Когда-то люди могли задаваться вопросом: «о чем думает тот или иной человек»? С появлением интернета, социальных сетей и форумов, мы получили ответ на этот вопрос, хотя лучше бы и не получали. Помимо мириады странных историй, мнений и бесконечных спорах о вкусах и цветах фломастеров, интернет стал источником различного рода советов и лайфхаков, которые обязательно помогут решить проблему, которой потенциально никогда и не было. Одним из таких лайфхаков стал «розовый шум», который должен способствовать улучшению сна пользователя. Сразу же появилось куча компаний, изготавливающий и продающих устройства, генерирующие белый, розовый и какой угодно другой (лишь бы покупали) шум. Многие утверждали, то ли из-за самовнушения, то ли из-за связи с продавцом, о невероятных результатах и о том, что теперь они спят, как младенцы (все новоиспеченные родители одновременно закатили глаза). Ученые из Медицинской школа Перельмана при Университете Пенсильвании (США) решили проверить, если хоть толика истины в заявленных чудодейственных свойствах «розового шума». Как проводилась проверка, и что она показала? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Основа исследования

Всемирная организация здравоохранения рекомендует не превышать уровень ночного шума от транспорта в 40-45 дБ, чтобы ��редотвратить негативное воздействие на сон. Согласно недавнему анализу Европейского агентства по окружающей среде, более 72 миллионов человек (или 16% населения) подвергаются длительному воздействию ночного шума от транспорта на уровне ≥50 дБ, а около 4.6 миллионов европейцев испытывают серьезные нарушения сна из-за длительного воздействия шума от транспорта, аналогичные показатели наблюдаются и в Соединенных Штатах. Многочисленные исследования с субъективной и объективной оценкой сна однозначно показали, что воздействие шума от транспорта нарушает сон и ухудшает его восстановление. В то же время многочисленные эпидемиологические исследования продемонстрировали связь между воздействием шума окружающей среды и различными долгосрочными последствиями для здоровья, включая кардиометаболические заболевания, которые также были связаны с коротким, некачественным или нерегулярным сном.

Недавние исследования на животных показывают, что прерывистое воздействие шума в период покоя является ключевым фактором патофизиологических изменений, лежащих в основе негативных последствий для здоровья, в то время как воздействие в период активности или непрерывное воздействие шума не вызывают никаких или вызывают относительно незначительные эффекты. Наблюдаемые изменения включают сосудистую/мозговую инфильтрацию воспалительными клетками, вызванное окислительным стрессом повреждение сосудов и головного мозга, разобщение эндотелиальной и нейрональной синтазы оксида азота и изменения циркадного ритма. У людей наблюдалась эндотелиальная дисфункция, вызванная транспортным шумом, а шум от самолетов, как было показано, провоцирует острые сердечные приступы во время сна, представляя собой дополнительные пути, посредством которых воздействие шума способствует сердечно-сосудистой смертности. Эти изменения обеспечивают биологическую правдоподобность результатам наблюдательных исследований, связывающих воздействие шума с ухудшением здоровья.

Хотя звукоизоляция окон и строительных конструкций может быть эффективной в снижении уровня шума в спальне, эти меры дорогостоящи, и в случае шума от самолетов только жители, проживающие вблизи аэропорта, имеют право на компенсацию расходов на звукоизоляцию со стороны аэропорта. Кроме того, для эффективной звукоизоляции окна должны оставаться закрытыми, что негативно влияет на качество воздуха в спальне. Таким образом, необходимы доступные и эффективные меры для защиты населения от негативных последствий для здоровья, связанных с воздействием шума от транспорта. Двумя такими потенциальными мерами являются звукомаскировка с использованием широкополосного шума (BN от broadband noise) и звукопоглощение с помощью берушей.

BN, определяемый как шум, спектральная плотность мощности которого охватывает широкий диапазон частот, может быть эффективным и недорогим немедикаментозным методом смягчения некоторых вредных последствий транспортного шума для сна. К ярким примерам BN относятся белый шум (WN от white noise) и розовый шум (PN от pink noise), а также звуки, издаваемые бытовыми приборами (например, вентиляторами или кондиционерами) или звуки природы (например, звуки океана или дождя).

