Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях

Что такое сон

Главное назначение сна — перенастраивать наши тело и мозг так, чтобы мы могли выдержать еще один цикл бодрствования. Сон помогает мозгу осуществлять множество функций, которые способствуют нашему выживанию: учиться, запоминать и избавляться от воспоминаний, делать логические выводы и осознанный выбор. Сон отлаживает механизм эмоционального реагирования, что позволяет нам справляться с социальными и психоло­ги­ческими вызовами нового дня.

Сон упорядочивает пространство виртуальной реальности, в котором наш разум смешивает прошлое и нынешнее знание и выстраивает сложные ассоциативные связи, пробуждая таким образом креативность.

Сон укрепляет иммунную систему, позволяя организму противостоять всякого рода инфекциям и болезням. Сон регулирует аппетит, поддерживает микрофлору кишечника и заботится о здоровье сердечно-сосудистой системы.

На общее благополучие человека влияют три главных фактора: сон, физические упражнения и система питания. Автор уверен, что сон в этой триаде — абсолютный фаворит. По сравнению с ущербом, который одна бессонная ночь наносит нашему физическому и психическому здоровью, равноценное отсутствие еды или физической активности лишь незначительно сказывается на состоянии организма.

Таким образом, значение сна в нашей жизни невозможно пере­оценить.

Как возникает сон

Есть две разные, не зависящие друг от друга системы, с помощью которых мозг определяет, хотите ли вы спать или бодрствовать:

• внутренние суточные часы, задающие циркадный ритм;
• аденозин — химическое вещество, накапли­вающееся в мозге и вызывающее неодолимое желание спать.

От соотношения двух этих факторов зависит, насколько вы бодры и внимательны в течение дня, насколько уставшим вы себя чувствуете под вечер и даже отчасти — насколько хорошо вы будете спать.

Циркадный ритм

У любого живого существа, которое прожило на Земле больше нескольких дней, вырабатывается собственный циркадный, или суточный, ритм. Этот механизм определяет, когда ваш организм будет стремиться к бодрствованию, а когда захочет спать. Он же контролирует и другие ритмические схемы, например режим поглощения пищи, базовую температуру тела, скорость обмена веществ и выработку многих гормонов.

24-часовые биологические часы, устанав­ливающие циркадный ритм на основании дневного света, называются супрахи­аз­ма­тическим ядром. Ориентируясь на солнечный свет, эти часы устанавливают биологический ритм человека приблизительно в одни сутки.

С наступлением утра циркадный ритм запускает в организме множество биологических процессов, давая нам силы на активное проживание дня. Затем эти процессы постепенно затихают и через некоторое время совсем сходят на нет — мы засыпаем.

Важно отметить, что именно супрахи­аз­ма­тическое ядро управляет механизмами бодрствования и сна, а не наоборот. Циркадный ритм будет повторяться каждые 24 часа, независимо от того, спите вы или нет.

Несмотря на то что все мы следуем 24-часовому циклу, его пиковые точки могут разительно отличаться. Для одних людей пик бодрствования приходится на раннее утро, и уже ранним вечером они ощущают сильную сонливость. Таких людей принято называть жаворонками. Они составляют примерно 40% населения. Другие же предпочитают ложиться спать поздно и спать до полудня. Таких людей принято называть совами, и они составляют примерно 30% населения. Остальные 30% располагаются между утренним и вечерним типами, с легким уклоном в одну или другую сторону.

Принадлежность взрослого человека к типу сов или жаворонков, или его хронотип, в большей степени определяется генетикой. Мы не можем одним усилием воли превратить себя в человека другого типа. Именно поэтому устоявшиеся в обществе правила игры несправедливы.

Утренний график работы ставит сов в заведомо проигрышное положение: их мозг просто не успевает проснуться, из-за чего они не могут продемон­стрировать свой истинный потенциал, ведь пик их формы приходится на время, когда рабочий день остальных подходит к концу. Совы чаще других страдают недосыпанием, отчего у них портится здоровье и растет риск развития депрессий, тревожных расстройств, диабета, рака, сердечных болезней и инсультов.

Супрахи­аз­ма­тическое ядро регулирует цикл сна и бодрствования также за счет гормона мелатонина. Циркулируя в крови, мелатонин разносит по телу сигнал о наступлении сумерек. Он помогает мозгу регулировать выбор времени сна, сигнализируя о наступлении темноты, но на возникновение самого сна, как многие ошибочно думают, большого влияния не оказывает.

С течением ночи концентрация мелатонина в крови медленно понижается, а с рассветом его действие прекращается. Отсутствие в крови мелатонина сообщает мозгу, что период сна подошел к концу и можно давать сигнал о пробуждении.

Аденозин. Если мелатонин начинает вырабатываться ближе к вечеру, то аденозин накапливается в мозге с самого начала периода бодрствования. С каждой минутой его концентрация в организме увеличивается. Чем дольше вы бодрствуете, тем больше аденозина накапливается к началу следующего периода сна.

