часовых белков» в зависимости от времени дня – а эти белки уже регулируют дневные ритмы (температуру тела, выработку мелатонина, концентрацию внимания и т.п.)
СХЯ сложным образом связано с – приготовьтесь к очередному длинному названию — вентролатеральным ядром зрительного бугра (ВЛЯ) – структурой, остающейся активной во время сна. Считается, что эти связи активируют ВЛЯ и способствуют началу сна – поскольку во время активации нейронов ВЛЯ они выпускают тормозящие химические вещества (GABA и галанин), которые в свою очередь подавляют нашу пробуждающую систему. Вот так, через длинную цепь инстанций, выключатель поворачивается и ваше бодрствующее состояния медленно нисходит до нуля. Нейроны ВЛЯ также могут быть активированы химикатом под названием аденозин. Аденозин постепенно накапливается в течение дня в результате распада гликогена, хранящего энергию в теле, и после того, как его наберётся достаточно, он начинает повышать усталость и подталкивать вас к отдыху. Это называется гомеостатической регуляцией, во время которой мозг пытается балансировать усталость отдыхом.
Краткий обзор цепочки инстанций
Ещё одно химическое соединение, имеющее отношение к сну, можно найти в качестве БАДа в супермаркете [в США / прим. перев.]: мелатонин. Он производится шишковидным телом, и его производство, как и множества других веществ, регулируется циркадными ритмами. Когда солнце садится, СХЯ даёт шишковидному телу команду начать производство мелатонина (чьё наличие в организме в течение дня едва прослеживается), он попадает в кровоток и вызывает сон. Недавно учёные предупреждали нас о вреде использования смартфонов, телевизоров и других излучающих свет устройств перед сном, поскольку они нарушают наши уровни мелатонина. В свете электронных устройств концентрация голубого компонента гораздо сильнее, чем в естественном, и этот предательский голубой свет подавляет выработку мелатонина сильнее, чем свет любой другой частоты. Он сбивает с толку цикл сон-бодрствование и может привести к ухудшению качества и количества сна, поскольку мозг начинает путаться с тем, какое сейчас время суток. Поэтому сделайте себе одолжение и почитайте перед сном книжку. Или займитесь медитацией. Или сексом. Чем угодно, без голубого света.
Сравнение пониженной выработки мелатонина из-за яркого света (кружки) и повышенной выработки при ношении очков, блокирующих голубой свет (белые треугольники), а также нормальной выработки мелатонина при тусклом свете (чёрные треугольники)
3. Почему мы спим, и чем важен сон?
Очень хороший вопрос. К сожалению, определённого ответа на него нет. Как сказал Уильям Демент, основатель Стэнфордского центра исследований сна: «Насколько я знаю, единственная очень, очень веская причина, по которой нам нужно спать, заключается в том, что мы становимся сонными». Поэтому давайте просто посмотрим на то, что нам уже известно (кроме этой крупицы мудрости).
Память
О существовании романтических отношений между сном и консолидацией памяти (то есть, её стабилизацией) учёные подозревали давно, и в последние десятилетия, если не столетия, было проведено множество исследований, подкрепивших это мнение (но ни одно из них не было полностью убедительным). Есть различие между двумя типами памяти: декларативной (об информации, основанной на фактах, отвечающей на вопрос «что?») и процедурной (отвечающей на вопрос «как?», например, мускульная память об управлении велосипедом или игре на гитаре). Было бы очень удобно, если бы у нас было чёткое различие вроде «сон с медленными волнами отвечает за это, а REM-фаза отвечает за то», но, к сожалению, в реальности всё перемешано.
Обычно сон помогает работе памяти: люди, спавшие после того, как что-то выучат, обычно вспоминают новую информацию лучше, чем те, кто не спал после обучения. Изучение списков слов, сложных движений пальцами или даже распутывание сложных спрятанных закономерностей – всё это выигрывало от наличия сна после процесса обучения.
