Природа сна: зачем мы спим и как на нас влияет недосып

Интерес к сну не случаен. В последние десятилетия образ жизни большинства людей радикально изменился: круглосуточный доступ к информации, работа в ночные смены, постоянное использование гаджетов. Всё это нарушает естественные биоритмы и заставляет человечество платить серьёзную цену — ухудшением памяти, ростом психоэмоциональных расстройств, ослаблением иммунитета и даже повышенным риском хронических заболеваний.

Cон — не пассивная остановка: во время сна мозг и тело активно восстанавливаются и перерабатывают информацию

На первый взгляд может показаться, что сон — это пассивный процесс отключения организма. На деле же именно во сне происходят важнейшие процессы: мозг перерабатывает информацию, тело восстанавливается, а внутренние биологические часы синхронизируют работу органов и систем. Недаром недосып сегодня называют «новым курением», указывая на его разрушительное воздействие на здоровье.

Эта статья поможет разобраться, что именно происходит с мозгом и телом во время сна, как он связан с циркадными ритмами, чем опасен хронический недосып и почему даже у животных выработались удивительные стратегии отдыха.

Почему мы спим

Специализирующийся на сне психиатр Аллан Хобсон (Allan Hobson) как-то пошутил, что единственная известная функция сна — лечение от сонливости. Что не совсем так, но вопрос, отчего этот процесс так необходим, ещё не решён до конца.

Остаётся неясным, почему сон как эволюционная стратегия вообще возник. Ведь он должен был приносить существенную пользу, которая уравновесила бы значительный риск быть съеденным или остаться без пищи.

На основе имеющихся данных можно сделать вывод, что сон — это не роскошь, а необходимый для физического и психического здоровья процесс. Но учёные пока только начинают открывать другие его сложные и разнообразные функции.

Что в это время происходит в мозге

Мозг не выключается, последовательно чередуются две фазы сна. Каждая со своими особенностями: медленный (глубокий) и быстрый сон.

Глубокий составляет около 80% всего времени сна. Для этой фазы характерны медленные мозговые волны, расслабление мышц, спокойное глубокое дыхание.

Также во время медленного сна консолидируются воспоминания: недавние события переводятся на длительное хранение. Но не все подряд — менее важные воспоминания за прошедший день вычищаются. Связи между нейронами (синапсы) сокращаются в размерах, из-за чего слабые соединения «вырезаются» и эти впечатления забываются.

Остальные 20% составляет быстрый сон или фаза быстрого движения глаз (БДГ). Во время неё мы видим сны. Они могут длиться от нескольких секунд до часа. С течением ночи они становятся длиннее, но почти сразу же забываются.

В БДГ-фазе мозг очень активен, мышцы парализованы, увеличивается частота сердечных сокращений, дыхание становится неравномерным. Считается, что сновидения связаны с обучением и памятью, ведь после новых впечатлений мы обычно видим больше снов. Сокращение же времени быстрого сна связывают с риском возникновения деменции.

Сколько нужно спать

Часто говорят о восьми часах, но оптимальное количество сна варьируется для разных людей и разных периодов жизни. Исследователи из американского Национального фонда сна проанализировали 320 научных статей и составили подробные рекомендации.

• Взрослым: 7–9 часов
• Подросткам: 8–10 часов
• Маленьким детям: 10–13 часов
• Младенцам: до 17 часов

Взрослый человек может какое-то время спать меньше и чувствовать себя нормально, если у него хорошее качество сна. Но когда процесс этот занимает меньше семи часов, появляются негативные последствия для здоровья. То же происходит и когда сна слишком много, хотя подобных случаев всё же крайне мало.

Как сон связан с суточными ритмами

В 1930-х годах американский нейрофизиолог Натаниэл Клейтман (Nathaniel Kleitman) провёл 32 дня в пещере на глубине 42 метров. Целью эксперимента было изучение внутренних часов человека. Он жил в полной изоляции, пытаясь продлить сутки до 28 часов.

