Цукуба , Япония. За пределами Международного института объединённой медицины воздух наполнен тяжёлым и сладким запахом османтусов , а большие золотые пауки плетут свои паутины в кустах. Два человека в касках тихо переговариваются, измеряя площадь синевато-серых стен рядом со входом и нанося на них клей. Здание настолько новое, что на него даже ещё вывески не успели повесить.
Институту всего пять лет, самому зданию ещё меньше, но в него уже съехалось более 120 исследователей из таких разных областей, как пульмонология и химия, и из разных стран, от Швейцарии до Китая. В часе езды на север от Токио, на территории Цукубского университета при финансировании от японского правительства и других источников директор института Масаси Янагисава создал пространство для изучения основ биологии сна - что отличается более распространённых предметов изучения, вроде причин возникновения проблем со сном и методов их лечения. Здесь полно комнат со сверкающим оборудованием, тихих палат, в которых спят мыши, и просторных рабочих мест, объединённых спиральной лестницей. Здесь огромные ресурсы сконцентрированы на изучении того, зачем, собственно, живым организмам нужен сон.
Задайте исследователям этот вопрос и послушайте, как в их голос вкрадываются чувства благоговения и разочарования. Удивительно, насколько универсален сон: посреди лихорадочных битв за выживание, во все эпохи кровопролитий, смерти, побегов, несчётные миллионы живых существ ложились, чтобы побыть без сознания какое-то время. Это не выглядит, как подходящий способ проводить полную борьбы жизнь. «Это безумие, но так дела и обстоят», - говорит Тарья Поркка-Хейсканен из Хельсинского университета, ведущий биолог-сомнолог. То, что такая рискованная привычка так распространена и постоянна, говорит о том, что идущие во время сна процессы должны быть крайне важными. То, что сон даёт спящему, стоит того, чтобы снова и снова искушать смерть в течение всей жизни.
Точная польза сна всё ещё остаётся загадкой, и многих биологов эта неизвестность завораживает. Одним дождливым вечером в Цукубе группе учёных института, собравшихся в изакая-баре, удается не упоминать сон всего лишь первые полчаса общения. Даже простейшей медузе приходится дольше отдыхать, если заставить её бодрствовать больше обычного - об этом с удивлением сообщает один из учёных, цитируя новую работу, описывавшую эксперимент, в котором этих мелких существ периодически подталкивали струями воды. А голуби - вы читали работу про голубей? - спрашивает другой учёные. Все исследователи соглашаются, что во сне происходит нечто удивительное. На столе овощи и темпура остывают, забытые перед лицом удивительных загадок.
В частности именно эту потребность восполнить недостаток сна, которую наблюдали не только у медуз и людей, но и у всех представителей животного мира, пытаются использовать учёные, чтобы решить задачу необходимости сна в целом. Необходимость в сне многие считают ключом к пониманию того, что он нам даёт.
Биологи называют эту потребность «сонным давлением»: если не ложитесь спать слишком долго, давление возрастает. Чувствуете сонливость по вечерам? Естественно - вы весь день не спали, и нагнетали сонное давление. Но, как и «тёмная материя», это название описывает то, природу чего мы пока не понимаем. Чем больше вы размышляете над сонным давлением, тем больше оно походит на игру в загадки от Толкина: что растёт, когда вы бодрствуете, и рассеивается во сне? Это что, таймер? Молекула, прирастающая в течение дня и требующая удаления? Что это за метафорический подсчёт часов, запрятанный в каком-то отделе мозга, ожидающий, пока его не обнулят ночью?
Иначе говоря, спрашивает Янагисава, размышляющий об этом в своём персональном, залитом солнцем офисе института: «Какова физическая основа сонливости?»
Биологические исследования сонного давления начались более ста лет назад. В некоторых из самых знаменитых экспериментов французский учёный не давал собакам спать по десять дней. Затем он выкачивал жидкость из их мозга и вводил её в мозг хорошо отдохнувших собак, которые мгновенно погружались в сон. В этой жидкости содержалось что-то, накапливающееся во время недосыпания, что заставляло собак засыпать. Так началась охота за этим ингредиентом - помощником Морфея, пальцем на выключателе света. Очевидно, обнаружение этого гипнотоксина, как назвал его французский исследователь, должно было раскрыть секрет того, почему животных клонит в сон.