Аденозин отвечает за потребность во сне. Чем выше концентрация аденозина в мозге, тем сильнее вы хотите спать. Это химическое вещество усиливает сигнал участков мозга, отвечающих за сон, и заглушает сигналы долей мозга, стимулирующих бодрствование. В результате, когда концентрация аденозина достигает своего пика, а с большинством людей это происходит после 12−16 часов бодрствования, вас охватывает неодолимое желание спать. Ночью мозг выводит дневную дозу аденозина. У здорового человека расщепление аденозина полностью завершается примерно через восемь часов после начала сна.

Однако подаваемый аденозином сигнал ко сну можно искусственно приглушить, чем и занимается подавляющее большинство людей. Мы еще вернемся к этой теме чуть ниже, когда будем говорить про кофеин.

Не давая себе выспаться, вы становитесь собственным должником: не ликвиди­рованное за ночь количество аденозина останется в организме и продолжит накапливаться. Долг перевалит на следующий день, затем на следующий, и в итоге вы окажетесь в ситуации хронической депривации сна. Это состояние ощущается как хроническая усталость, которая проявляется при многих психических и физических заболеваниях.

Фазы сна

В течение ночи наш мозг каждые 90 минут переключается между двумя фазами сна: фазой медленного сна (ФМС) и фазой быстрого сна (БДГ — сокр. от «быстрые движения глаз»). Соотношение длины фаз внутри каждого полутора­часового цикла меняется. В первой половине ночи превалирует глубокий сон медленной фазы, а во второй главенство переходит к быстрому сну с небольшими вкраплениями ФМС-сна.

Согласно теории автора, такое взаимодействие между медленной и быстрой фазами сна помогает мозгу реконстру­ировать и отлаживать наши нейронные связи, оптимизируя при этом ограниченное в объеме хранилище памяти. Так сон поддерживает механизм памяти и решает проблему хранения воспоминаний. На первом этапе мозг отсеивает лишнюю информацию, а на втором — соединяет оставшееся между собой и добавляет детали.

Теперь, когда мы знаем, как соотносятся между собой фазы сна, попробуем решить задачу. Если вы легли спать в полночь и проснулись в шесть утра, какой процент сна вы теряете? Первый ответ, который приходит в голову, — 25%. Однако на самом деле вы теряете 60−90% всего БДГ-сна. К последствиям такой потери мы вернемся чуть ниже. Тот же принцип работает и в обратном направлении: если вы просыпаетесь в восемь утра, а ложитесь в два часа ночи, вы теряете значительную часть ФМС-сна.

Медленный сон

Медленный сон запускает процесс консолидации памяти. Он помогает закрепить то, что отложилось в мозге в течение дня, и работает на сохранение информации.

По принципу длинноволнового радиосигнала мозговые волны глубокого медленного сна переносят информацию из временного хранилища гиппокампа в более надежное хранилище коры головного мозга. В результате вы не только долгосрочно запоминаете нужную информацию, но и получаете свободное место в хранилище памяти для восприятия новых данных.

Восстановление способности к запоминанию связано с более краткими периодами медленного сна во время второй фазы, а именно с мощными всплесками электрической активности, или, как их называют, сонными веретенами. Чем больше сонных веретен возникает у человека во время сна, тем больше информации он способен запомнить после пробуждения. С течением жизни мозг теряет способность создавать сонные веретена, поэтому пожилым людям становится все сложнее запоминать новые факты.

Концентрация сонных веретен особенно высока в периоды медленного сна в часы позднего утра. То есть, если вы спите по шесть часов или меньше, вы не позволяете своему мозгу восстановить способность к обучению. Это особенно критично для подростков и студентов, чей циркадный ритм на какое-то время естественным образом сдвигается на пару часов вперед, и они просто физически не могут рано засыпать, а вставать при этом должны так же рано.

Согласно исследованиям автора, короткий дневной сон, генерирующий значительное количество сонных веретен, не только помогает лучше запомнить полученную информацию, но и существенно повышает запоминание двигательных навыков, способствует восстановлению энергии и снижает мышечную усталость.

Быстрый сон

Во-первых, быстрый сон дает мозгу возможность распознать и классифи­цировать отфильтрованную информацию, связать ее элементы между собой и с уже имеющимися сущностями в хранилище долгосрочной памяти. Все это помогает нам принимать более разумные решения и действовать адекватно ситуации.

Во-вторых, быстрый сон заботится о нашем эмоциональном и психическом здоровье. Сновидения приходятся именно на фазу быстрого сна и служат формой ночной терапии. Они помогают нам отделять факты от эмоциональной составляющей, что позволяет мозгу под утро прийти к решению, как справиться со сложившейся ситуацией. Вспомните поговорку: утро вечера мудренее. Недаром она существует практически во всех языках мира.