Существует несколько гипотез о том, почему BN может способствовать сну. Во-первых, BN может «маскировать» другие звуки, проникающие в спальню, и, следовательно, уменьшать их потенциальную способность нарушать сон. Маскировка относится к процессу, при котором порог восприятия одного звука повышается другим маскирующим звуком. Во-вторых, сам BN может обладать свойствами, способствующими сну. В-третьих, включение и воздействие BN в постели может стать частью ритуала сна и сигнализировать о засыпании. Однако существуют также потенциальные опасения относительно использования BN во время сна; BN может нарушать сон и снижать его качество. Кроме того, хотя маскирующий эффект BN желателен для многих звуков, он нежелателен и потенциально опасен для других звуков (например, пожарной сигнализации или плача ребенка). Наконец, BN может вызывать потерю слуха или более сложные изменения в способе обработки звуков при длительном использовании, даже при уровнях звука, значительно меньших, чем те, которые считаются проблематичными в профессиональной среде. Это особенно важно, поскольку было установлено, что машины WN регулярно превышают пороговые значения, установленные в санитарных нормах. Слух — это активный процесс, который потребляет энергию и производит продукты метаболизма. Подобно мозгу во время сна, низкий уровень звука ночью, вероятно, способствует удалению продуктов жизнедеятельности из улитки, а BN может препятствовать этому процессу.

В 2021 году ученые провели систематический обзор литературы по шуму как средству улучшения сна. В ходе обзора было выявлено 38 статей, которые были неоднородны с точки зрения воздействия шума, исследуемой популяции, оценок сна и типа вмешательства, включая множественные одновременные вмешательства. Во многих исследованиях размеры выборок были небольшими, а оценки сна носили субъективный характер. Неудивительно, что наблюдалась большая вариативность результатов исследований, а качество доказательств было оценено как очень низкое согласно критериям GRADE.

Отсутствие доказательств эффективности белого шума и отсутствие исследований, посвященных потенциальным последствиям для здоровья от длительного использования белого шума, резко контрастируют с широким использованием белого шума во время сна в разных возрастных группах, включая новорожденных и детей младшего возраста. Хотя трудно найти достоверную статистику об использовании белого шума во время сна, пять лучших результатов поиска по запросу «белый шум» в App Store от Apple получили более 1 миллиона отзывов. Пять лучших видеороликов на YouTube по запросу «белый шум» были просмотрены более 700 миллионов раз, а пять бестселлеров в категории «устройства для создания белого шума» получили более 100 000 отзывов на Amazon (все поиски были выполнены 15 июля 2025 года). Наконец, согласно документу Bloomberg от 2023 года, белый шум и подкасты с фоновой музыкой составляли 3 миллиона часов ежедневного прослушивания на платформе Spotify.

Хотя эти приложения и звуки могут использоваться не только во время сна, повсеместное использование BN требует более тщательного и систематического исследования его влияния на сон, слух, физиологические изменения и когнитивные функции, особенно в ситуациях, когда EN нарушает сон, поскольку маскировка является одним из предполагаемых механизмов, посредством которого BN может способствовать засыпанию.

Беруши, пожалуй, являются самым простым и доступным средством защиты от воздействия шума. Они ослабляют уровень звукового давления, достигающего барабанной перепонки. Ослабление звука варьируется в зависимости от частоты звука и типа берушей. Беруши чаще всего исследовались в качестве средства защиты в больничных условиях, особенно в отделениях интенсивной терапии, где энцефалопатия является распространенной проблемой. Однако данные об их эффективности противоречивы. Хотя один недавний метаанализ выявил в основном положительные эффекты использования берушей на субъективно и объективно оцениваемое качество сна, два разных метаанализа не обнаружили убедительных доказательств пользы берушей для сна в больничных условиях. Кроме того, комфорт при ношении берушей может варьироваться от человека к человеку. Необходимы контролируемые исследования, которые бы изучали, защищают ли беруши от негативного воздействия энцефалопатии на сон и в какой степени.

Для устранения указанных выше пробелов в знаниях мы провели рандомизированное контролируемое перекрестное полисомнографическое исследование сна в лаборатории, в котором изучали способность PN и берушей смягчать некоторые из негативных последствий EN для сна. В исследование также был включен вариант только с PN для изучения свойств PN, способствующих и нарушающих сон.

Подготовка к исследованию

Участники должны были быть здоровыми, в возрасте от 21 до 50 лет, некурящими, не употребляющими чрезмерное количество кофеина, с индексом массы тела < 35 кг/м2, не принимающими лекарства, не беременными, без нарушений сна или существенной потери слуха (> 25 дБ HL в любом частотном диапазоне до 8 кГц), а также не имевшими опыта использования широкополосного звука в ночное время. Участники также не могли работать в ночные, переменные, разделенные или смешанные смены, а также не могли планировать поездки через более чем один часовой пояс за месяц до начала исследования. После первого скрининга и до последнего дня исследования участники непрерывно носили наручный актиграф (Actigraph gt3x+). Они также ежедневно заполняли дневник сна, начиная с первого скрининга и до начала исследования. В исследование были включены 27 участников. Двое участников выбыли после второй и третьей ночей исследования соответственно и не были включены в анализ данных. Один участник из группы 5 выбыл после пятой ночи исследования и был включен в анализ данных. Таким образом, в анализ данных были включены 25 участников. У этих участников время отхода ко сну перед началом исследования было указано в 62% записей дневника сна в период с 22:00 до 00:00, а время пробуждения — в 67% записей в период с 6:00 до 8:00, то есть в пределах ±1 часа от запланированного выключения и включения света. Восемьдесят процентов участников исследования были отнесены к промежуточному типу, а 20% — к умеренному утреннему типу по опроснику «утренний-вечерний тип» (MEQ от Morningness–Eveningness Questionnaire).