В первой половине XX века другие исследователи начали прикреплять электроды к скальпу людей, пытаясь через череп посмотреть на спящий мозг. Используя электроэнцефалограммы (ЭЭГ), они обнаружили, что во сне мозг вовсе не выключается, а работает по определённой схеме. После того, как глаза закрываются, а дыхание становится более глубоким, плотное и лихорадочное мельтешение электрических волн ЭЭГ сдвигается и превращается в необычно длинные, пульсирующие волны раннего сна. Через 35-40 минут замедляется метаболизм, дыхание выравнивается, и спящего уже не так легко разбудить. Через некоторое время мозг переключается и волны снова становятся короткими и плотными: это фаза быстрого сна , в которой мы видим сновидения. Один из первых исследователей REM обнаружил, что, наблюдая за движениями глаз по веками, он может предсказать, когда младенец проснётся - матерей такой трюк поражал. Люди раз за разом повторяют этот цикл, просыпаясь в конце фазы REM, с памятью, заполненной крылатыми рыбами и мелодиями, которые они не могут вспомнить.
Сонное давление меняет эти мозговые волны. Чем больше испытуемому не давали спать, тем больше будут волны во время фазы медленного сна, предшествующей REM. Это явление наблюдалось практически у всех живых существ, которых снабжали электродами и держали без сна слишком долго - у птиц, морских котиков, кошек, хомяков и дельфинов.
Если вам нужны ещё доказательства того, что сон, с его странной многоступенчатой структурой и тенденцией к заполнению вашего сознания всякой ерундой, это не просто некое пассивное состояние, экономящее энергию, то знайте, что у сирийских хомячков наблюдали следующую особенность: они просыпались от спячки, чтобы поспать. То, что они получали в результате сна, недоступно им во время зимней спячки. Даже несмотря на то, что она замедляет практически все процессы в их телах, сонное давление всё равно накапливается. «Я хочу узнать, почему конкретно эта активность мозга так важна?» - говорит Каспер Вогт, один из исследователей, собравшихся в новом институте в Цукубе. Он показывает на свой экран, где видны данные по срабатыванию нейронов у спящих мышей. «Что тут такого важного, чтобы рисковать быть съеденным, не есть самому, откладывать размножение - бросать всё, ради этого?»
Поиски гипнотоксина нельзя назвать неудачными. Несколько субстанций продемонстрировали чёткую возможность вызывать сон - включая молекулу аденозина , накапливающуюся в определённых участках мозга бодрствующих мышей, и исчезающую во время сна. Аденозин особенно интересен тем, что, судя по всему, именно на аденозиновые рецепторы воздействует кофеин. Когда он связывается с ними, у аденозина это уже не получается - так работает бодрящее свойство кофе. Но работа над гипнотоксинами полностью не объясняет, как именно организм отслеживает сонное давление.
К примеру, если аденозин усыпляет нас в момент перехода от бодрствования ко сну, откуда он берётся? «Никто не знает», - замечает Майкл Лазарус, исследователь института, изучающий аденозин. Некоторые говорят, что из нейронов, некоторые - что это другой класс клеток мозга. Но согласия нет. В любом случае, «вопрос не в хранении», - говорит Янагисава. Иными словами, сами эти субстанции не хранят информацию о сонном давлении. Они представляют собой только реакцию на него.
Вызывающие сон вещества могут появляться в процессе создания новых связей между нейронами. Чиара Чирелли и Джулио Тонони, исследователи сна из Висконсинского университета, предполагают, что, поскольку наш мозг строит эти связи во время бодрствования, то, возможно, во время сна он убирает ненужные связи, устраняет воспоминания или образы, не согласующиеся с другими, или бесполезные с точки зрения познания мира. «Сон - это полезный для мозга способ избавиться от воспоминаний», - рассуждает Тонони. Ещё одна группа учёных обнаружила белок, внедряющийся в мало используемые синапсы и разрушающий их, а делать у него это получается, в частности, при высоком уровне аденозина. Возможно, этот процесс очистки происходит во сне.
В этом процессе всё ещё много неизвестных величин, и исследователи прорабатывают множество других направлений в стремлении добраться до истоков сонного давления и сна. Одна группа из Цукубского университета под руководством Ю Хайаси, уничтожает определённую группу клеток в мозге мышей - и эта процедура может приводить к неожиданным последствиям. Мешая мышам испытывать фазу быстрого сна, встряхивая их как раз в тот момент, когда они собираются в неё входить, вызывает сильное давление быстрого сна, которое мышам приходится восполнять в следующем цикле сна. Страдают ли мыши от этого - другой вопрос, а пока команда исследует то, как быстрый сон влияет на их способности в когнитивных тестах. Но из эксперимента следует, что эти клетки, или некие наборы клеток, в которые они входят, могут хранить в себе записи сонного давления, когда дело касается просмотра сновидений.