Есть теории, что сон с медленными волнами (СМВ), преобладающий в первую часть ночи, особенно помогает консолидировать декларативную память. Считается, что стабилизация новоприобретённых воспоминаний происходит через их реактивацию в гиппокампе, нашем центре памяти, во время сна. «Заново проигрывая» воспоминания, мозг стабилизирует их следы, благодаря чему вероятность их утери уменьшается. В одном исследовании обнаружили, что если изучить что-то новое, вдыхая запах розы, а затем этот запах подать спящему во время СМВ, активность его гиппокампа увеличивается, а память на следующий день закрепляется сильнее. Так что:
REM-фазу, с другой стороны, связали с процедурной памятью, чья консолидация не зависит от гиппокампа (а больше зависит от повторения команд на движение в частях мозга, занятых управлением мускулами – мозжечке, базальных ганглиях и моторной коре). По поводу точных механизмов консолидации такого типа памяти пока мало что известно, поэтому этот параграф будет коротким. Однако, существуют исследования, не согласные с таким чётким разделением (научно говоря, возражающие гипотезе дуального процесса). К примеру, было показано, что СМВ-сон может помочь консолидировать двигательную (= процедурную) память, а REM-фаза играет определённую роль в стабилизации воспоминаний о событиях и фактах. Судя по всему, не такое уж и чёткое разделение обязанностей. Это говорит о том, что обе фазы важны для обоих типов памяти (такая теория называется «последовательной гипотезой»): они не соревнуются друг с другом, а дополняют друг друга. Просто так получается, что одна фаза (СМВ) может вносить больший вклад в один тип памяти (декларативный), и наоборот.
Но на этом, конечно, история не заканчивается. Есть – внезапно! – ещё одна теория, пытающаяся описать консолидацию памяти. Она называется «синаптическим гомеостазом» и, по сути, утверждает, что в то время, когда вы бодрствуете и приобретаете новые воспоминания и опыт, связи между клетками вашего мозга (синапсы) усиливаются (и создаются новые), и что когда вы спите, мозг пытается низвести это огромное дневное увеличение до разумного уровня, устранив ненужные синапсы. Так что, можно сказать, что мы спим, чтобы забыть – и поднять уровень сигнала над уровнем шума, начав новый день освежёнными и готовыми к новому обучению. Ненужные связи и случайные воспоминания удаляются, а важные усиливаются через повторение. Недавнее исследование нашло прямое визуальное доказательство этой гипотезы: исследователи, использовав микроскопию высокого разрешения, сначала определили размеры и форму 6920 синапсов, а потом показали, что после нескольких часов сна 80% синапсов уменьшились примерно на 18%.
Крупные синапсы бодрствующей мыши и сжавшиеся синапсы немного поспавшей мыши.
Конечно же, правильного ответа не существует – истина находится где-то посередине, и все эти теории объясняют лишь часть происходящего. Но теперь вы подумаете дважды перед тем, как решить учиться всю ночь перед экзаменом; напрягаясь и закидываясь энергетиком, вы не заставите мозг запомнить информацию лучше – но это могут сделать несколько часов сна.
Ведение домашнего хозяйства
Ещё одна предполагаемая функция сна — ведение домашнего хозяйства. Пока вы спите, мозг натягивает форму уборщика и отправляется на очистку всего накопившегося там во время дневных размышлений мусора. В нескольких исследованиях на мышах исследователи обнаружили систему, устраняющую отходы работы мозга из него во время сна. За это отвечает мозговой аналог лимфатической системы, сеть крохотных канальцев, вымывающих побочные отходы при помощи спинномозговой жидкости. Учёные назвали его «глимфатической системой», потому что она работает, как лимфатическая система, но при помощи вспомогательных клеток мозга, глий. Когда мыши заснули, эта система включилась на полную катушку (во время бодрствования её активность составляет всего 5% от потока во сне!) и клетки мозга даже немного сжались в размерах, чтобы место вокруг них легче было очищать. Удаляемые побочные продукты деятельности включают в себя такие белки, как бета-амилоиды – злодеев, стоящих за болезнью Альцгеймера (во время сна их в два раза быстрее вымывает, чем во время бодрствования!) – и другие вещества, связанные с нейродегеративными заболеваниями. Так что если вдруг захотите всю ночь проработать, задумайтесь обо всех этих токсинах, накапливающихся в вашем мозге, и вместо ночи работы поспите хотя бы пару часиков.
В общем, хотя пока ещё не полностью понятно, почему мы проводим треть нашей жизни во сне, у нас уже есть довольно неплохие ориентиры.
Во второй части статьи я раскрою удивительную информацию о снах, о том, что может нарушить сон, и дам немного советов по поводу оптимальной организации сна. Не переключайтесь.