Это было 7-дневное исследование сна, проведенное в лаборатории хронобиологии и изоляции (CIL от Chronobiology and Isolation Laboratory) в больнице Университета Пенсильвании в период с ноября 2023 года по июнь 2024 года. CIL — это лаборатория сна с четырьмя отдельными спальнями, акустически изолированными друг от друга. Температура поддерживалась на уровне 73 °F (22.8 °C) на протяжении всего исследования. Исследование началось в понедельник вечером и закончилось в следующий понедельник утром. Участники изучались группами до четырех человек. Они прибывали в лабораторию около 19:00, ужинали, проходили когнитивные тесты и измерения сердечно-сосудистой системы, заполняли анкеты, проходили полисомнографию (PSG от polysomnography), а затем ложились спать. Планируемый отбой был в 23:00, а свет включался ровно через 8 часов после отбоя.

Хотя полностью «ослепить» участников в том смысле, что они не могли воспринимать EN и/или PN после выключения света, не представлялось возможным, ни участники, ни персонал исследования не знали о последовательности шумовых условий. Персонал исследования узнавал об условиях конкретной ночи исследования только тогда, когда начинал воспроизведение шумовых событий после выключения света, поскольку им приходилось следить за правильным воспроизведением в течение всей ночи. Утром участники заполняли анкеты, проходили когнитивные тесты и измерения сердечно-сосудистой системы, после чего им разрешалось принять душ, позавтракать и покинуть лабораторию, чтобы продолжить свои обычные повседневные дела и вернуться в лабораторию вечером на следующую ночь исследования. Результаты психомоторного теста на бдительность проверялись утром, чтобы убедиться, что участники достаточно бодры, чтобы покинуть лабораторию. Им не разрешалось спать, заниматься спортом или употреблять алкоголь в течение дня. Им не разрешалось употреблять напитки, содержащие кофеин, после 15:00.

Условия воздействия и гипотезы

После ночи адаптации без шума участники подвергались воздействию следующих шести условий (LA,eq обозначает средний уровень шума за 8-часовой период; все значения в дБ в данной статье относятся к значениям в дБ с учетом взвешивания по шкале А, если не указано иное):

  • CTRL: Контрольная ночь без воздействия шума (LA,eq = 23.7 дБ);

  • EN: Только окружающий шум (LA,eq = 43.2 дБ);

  • PN50: Только розовый шум на уровне 50 дБ (LA,eq= 50.0 дБ);

  • EN + PN40: Окружающий шум плюс розовый шум на уровне 40 дБ (LA,eq = 45.0 дБ);

  • EN + PN50: Окружающий шум плюс розовый шум на уровне 50 дБ (LA,eq = 50.9 дБ);

  • EN + EP: Окружающий шум плюс беруши (LA,eq = 43.2 дБ).

Таблица №1

Ученые выбрали PN вместо WN, поскольку недавний обзор показал, что PN может быть более эффективным в улучшении сна. Уровни PN были установлены на основе слуховых тестов, проведенных в лаборатории сна, и в отношении максимальных уровней звукового давления (SPL от sound pressure level) для отдельных событий. Исследовательская группа посчитала, что 50 дБ будет едва переносимы участниками, не имевшими опыта непрерывного воздействия BN. Второй уровень PN был установлен на уровне 40 дБ, пос��ольку снижение на 10 дБ означает десятикратное снижение звуковой энергии и восприятие «вдвое меньшей громкости». Условия для групп исследования с 1 по 6 соответствовали рандомизированному последовательно сбалансированному латинскому квадрату, так что каждое условие появлялось в каждой позиции (т.е. ночи) ровно один раз, и каждому условию предшествовало каждое другое условие ровно один раз (таблицу №1). Группа 7 была резервной группой. Ее последовательность была выбрана таким образом, чтобы оптимально сбалансировать условия между ночами с учетом предыдущих выбывших участников.

Для исследования были предоставлены стандартные поролоновые беруши трех размеров (Mack’s Slim Fit Soft, Mack’s Maximum Protection Soft и Mack’s Ultra Soft). Степень шумоподавления, достигаемая при использовании берушей, определялась с помощью системы WAHTS для каждого участника исследования и в среднем составляла 25.5 дБ (стандартное отклонение 9.2 дБ, диапазон 10.8–41.6 дБ).