И несмотря на строгий распорядок питания и сна ему это не удалось. Он всё равно чувствовал себя бодрым, когда его «день» примерно совпадал со световым. Температура его тела тоже колебалась в рамках 24-часового цикла. С этим же сталкиваются многие работающие посменно, особенно при нерегулярном графике.

Почему мы привязаны к 24-часовому циклу

За миллионы лет эволюции наша жизнь синхронизировалась с циклом смены дня и ночи, который вызван вращением планеты. Циркадные ритмы сформировались практически у всех живых организмов.

В 1970-х учёные обнаружили важную часть этих внутренних часов: при экспериментах с плодовыми мушками выявили ген period, активность которого циклично меняется в течение 24 часов. Белок PER накапливается ночью и разрушается днём — так клетка «отсчитывает» время суток.

Регулярный график сна — один из самых надёжных способов поддержать здоровье циркадных ритмов

У человека аналогичные механизмы находятся в супрахиазматическом ядре (СХЯ) — оно связывает сетчатку глаза с центром выработки мелатонина и руководит биоритмами организма.

Лучше ли спали раньше

Плохой сон часто связывают с современным сидячим образом жизни, наличием электричества и использованием электронных устройств. Однако изучение сна у народов, занятых сейчас охотой и собирательством, опровергает это.

Исследователи народа хадза, проживающего в северной Танзании, обнаружили, что и там люди часто просыпаются по ночам, а индивидуальные режимы сна сильно отличаются. Так, за 220 часов наблюдения было зафиксировано всего лишь 18 минут, когда все 33 члена племени спали одновременно.

В итоге учёные пришли к выводу, что беспокойный сон может быть древним механизмом выживания, выработанным для защиты от ночных опасностей. Основная разница в том, что представители этого племени не беспокоятся из-за проблем со сном.

Что будет, если не высыпаться

В самых тяжёлых случаях недостаток сна может привести к смертельному исходу. К примеру, крысы, которым совсем не дают спать, умирают в течение двух-трёх недель.

Естественно, такой эксперимент не повторяли на людях, но даже день-два без сна могут вызвать у здорового человека галлюцинации и физическое недомогание.

Уже после одной ночи плохого сна когнитивные способности снижаются, страдают концентрация и память. В итоге мы склоняемся к импульсивным решениям и сиюминутным удовольствиям. А по данным одного исследования, недосып также повышает вероятность лжи и измен.

Как недосып влияет на физическое здоровье

Регулярное недосыпание имеет накопительный эффект. Его связывают с ожирением, диабетом, сердечными заболеваниями и деменцией. У людей, которые постоянно работают в ночную смену, на 29% чаще развивается ожирение, чем у тех, кто работает посменно. Кроме того, работа по ночам на 41% увеличивает риск сердечного приступа и инсульта.

Давно известно, что бессонница может быть симптомом деменции. Некоторые учёные также считают, что плохой сон — один из факторов, способствующих развитию болезни Альцгеймера.

Во время сна мозг избавляется от белков бета-амилоидов. И если спать мало, они накапливаются и со временем приводят к нейродегенеративным изменениям в мозге.

Спят ли все другие животные

Ответ зависит от того, что считать сном. Большинство учёных понимает под ним состояние неподвижности и значительно более низкую реакцию, чем при бодрствовании.

На основе этих критериев исследователи пытались выявить неспящие виды, но достоверных доказательств пока нет. Претендентом на это звание одно время была лягушка-бык — эксперимент 1967 года дал спорные результаты.

Есть животные, которым нужно мало сна. Например, взрослые жирафы в сумме спят около получаса в день, по несколько минут за «подход». А некоторые животные могут спать только одной половиной мозга и благодаря этому сохранять активность — такой однополушарный сон встречается у дельфинов, тюленей, ламантинов и некоторых птиц.

Итог

Сон — ключевой элемент здоровья и выживания: он участвует в консолидации памяти, биохимической очистке мозга и восстановлении тела. Хронический недосып влияет не только на настроение и когнитивные функции, но и на риск серьёзных заболеваний.