Янагисава всегда склонялся к проектам эпического размаха - например, к массовому исследованию тысяч белков и клеточных рецепторов с целью понять их предназначение. Именно такой проект и привёл его к изучению сна примерно 20 лет назад. Они с коллегами, открыв нейромедиатор , названный ими орексин , поняли, что при его недостатке мыши падают в обморок потому, что засыпают. Оказалось, что этого нейромедиатора не хватает у людей, страдающих нарколепсией - они не могут его производить. Эта идея помогла вызвать настоящую волну исследований, изучающих это состояние. Группа химиков из Цукубского университета работает совместно с фармакологической компанией над исследованием потенциала имитирующих орексин веществ для лечения такого заболевания.
В настоящее время Янагисава с коллегами работают над крупным проектом масштабного изучения генов, призванным определить гены, связанные со сном. Участвующим в проекте мышам вводят вещество, вызывающее мутации. Затем их снабжают датчиками для ЭЭГ, и когда они ложатся спать на подстилке из опилок, машины записывают их мозговые волны. На сегодня учёные проанализировали сон уже более 8000 мышей.
Когда мышь спит как-то неправильно - часто просыпается, или спит слишком долго - исследователи начинают копаться в её геноме. Если они находят ту мутацию, которая может вызывать этот эффект, они пытаются создать мышь, с такой мутацией, и изучают вопрос прерывания сна. Многие успешные учёные годами ведут подобные исследования у таких животных, как плодовые мушки, и достигают впечатляющих результатов. Но преимущество использования мышей, хотя такие эксперименты по сравнению с экспериментами над мушками, очень дороги, состоит в том, что к мышам можно подключить электроды ЭЭГ, прямо как к человеку.
Несколько лет назад эта группа учёных обнаружила мышь, которая никак не могла избавиться от сонного давления. Её ЭЭГ показывал, что она живёт в состоянии постоянной изматывающей сонливости. Те же симптомы демонстрировали и мыши с такой мутацией, созданные специально.«У этого мутанта сонных волн с большой амплитудой было больше обычного, она постоянно была в невыспавшемся состоянии», - говорит Янагисава. Мутация произошла в гене SIK3. Чем больше мутанты не спали, тем больше белок набирал химических меток SIK3. Исследователи опубликовали своё открытие SIK3 в журнале Nature в 2016 году.
Пока ещё не совсем понятно, как SIK3 связан с сонливостью, но то, что метка накапливается на ферменте подобно песчинкам на дне песочных часов, очень заинтересовало исследователей. «Мы убеждены, что SIK3 - один из центральных игроков в этой области», - говорит Янагисава.
Исследователи продолжают пробираться в загадочной тьме сонливости, и подобные открытия освещают им путь подобно лучам фонарей. Как они связаны друг с другом, как они могут сойтись вместе и составить более общую картину, пока неясно.
Исследователи надеются, что прояснение придёт - может, и не через год, и не через два, но когда-нибудь, и раньше, чем можно было бы представить. А тем временем в Международном институте объединённой медицины мыши занимаются своими делами, просыпаются и засыпают, в пластиковых лотках, стоящих ряд за рядом. А в их мозгах, как и в наших, таится секрет.
Человек шестнадцать часов бодрствует и только восемь спит. При этом процессе он видит яркие сновидения. Но для чего нужны сны человеку и что это такое? Сон представляет собой процесс, протекающий у живых организмов. Для человеческой физиологии он является естественным процессом, жизненно необходимой потребностью человеческого организма. Он так же важен, как еда. Сон - сложное мозга.
Что такое сон?
Сон - состояние организма человека и других живых существ (животных, насекомых, птиц), при котором понижается реакция на внешние раздражители. Медленный сон - состояние после засыпания, которое продолжается 1-1.5 часа. В этом состоянии усваивается полученная за день информация и восстанавливаются силы.
Зачем нужен сон и какие стадии он проходит?
- На первой стадии снижается частота дыхания, частота пульса и сердцебиения, понижается температура и могут наблюдаться самопроизвольные подергивания.
- Во второй стадии сердечный ритм и температура продолжают снижаться, глаза неподвижны, повышается восприимчивость, человек может легко проснуться.
- Третья и четвертая стадии относятся к глубокому сну, человека сложно разбудить, именно в это время формируется около 80 % снов. Также именно в это время происходят случаи энуреза, приступы лунатизма, ночные кошмары и непроизвольные разговоры, но человек не в силах с этим что-то поделать, а после пробуждения может не вспомнить о происходящем.