В рамках данного исследования были проверены следующие гипотезы:

  • EN нарушает сон и сокращает время, проведенное в фазе сна N3 и фазе быстрого сна (REM-сна) (EN против CTRL);

  • PN смягчает негативное воздействие EN на сон в зависимости от дозы (EN + PN50 против EN + PN40 против EN);

  • Беруши смягчают негативное воздействие EN на сон (EN + EP против EN);

  • Структура сна лучше после ночи с PN по сравнению с контрольной ночью (PN50 против CTRL);

Воздействие шума и последовательность событий

Было выбрано девять событий, связанных с шумом от дорожного движения (два реактивных самолета, два вертолета, два дрона, один низкий звуковой удар, один автомобиль, один поезд) и два звука тревоги (плач ребенка, одна пожарная тревога). Два реактивных самолета, автомобиль и поезд ранее использовались в исследовании AIRORA. К звукам, записанным на улице (дроны, вертолеты, низкий звуковой удар), была применена проверенная передаточная функция, отражающая частотно-зависимое затухание звука частично открытого окна. Модифицированные звуки отражают восприятие в спальне. Воспроизведение шумовых событий всегда начиналось в начале полной минуты, что совпадало с началом 30-секундного периода сна. Шумовые события воспроизводились при максимальных уровнях звукового давления (LAS,max) 45, 55 и 65 дБ. Таким образом, PN на уровне 40 дБ частично маскировал все события, связанные с шумом окружающей среды (ENE от environmental noise event), в течение ночей EN + PN40, в то время как PN на уровне 50 дБ полностью маскировал ENE с максимальным уровнем шума 45 дБ и частично маскировал ENE с максимальным уровнем шума 55 дБ или 65 дБ в течение ночей EN + PN50. На основе более чем 38000 шумовых событий, зарегистрированных в недавнем полевом исследовании влияния шума от самолетов на сон, 45 дБ, 55 дБ и 65 дБ максимального уровня шума отражают 62-й, 93-й и 99-й процентили распределения максимальных уровней звукового давления (SPL), измеренных в спальнях жителей, проживающих вблизи 56 аэропортов США. Первые пробуждения, вызванные шумом, обычно наблюдаются, когда максимальный уровень звукового давления в спальне превышает 30-35 дБ, и ВОЗ рекомендует, чтобы максимальный уровень звукового давления в спальне не превышал 45 дБ. Таким образом, максимальные уровни звукового давления, воспроизводимые в этом исследовании, были выбраны так, чтобы отразить верхний предел уровней шума, обычно наблюдаемых в спальнях жителей, подверженных воздействию шума от дорожного движения.

Каждое шумовое событие воспроизводилось при каждом максимальном уровне звукового давления три раза, всего девять раз в ночи, включавшие EN. Каждый звук тревоги воспроизводился при каждом максимальном уровне звукового давления дважды, всего 6 раз. Таким образом, в общей сложности было воспроизведено 99 + 26 = 93 шумовых события в ночи EN, EN + PN40, EN + PN50 и EN + EP.

Воспроизведение фонового шума начиналось с выключением света и непрерывно воспроизводилось в течение 8-часового периода пребывания в постели, в то время как воспроизведение шумовых событий начиналось через 15 минут после выключения света. Шумовые события, связанные с дорожным движением, происходили с интервалом в 4, 5 или 6 минут, что снижало предсказуемость воспроизведения шума (звукам тревоги всегда предшествовал 5-минутный интервал). Последовательность шумовых событий и звуков тревоги, максимальные уровни звукового давления (SPL) и паузы без шума были рандомизированы, но сбалансированы, обеспечивая равномерное распределение типов событий, максимальных уровней звукового давления (SPL) и интервалов без шума в течение ночи. Последовательность шумовых событий была идентична в течение ночей внутри одной исследовательской группы, но менялась между группами.

Полисомнография

Ночная полисомнография (F3-A2, F4-A2, EOG-L, EOG-R и EMG) проводилась с помощью системы Cerebra Prodigy 2. Контролируемая автоматическая оценка сна проводилась компанией Siesta Group с использованием платформы Somnolyzer. Помимо дискретных стадий сна, система также предоставляет гипноплотность, т.е. вероятность отнесения каждой стадии сна к определенному временному интервалу. Произведение отношения шансов (ORP от odds ratio product) — это непрерывная мера глубины сна, оцениваемая в 3-секундных временных интервалах, которая варьируется от 0 (максимальная глубина сна) до 2.5 (полностью бодрствующее состояние), использовалась в качестве вторичного показателя сна. Показатели ORP были предоставлены компанией Cerebra Health.

Участники также носили во время ночи монитор сердечного ритма и движений FAROS, который крепился к груди участника с помощью двух электродов и измерял электрокардиограмму с частотой 1 кГц и движения тела по трем осям с частотой 25 Гц. Siesta Group использовала проверенный алгоритм определения стадий сна по кардиореспираторным параметрам (CreSS) для оценки стадий сна на основе данных FAROS.

