Наука сна: часть 2

Вторая часть статьи, раскрывающей удивительные секреты происходящего в вашем мозгу после того, как вы закрываете глаза и улетаете в страну снов (и о том, что происходит, если этого не делать).

4. Сны

Ах, сны – самая интригующая, загадочная и интересная часть процесса сна. Что мы знаем о них? Да, вы правильно догадались – недостаточно для полной уверенности в чём бы то ни было.

Давайте сразу отбросим Фрейда с его «подсознательными желаниями» (у нас ведь научный блог) и перейдём сразу к фактам. Некоторые исследователи считают, что между недавно созданным воспоминанием, их консолидацией и формированием снов существует связь. Одна из гипотез говорит, что когда элементы нового воспоминания появляются во сне, мозгу становится проще записать их, поскольку они воспроизводятся в изначальном состоянии (вы как бы воспринимаете воспоминания заново). Существуют исследования, показывающие, что утром, после того, как людям снилось что-то недавно выученное, они лучше справляются с воспоминаниями на этот счёт, чем те, кому этого не снилось.

И хотя мы пока никак не можем определить, какие именно участки мозга отвечают за создание снов, в парочке последних исследований учёные достигли определённого прогресса в определении того, какая часть мозга заставляет нас видеть сны. Оказывается, что теменно-затылочный участок, работающий над созданием мысленных изображений и обрабатывающий все ваши ощущения в течение дня, ночью активно работает над созданием снов. И если вы наслаждаетесь вашими ночными приключениями (хм, звучит как-то не так), вам нужно очень сильно заботиться об этом участке – исследования показывают, что его повреждение ведёт к потере сновидений. Более того, учёные даже определили, какие участки мозга активируются в то время, когда вам снится что-то конкретное. Они придумали пять грубых категорий (мысли и ощущения, речь, лица, движения, пространство) и обнаружили, что когда людям снится что-то из определённой категории, то участок мозга, отвечающий за неё при бодрствовании, гораздо активнее других ведёт себя и во сне. А это значит, что «восприятие» определённой информации активирует одни и те же участки мозга, вне зависимости от того, реальны они или приснились.


Вчера мне приснилось, что гамбургер ест меня

5. Что может пойти не так?

Как всё остальное в жизни, сон может испортиться – и множеством способов. Это может быть периодическая бессонница, знакомая всем нам, или это может быть неизлечимая болезнь "фатальная семейная бессонница", совершенно не дающая человеку заснуть, вследствие чего он испытывает галлюцинации, деменцию и смерть. Да, жутковато. Но начнём с чего-нибудь полегче.

Выделяют бессонницу (инсомнию) – когда вы не можете заснуть, гиперсомнию – когда вы спите слишком много, парасомнию – когда вы демонстрируете во время сна ненормальное поведение, а также другие состояния (например, апноэ во сне, когда во время сна у вас случаются проблемы с дыханием).

Бессонницу может вызвать целый вагон факторов – вы можете перенервничать перед экзаменом, постоянно возвращаться к какой-то глупой реплике, брошенной пять лет назад (или подвергнуться воздействию побочного эффекта от имеющейся болезни). Однако иногда мозг просто саботирует ваш сон – исследования показывают, что люди с первичной бессонницей (то есть, не связанной с другими состояниями) могут страдать от недостатка нейротрансмиттера ГАМК, работающего «тормозной жидкостью» мозга. Было показано, что у взрослых с хронической бессонницей на 30% меньше ГАМК, чем в среднем в популяции. В результате мозг неспособен заглушить будящие его сигналы, и остаётся гиперактивным. Более того, было обнаружено, что у таких пациентов есть проблемы и со связанностью мозга – со связями, идущими от и к таламусу, участку мозга, управляющему множеством функций – сознанием, сном и бодрствованием. Пока непонятно, является ли нарушение связей причиной или следствием бессонницы, но, по крайней мере, этот факт проливает некоторый свет на это загадочное заболевание.