Опросы

Опросы проводились всегда в одном и том же порядке: вечером после чередования когнитивных тестов и сердечно-сосудистых измерений и утром сразу после пробуждения. Вечерний опрос содержал вопросы о периодах снятия актиграфа с запястья; физических упражнениях, употреблении алкоголя, кофеина и лекарств в течение дня; дневном стрессе; оценке усталости и напряжения; краткой форме шкалы позитивных и негативных эмоций (PANAS-SF) и краткой форме шкалы профиля настроения (POMS-SF). Утренний опрос содержал вопросы о времени засыпания; периодах ночного бодрствования; оценке усталости, напряжения, трудностей с засыпанием, качестве сна (лучше или хуже обычного), глубине сна, частоте пробуждений, качестве сна; PANAS-SF и POMS-SF. Он также содержал вопросы о PN, EN и берушах и их влиянии на сон.

Физиологические и когнитивные измерения

Все сердечно-сосудистые и когнитивные измерения проводились вечером (до установки полисомнографического аппарата) и утром (после завершения опроса) в спальне испытуемого. Поскольку в наличии был только один симулятор вождения и одно устройство для проверки слуха, участники чередовали станции. Каждый участник проходил тесты и измерения в одном и том же порядке на протяжении всех дней исследования, а порядок проведения тестов и измерений менялся для каждой спальни при каждом запуске исследования. Анализ, представленный в данной статье, сосредоточен на тестах и измерениях, проведенных утром.

После пяти минут неподвижного сидения за столом проводились три последовательных автоматических измерения артериального давления с интервалом в 1 минуту между измерениями.

Проверка порогов слуха с помощью тональной аудиометрии в диапазоне частот от 500 Гц до 16 кГц проводилась с использованием откалиброванной системы WAHTS. Если алгоритм не сходился на определенной частоте, использовалось наибольшее значение потери слуха, измеренное у того же испытуемого на этой частоте.

Участники выполняли компьютеризированный тест на когнитивные функции, состоящий из 10 коротких тестов, охватывающих ряд когнитивных областей с известным представлением в головном мозге (тест на моторный праксис, тест зрительного обучения объектам, тест 2-back с фрактальными стимулами, тест абстрактного сопоставления, тест ориентации линий, тест распознавания эмоций, тест матричного рассуждения, тест подстановки цифр и символов, тест оценки риска с воздушным шаром, тест психомоторной бдительности).

Участники выполняли задание на распределение внимания продолжительностью около 7 минут на автомобильном симуляторе STISIM Drive Model M300WS. Им нужно было поддерживать постоянную скорость 55 миль в час и оставаться в полосе движения на шоссе с несколькими поворотами и встречным движением. Через случайные промежутки времени рядом с левым или правым боковым зеркалом загорался индикатор, и участники должны были нажать кнопку, расположенную слева или справа от рулевого колеса, как только они видели индикатор.

Результаты исследования

Структура сна

Таблица №2

Результаты смешанной модели указывают на значительные различия между условиями исследования по 11 из 13 показателей структуры сна (таблица №2). Только время сна и время, проведенное в стадии N1, не различались между условиями. На основе апостериорных сравнений (таблица №3) время, проведенное в стадиях N3 и REM-сна (основной показатель исследования), было значительно ниже по сравнению с контрольной группой для всех условий воздействия EN, за исключением EN + EP. Ни EN + PN40, ни EN + PN50 не отличались значительно от EN по времени, проведенному в стадиях N3 и REM-сна, в то время как участники проводили в среднем на 21.0 минуты больше в стадиях N3 и REM-сна в EN + EP по сравнению с ночами EN.

Таблица №3

EN был связан со средним уменьшением стадии N3 на 23.4 минуты по сравнению с CTRL, что в значительной степени компенсировалось более поверхностной стадией сна N2 (+20.8 мин; графики ниже). Ни один из других показателей структуры сна не отличался существенно между EN и CTRL.

Изображение №1

PN50 был связан со средним уменьшением REM-сна на 18.6 минуты по сравнению с CTRL, что также в значительной степени компенсировалось более поверхностной стадией сна N2 (+20.1 мин). Ни один из других показателей структуры сна не отличался существенно между PN50 и CTRL.

Ночи EN + PN40 и EN + PN50 были связаны со значительно меньшим временем, проведенным в стадии N3 и в фазе быстрого сна, большим временем, проведенным в стадии N2 и в состоянии бодрствования, более коротким общим временем сна (TST от total sleep time), более низкой эффективностью сна, большим количеством бодрствований после засыпания (WASO; только EN + PN40) и большей продолжительностью пробуждения (только EN + PN40) по сравнению с контрольной группой (CTRL). По сравнению с EN, как EN + PN40, так и EN + PN50 были связаны со значительно меньшим количеством быстрого сна, в то время как латентность быстрого сна была значительно увеличена только для EN + PN50. Кроме того, время бодрствования было больше как в ночь EN + PN40 (+8.6 мин), так и в ночь EN + PN50 (+10.6 мин) по сравнению с ночами EN, хотя статистически это различие не было значимым (таблица №3). Наблюдалась тенденция к увеличению продолжительности стадии N3 (+5.5 мин) и уменьшению продолжительности REM-сна (-7.6 мин) в группах EN + PN50 по сравнению с группами EN + PN40, однако эти различия были незначительными и статистически незначимыми.

Значимых различий в структуре сна между группами EN + EP и CTRL не наблюдалось. Более того, более 70% снижения стадии N3 в ночи EN было компенсировано использованием берушей (+16.9 мин).

Модель, изучающая влияние ночи исследования (категориальная; с поправкой на условия исследования) на время, проведенное в различных стадиях сна, и на ORP, выявила значимое влияние ночи исследования только на REM-сон. Продолжительность фазы быстрого сна (REM-сна) была наименьшей во вторую ночь исследования и увеличивалась на протяжении всех ночей (оценочные средние значения продолжительности REM-сна составили: ночь 2: 91.9 ± 4.7 мин; ночь 3: 103.6 ± 4.4 мин; ночь 4: 102.6 ± 4.4 мин; ночь 5: 110.9 ± 4.4 мин; ночь 6: 110.3 ± 4.5 мин; ночь 7: 108.4 ± 4.5 мин).

Фрагментация сна и ORP

Результаты смешанной модели указывают на значительные различия между условиями исследования по всем изученным показателям фрагментации сна, за исключением EEG частоты пробуждений в периоды тишины (графики ниже).

Изображение №2

Постфактум тесты показали, что частота пробуждений, частота пробуждений по EEG и ORP были значительно и существенно увеличены во время воспроизведения шумовых событий в ночи EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой. Наблюдалась тенденция к тому, что EN + PN40 и EN + PN50 смягчали некоторые эффекты EN на фрагментацию сна в зависимости от дозы, при этом количество пробуждений было значительно меньше в ночи EN + PN50 по сравнению с ночами EN + PN40 (-1.68 на час общего времени сна). Хотя частота пробуждений и частота пробуждений по EEG не различались в тихие периоды в ночи EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой, ORP был значительно выше в ночи EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой. При рассмотрении данных за всю ночь частота пробуждений не отличалась для ночей EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой, в то время как частота пробуждений по EEG и ORP были значительно выше для ночей EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой, при этом существенных различий между ночами EN, EN + PN40 и EN + PN50 не наблюдалось.

Ни один из показателей фрагментации сна не отличался существенно между ночами EN + EP и CTRL, что свидетельствует о почти полном смягчении влияния EN на фрагментацию сна. Ночи EN + EP были связаны со значительно более низкой частотой пробуждений и пробуждений по данным EEG, а также с более низким ORP в периоды шума по сравнению с ночами EN. ORP также был значительно ниже в тихие периоды и в течение всей ночи для EN + EP по сравнению с ночами EN.

Анализ событий

Изображение №3

Отслеживание гипноплотностей (hypnodensities) в течение 4 минут с момента начала шума показало значительное увеличение вероятности пробуждения в условиях EN в течение первой минуты, за которым последовало снижение, которое больше не отличалось от CTRL более чем через 2 минуты после начала шума (3A). Увеличение вероятности пробуждения в течение первой минуты после начала шумового события было несколько ниже для EN + PN50. Однако снижение вероятности пробуждения более чем через 2 минуты после начала шума было медленнее как для EN + PN40, так и для EN + PN50 по сравнению с EN, и вероятность пробуждения оставалась значительно выше в конце 4-минутного окна.

Вероятность стадии N1 увеличилась для EN в первую минуту, а затем снизилась (3B). Она была неотличима от CTRL более чем через 2.5 минуты после начала шумового события. EN + PN40 и EN + PN50 показали аналогичные закономерности по сравнению с EN.

Вероятность стадии N2 снижалась в течение первых 30 секунд, затем увеличивалась и восстанавливалась, превышая уровни до начала шумового события, при этом вероятность N2 была значительно выше по сравнению с контрольной группой (CTRL) более чем через 2.5 минуты после начала шума (3C). EN + PN40 и EN + PN50 показали аналогичную картину с несколько меньшим снижением вероятности N2 в первую минуту после начала шума.

Вероятность стадии N3 снижалась в течение первых 1.5 минут после начала шума в условиях EN, затем медленно восстанавливалась, но оставалась значительно ниже по сравнению с контрольной группой (CTRL) в конце 4-минутного окна наблюдения (3D). Вероятность N3 для EN + PN40 повторяла таковую для EN, в то время как падение вероятности N3 было менее резким для EN + PN50. Вероятность N3 все еще была ниже в конце 4-минутного окна для EN + PN50 по сравнению с контрольной группой (CTRL), но была выше по сравнению как с EN, так и с EN + PN40.