Красное: участки белого вещества, целостность которого нарушена у пациентов с первичной бессонницей

Гиперсомния наоборот, постоянно вгоняет вас в сон. Нарколепсия, заболевание, при котором человек ощущает чрезмерную сонливость и неконтролируемо засыпает днём, является основным примером гиперсомнии. Было обнаружено, что у людей с нарколепсией есть недостаток орексинов. Орексины – это химические соединения, вырабатывающиеся в гипоталамусе, сигнализирующие стволу головного мозга, участку, поддерживающему нас в бодрствующем состоянии, чтобы он продолжал нас поддерживать в бодрствующем состоянии. Поэтому когда эти орексины по каким-то причинам (в основном по аутоиммунным) отмирают, человеку становится тяжело долго оставаться бодрствующим, поскольку в мозг не поступают сигналы о том, что он должен оставаться активным.


Количество вырабатывающих орексины нейронов у здорового человека (слева) и у нарколептика (справа)

В список парасомний входят такие вещи, как сомнамбулизм, ночной страх или даже сексомния (хотя последнюю часто относят к сомнамбулизму). В исследовании 2012 года было обнаружено, что 29,2% американцев хотя бы раз в жизни испытывали на себе сомнамбулизм. Он обычно происходит во время глубокого сна в 4-й фазе (это та фаза, после вынужденного пробуждения из которой вы чувствуете себя подавленным). И хотя большая часть таких эпизодов безобидна, иногда сомнамбулизм может серьёзно разыграться (можно вспомнить характерное дело Кеннета Паркса, который, будучи во сне, вышел из дома, сел в машину, проехал 23 км до дома своей тёщи и тестя, убил их, а затем доехал до полицейского участка). Исследования говорят о том, что такие эпизоды могут происходить из-за того, что более примитивные участки нашего мозга (лимбической система), участвующие в формировании эмоций и сложной моторики, остаются бодрствующими, в то время, как более сложные участки мозга, управляющие рациональным мышлением и памятью, спят. Мозг застревает в неопределённом состоянии между сном и явью, и регулируется архаической системой, направленной на выживание, поскольку нормальные механизмы контроля всё ещё спят.


Человек, убивший тёщу и тестя во время приступа сомнамбулизма

Наконец, посмотрим на то, что происходит с мозгом, если человек не получает достаточно сна. Нам всем известно, что в депривации сна нет ничего хорошего – человек чувствует себя плохо, начинает всё забывать, срывается на людей и работает на автопилоте. Но что это делает с вашим мозгом?


Депривация сна – это билет в один конец ко временному психозу

Совсем недавно учёные обнаружили, что 24 часа без сна вызывают симптомы, схожие с шизофренией: люди испытывают недостаток внимания и концентрации, неспособны фильтровать входящую сенсорную информацию, что приводит к перегрузке органов чувств. Также сообщалось об изменении ощущения времени и запахов, а некоторые люди даже рассказывали, что у них появлялось ощущение того, будто они могут читать мысли.

Недавно одно из исследований удостоилось шумного освещения в заголовках прессы, звучавших как-то вроде «Мозг поедает себя при недостатке сна!» На самом деле в исследовании было обнаружено, что клетки, отвечающие за устранение мусора, уничтожение и переваривание изношенных клеток и ликвидацию ненужных связей между клетками мозга (синапсов) развивают чрезмерную активность в мозге мышей, лишённых сна. Астроциты, клетки, устраняющие лишние синапсы, были активны всего в 5% клеток мозга хорошо выспавшейся мыши. У мыши с депривацией сна это количество увеличилось до 13%. Кроме того, астроциты у не выспавшейся мыши начали не только аккуратно устранять синапсы для обновления связей мозга, но на самом деле поедать их в процессе фагоцитоза (от греческого слова φαγεῖν, означающего «пожирать»). Однако, как бы ужасно это ни звучало (а как здорово звучат сенсационные заголовки вроде «мозг поедает себя!»), учёные говорят, что поеданию подвергались самые сильные, старые и наиболее используемые синапсы. Поэтому, в каком-то смысле это похоже на избавление от старой мебели. Исследователи не сочли это чем-то катастрофическим. Другой результат был более тревожным. Микроглия, вид клеток, вычищающих старые и изношенные клетки (тоже при помощи фагоцитоза), также начинали вести себя гиперактивно после хронической депривации сна. А это уже не очень хорошо, поскольку гиперактивация микроглии была связана с различными нейродегенеративными заболеваниями вроде Альцгеймера. Также было показано, что нарушение сна делает людей более уязвимыми к деменции – поэтому, возможно, между ними существует связь.