Вероятность быстрого сна (REM) снижалась в течение первых 30 секунд воспроизведения шумового события, а затем неуклонно возрастала в ночах с шумовым воздействием по сравнению с контрольной группой (CTRL) (3E). Она перестала статистически значимо отличаться от CTRL более чем через 1.5 минуты после начала шума. Снижение вероятности быстрого сна было более выраженным для EN + PN40 и особенно EN + PN50, а восстановление также происходило медленнее. В конце 4-минутного окна вероятность быстрого сна оставалась значительно ниже по сравнению с CTRL как для EN + PN40, так и для EN + PN50.

ORP был значительно выше в условиях EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с CTRL до начала шумового события, что указывает на то, что 4-6-минутного интервала без шума было недостаточно для достижения уровня глубины сна, сопоставимого с ночами CTRL (3F). В условиях EN, EN + PN40 и EN + PN50 ORP резко возрастал после начала шумового события, а затем постепенно возвращался к уровню до шума. Как EN + PN40, так и EN + PN50 были связаны со значительно более низкими уровнями ORP по сравнению с EN в течение первых двух минут воспроизведения шумового события, но статистически не отличались от EN более чем через 2 минуты после начала шумового события.

Хотя, описательно, вероятности бодрствования и стадии N1, а также уровни ORP были несколько выше, а вероятности стадии N3 и REM-сна были несколько ниже для EN + EP по сравнению с CTRL, оба условия были статистически неотличимы друг от друга, за исключением небольшого, но значимого повышения ORP в первые две минуты после начала шумового события.

Зависимость между дозой LAS,max и эффектом

Изображение №4

Распространенность бодрствования, стадий N1 и N2, а также ОВП увеличивались дозозависимым образом с увеличением LAS,max шумовых событий в ночи EN, в то время как распространенность стадии N3 и REM уменьшалась (графики выше). Аналогичная картина наблюдалась для ночей EN + PN40 и EN + PN50, за исключением того, что PN40 частично смягчал воздействие EN на снижение стадии N3 при 45 дБ LAS,max, а PN50 частично смягчал воздействие EN на снижение стадии N3 при 45 дБ и 55 дБ. Кроме того, ORP смещался в сторону более низких уровней для EN + PN40 и еще больше для EN + PN50 по сравнению с EN.

Условие EN + EP не отличалось от CTRL для уровней событий до 55 дБ LAS,max. Однако при уровне шума 65 дБ LAS,max защитный эффект берушей для сна исчез, вероятность и склонность к пробуждению были значительно выше, а вероятность стадии N3 — значительно ниже по сравнению с контрольной группой.

Физиологические и когнитивные показатели

Ни один из физиологических (например, артериальное давление, вариабельность сердечного ритма, слух) или когнитивных показателей не отличался статистически значимо между условиями исследования (таблица №4).

Таблица №4

Результаты опросов

Таблица №5

Несколько переменных, отражающих самооценку или оценку сна за прошедшую ночь, значительно различались в зависимости от условий исследования (таблица №5). Участники чувствовали себя значительно менее счастливыми, более физически истощенными, более умственно утомленными, более уставшими, более напряженными, более сонливыми, имели значительно более высокие баллы по показателям гнева/враждебности (хотя и минимально), усталости/инерции и общего нарушения настроения, в то время как баллы по показателям бодрости/активности по шкале POMS-SF были значительно ниже в ночи с EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой (таблица №6). Различий с контрольной группой в ночи с PN50 и EN + EP обнаружено не было. EN + EP смягчал некоторые эффекты EN на усталость, напряжение и сонливость. Участники также сообщали о значительно худшем, чем обычно, поверхностном сне, слишком частых пробуждениях и худшем качестве сна в ночи с EN, EN + PN40 и EN + PN50 по сравнению с контрольной группой. Трудности с засыпанием оценивались как более серьезные, чем в контрольной группе, только в ночи с применением EN + PN50. Беруши смогли частично смягчить эти эффекты.

Таблица №6

На вопрос о том, насколько постоянный фоновый шум беспокоил или мешал участникам, большинство ответили «совсем не беспокоил» (29.5%) или «немного» (37.2%). На вопрос о том, как постоянный фоновый шум влиял на качество сна участников, большинство ответили, что спали немного хуже (38.5%; средняя оценка 3.18 по шкале от 1 до 5).

Участников также спрашивали о комфорте ношения берушей. Большинство участников оценили беруши как очень удобные (33.3%), несколько удобные (28.6%) или ни удобные, ни неудобные (28.6%). Только два участника (9.5%) оценили их как несколько неудобные, и никто не оценил их как очень неудобные. На вопрос о том, как беруши влияли на качество их сна по сравнению со сном без них, 42.9% участников сказали, что спали намного лучше, а еще 42.9% — что спали немного лучше.