Ещё одно исследование обнаружило, что депривация сна приводит к замедлению реакции на внешние события – из-за замедления скорости передачи между нейронами. Поэтому, по сути, клетки мозга слишком сильно устают и просто не могут передавать информацию на обычной высокой скорости, что приводит к когнитивным провалам и замедляет скорость реакции. Вместо того, чтобы носиться со скоростью зайца, как после нормального 8-часового сна, мысли ползают, как черепахи. Мораль истории: идите спать. Заканчивайте на сегодня с Netflix и Facebook.


Я не спала 83 часа подряд, но я норм.

6. Так сколько сна нам нужно и как правильно спать?

Все мы слышали о волшебной цифре – 8 часов сна. Восемь часов для наиболее успокаивающего сна, восемь часов для выравнивания чакр, восемь часов то, восемь часов это. Но так ли это на самом деле? Судя по всему, статьи, спорящие с 8-часовой идеей, и предлагающие новые мнения по поводу оптимальной длительности сна, возникают чаще, чем мне удаётся как следует поспать. Так где же правда?

Хотя ответа с точностью до минут не существует, учёные всё же сходятся на каких-то оценках. Конечно, существуют люди, спящие понемногу, благодаря редкой генетической мутации способные полностью отдохнуть после очень короткого сна (4-5 часов), и на которых общие правила не распространяются. Однако большая часть людей не такая везучая, и для обычного человека хорошей оценкой будет 7-8 часов. Существуют исследования, изучающие связь между сном и такими вещами, как сердечно-сосудистые заболевания (1, 2, 3), ожирение, депрессия и уровень смертности (1, 2, 3), показывающие, что эта связь похожа на кривую в форме буквы U, и наименьшие проявления упомянутых заболеваний проявляются на отметке 7-8 часов. Более того, Американская академия лечебного сна (AASM) и Национальный фонд сна выпустили свои рекомендации, и обе они сходятся на том, что спать нужно по 7-8 часов (AASM загадочно пишет о «7 часах и более», и упоминает, что сон, длящийся более 9 часов, тоже может иметь свои недостатки). И чрезмерный сон действительно неблагоприятен: в одном исследовании было показано, что злоупотребление сном повышает риск деменции, некоторые исследования показали, что слишком много сна (как и недосыпание) может привести к ухудшению когнитивных функций и нарушениям памяти, а другие обнаружили, что воспалительные процессы сильнее проявляются у людей, спящих более 8 часов.


Зависимость рисков от длительности сна: слева вверху – общая смертность, справа – сердечно-сосудистые заболевания, слева внизу – коронарная недостаточность, справа – инсульт. Нижние значения рисков находятся в районе 7-8 часов сна.

По этому критерию получается, что западное сообщество постоянно балуется с депривацией сна – некоторые опросы говорят о том, что 35% взрослых в США и три четверти британцев спят менее 7 часов. Это довольно прискорбно, поскольку, как мы помним, недостаток сна может сильно подорвать ваше здоровье. Кроме того, по оценкам, только в одних США депривация сна обходится экономике в миллиарды долларов путём потери эффективности и качества работы. Поэтому, важно планировать свой день так, чтобы получилось поспать не менее 7 часов почти каждый день. Знаю, знаю, это очень раздражает, учитывая, что среднему взрослому требуется около 30 часов в сутки только для того, чтобы сделать все дела по дому, всю работу, поучаствовать в социальной жизни, расслабиться, и пятое, и десятое… Но в долгосрочной перспективе очень важно не лишать наше тело драгоценного времени на сон и восстановление.

Вы, возможно, спросите: можно ли нагнать упущенное время сна? Может, мне просто поспать по 12 часов в выходные: поможет ли это моему телу забыть все эти ужасные бессонные ночи на неделе? К несчастью, это так не работает. В одном исследовании обнаружили, что попытки нагнать упущенное время в выходные после недели недосыпов лишь увеличивают сонливость и воспалительные процессы. Нарушение эффективности когнитивных функций (концентрация и внимание), происходящее из-за депривации сна, не проходит после длительного сна в выходные. То есть, поспать впрок или доспать после недосыпа не получится – это не поможет вернуть концентрацию и внимание. Необходимо спать соответствующее количество времени каждую ночь.


В 2017 году 12% британцев спят менее пяти часов в сутки. Это на 7% больше, чем в 2013 году.

Как спать лучше?

Как мы узнали из прошлой части, синий свет нам не друг. Значит, процедура отхода ко сну должна включать в себя отказ от всех устройств за час-два до постели, и не нужно использовать эти устройства в постели, чтобы не связывать отдых с работой или с потоком информации (не надо набирать текст на ноутбуке, лёжа в постели). Хотя бы нужно скачать приложение f.lux, уменьшающее яркость экрана перед сном и устраняющее из картинки синий цвет.

Ещё один метод отхода ко сну – расслабление. Доказано, что медитация с осознанием [mindfulness] (означающая просто концентрацию на своём дыхании, ощущениях тела, восприятии окружающей среды и слежение за мыслями вместо увлечения ими), помогает людям, страдающим от бессонницы и улучшает качество сна (не говоря уже об остальной пользе для здоровья) (1, 2, 3, 4, 5, 6). Просто концентрироваться на своём дыхании 10 минут вместо разглядывания смешных картинок может сделать очень многое. Ваш разум расслабляется и перестаёт лихорадочно обдумывать список дел на завтра или вспоминать позорные ситуации ушедшего дня. Лично я использую приложение 10% Happier App [на 10% счастливее] и нарадоваться ему не могу.

Ещё одна интуитивная вещь, помогающая заснуть – избегать кофеина перед сном. И я имею в виду, уже после обеда. В одном исследовании обнаружили, что употребление кофеина даже за 6 часов перед сном уменьшает время сна на один час. Поэтому чтобы убедиться, что кофеин не мешает вашему сну, необходимо пить его не позднее, чем за 7-8 часов до сна. Ещё одно исследование обнаружило, что кофеин способен задерживать ход ваших внутренних часов, и уменьшать время на сон из-за того, что вы дольше бодрствуете. Это ещё одно напоминание о том, что не стоит пить кофе во второй половине дня. В итоге, не вредящий сну способ употребления вашего ежедневного наркотика следующий: постепенно уменьшайте количество кофеина в течение дня, и последнюю чашку пейте не позже 14.



Наконец, важна и прохладная атмосфера в спальне (сюда можно вставить неловкую шутку про секс). Учёные советуют, что оптимальная температура для сна должна находиться в промежутке от 18° до 21°C (1, 2, 3, 4). За несколько часов до сна температура нашего тела начинает уменьшаться – и небольшое уменьшение температуры в спальне помогает вызвать сон. В одном исследовании обнаружили, что увеличение температуры кожи всего на 0,4°C (что позволяет телу излучать больше тепла) приводит к более глубокому сну и уменьшает количество пробуждений. Некоторые исследования продемонстрировали, что нарушение терморегуляции (и слишком высокая температура тела во сне) связана с некоторыми видами бессонницы.

Теперь у вас есть довольно неплохое представление о том, как взять от сна как можно больше, каковы нежелательные эффекты трёхчасового сна после бессонной ночи, и ещё что какой-то чувак убил людей во время приступа лунатизма. Спокойной ночи и ждите вскорости нового блока новостей по нейробиологии!