Выводы ученых

В данном исследовании изучалось смягчающее воздействие PN и берушей на нарушения сна, вызванные прерывистым воздействием EN. Характерным признаком воздействия EN было уменьшение глубокого сна стадии N3, в то время как PN снижал начало и поддержание быстрого сна (REM-сна). Помимо некоторого снижения фрагментации сна и уменьшения глубокого сна, вызванных EN, добавление PN к прерывистому воздействию EN оказалось в значительной степени безуспешной стратегией смягчения последствий и ухудшило структуру сна. Учитывая широкое использование широкополосных звуков среди населения, а также тот факт, что такие приборы, как кондиционеры и вентиляторы, также производят широкополосные звуки, наблюдаемое снижение REM-сна вызывает беспокойство, учитывая важный вклад REM-сна в формирование памяти, пластичность мозга и регуляцию эмоций. На основании этих результатов, вероятно, следует избегать широкого использования широкополосных звуков у новорожденных и детей младшего возраста, поскольку REM-сон играет критическую роль в нейроразвитии в этих возрастных группах.

Беруши показали себя лучше по сравнению с обычным шумом, поскольку смогли смягчить большинство негативных последствий прерывистого воздействия шума на сон при всех уровнях шума, кроме самого высокого.

Для более детального ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.

Эпилог

В рассмотренном нами сегодня труде ученые решили проверить, действительно ли белый и розовый шум положительно влияют на качество сна, а также как себя показывают в этом аспекте обычные беруши. Короткий ответ — беруши оказались намного лучше белого/розового шума.

Розовый шум стал весьма популярным «помощником» в последние годы. Видео на YouTube, аудиозаписи на Spotify, бесконечное число приложений и физических устройств. И все они должны помочь нам лучше и качественнее спать. Однако проблема в том, что научных подтверждений заявленным положительным эффектам никто не предоставляет. Есть лишь громкие слова и обещания.

Авторы исследования решили оценить влияние розового шума и берушей на сон. В исследовании приняли участие 25 человек, которые приходили вечером в лабораторию сна, где спали по 8 часов, а потом уходили заниматься своими делами. Во время сна на участников воздействовали различные сочетания шумов и «помощников» (например, шум самолета + розовый шум или шум самолета + беруши).

В течение обычной ночи мозг многократно проходит через глубокий сон и REM-сон. Глубокий сон играет ключевую роль в физическом восстановлении, обработке памяти и удалении продуктов обмена веществ из мозга. REM-сон, часто называемый сном со сновидениями, поддерживает эмоциональную регуляцию, развитие двигательных навыков и рост мозга. Вместе эти стадии сна работают в равновесии, чтобы люди просыпались отдохнувшими и умственно подготовленными к предстоящему дню.

Розовый шум относится к категории широкополосного шума. Это непрерывный звук, охватывающий широкий диапазон частот и обладающий устойчивым, статическим характером. К широкополосному шуму также относятся белый шум и другие его разновидности, такие как коричневый и синий шум. Каждый тип шума по-разному распределяет звуковую энергию по слышимому спектру, что влияет на то, будет ли звук более высоким или более низким. Многие звуки природы, включая дождь и шум океанских волн, относятся к этой категории. Обычные бытовые приборы, такие как вентиляторы и кондиционеры, также производят широкополосный шум.

По сравнению с ночами без шума, воздействие шума от самолетов привело к потере в среднем около 23 минут в сутки сна стадии N3, которая является самой глубокой стадией сна. Использование берушей в значительной степени предотвратило это сокращение глубокого сна.

Сам по себе розовый шум, воспроизводимый на уровне 50 децибел (часто сравниваемый со звуком «умеренного дождя»), был связан с сокращением фазы быстрого сна (REM) почти на 19 минут. Когда розовый шум сочетался с шумом от самолетов, эффект был более выраженным. Как глубокий сон, так и фаза быстрого сна значительно сократились, и участники проводили дополнительно 15 минут в бодрствующем состоянии ночью. Это увеличение бодрствования не наблюдалось, когда участники подвергались воздействию только шума от самолетов или только розового шума.

Основной вывод из полученных данных гласит, что беруши действительно помогают, а вот розовый шум имеет не только слабую эффективность, но и потенциальный вред для здоровья человека. Следовательно, розовый и белый шум требуют тщательного и обширного исследования, прежде чем называть их спасителями сна, как это часто делают авторы видео/аудио и производители генераторов шума. Конечно, эффект розового/белого шума может отличаться от человека к человеку, учитывая различные физиологические и психологические особенности. Но это лишь дополнительно подтверждает, что подобного рода методы улучшения сна могут быть не только малоэффективны, но и вредны для определенных людей. Для нас же вывод прост — модные новинки могут использоваться миллионами людей, но это еще не является показателем их эффективности.