Быстрый сон
Быстрый сон - наступает после медленного и продолжается от 10 до 15 минут. Пульс и сердечный ритм постепенно восстанавливаются. Человек неподвижен, а его глаза могут совершать быстрые движения. Во время быстрого сна человека легко разбудить.
Что представляет собою сон?
В момент сна наблюдаются изменения в отделе головного и спинного мозга. Он представляет собой совокупность нескольких различных фаз. Человек, засыпая, переходит в состояние медленного сна. Его в народе называют дремотой. Через некоторое время совершается переход во второе состояние. Оно называется "объятья Морфея". Третье состояние называется глубоким сном. Из состояния глубокого сна человек переходит в четвертое состояние. Четвертое состояние называется крепким сном, считается завершающим. В нем почти невозможно заставить проснуться.
В состоянии медленного сна в организме человека начинает вырабатываться гормон роста, начинается регенерация тканей внутренних органов и кожи, снижается пульс.
Структура сна
Структура сна состоит из фаз. Они повторяются и чередуются между собой каждую ночь. У человека за ночь проходит медленный и быстрый сон. Существует пять Каждый цикл длится от восьмидесяти до ста минут. Медленный сон состоит из четырех состояний:
- В первом состоянии сна у человека снижается сердечный ритм. Это состояние называется дремотой. В такой момент человек видит свои мечты и галлюцинации. В этом состоянии человеку могут прийти неожиданные идеи.
- Второе состояние сна характеризуется учащенным сердцебиением. В этом состоянии у человека отключается сознание.
- Во время третьего этапа не составит большого труда заставить человека проснуться. Человек в этот момент становится очень чувствительным к любым раздражителям. На этой стадии обостряется слух у человека. Во время сна человек может проснуться от небольшого шума. Пульс остается таким.
- В четвертом состоянии человек находится в состоянии глубокого сна. Иногда третье и четвертое объединяются в одно. Такое общее состояние называют дельта-сон. В этот момент человека очень тяжело заставить проснуться. Часто на этой стадии можно видеть сны. Также могут сниться кошмары.
Четыре состояния сна занимают 70 % от всего процесса. Поэтому еще один фактор, для чего нужен сон и почему, кроется в восстановлении израсходованных ресурсов.
Функции сна
Функции сна заключаются в восстановлении жизненно важных ресурсов, израсходованных во время бодрствования человеком. Также во время сна жизненно важные ресурсы накапливаются в организме человека. Когда человек просыпается, жизненные ресурсы активируются.
Выполняет информационную задачу. Когда человек спит, он перестает воспринимать новую информацию. В этот момент человеческий мозг обрабатывает накопленную за день информацию и систематизирует ее. Сон выполняет психологические функции. В момент сна эмоции становятся активными у человека. Координация у человека становится пассивной, начинает восстанавливаться иммунитет. Когда человек спит, его психическое и эмоциональное состояние приходит в норму. Сон помогает адаптироваться к разному освещению. Во время сна происходит защита и восстановление человеческих органов и всей системы организма.
Нужен ли сон человеку? Да, он позволяет решать важные и сложные задачи, включает защитные функции организма.
Нарушение сна
У каждого человека происходит нарушение в режиме сна. Одни люди не могут как следует поспать, а другие, напротив, хотят спать в дневное время. Если это происходит не часто, бояться нечего, но если это происходит часто, это уже болезнь. Если это происходит редко, у человека не возникает больших проблем.
При частом нарушении в режиме сна человек не может вести нормальный образ жизни, это свидетельствует о том, что он болен. Только 10 % людей, страдающих из-за этого, приходят в больницу за помощью. Остальные же пытаются справиться с болезнью своими силами. Для этого они занимаются самолечением. Другие же люди не обращают внимания на болезнь.
Бессонница как патология
К нарушениям сна можно отнести бессонницу. При такой болезни человеку тяжело заснуть, он не может погрузиться в сонное состояние. Чаще болезнь возникает из-за психического расстройства, никотина, алкоголя, кофеина, лекарственных препаратов и стресса.
Абсолютное нарушение сна может быть напрямую связано с бытовыми факторами и с изменениями в графике работы.
Для чего нужны сны?
Сон полезен для организма человека:
- Устраняет напряжения в мышечной и в нервной системе.
- Восстанавливает концентрацию внимания.
- Улучшает внимание и память в этот момент.
- На 49 % снизит риск появления сердечных заболеваний.
- После сна человек становится энергичным, жизнерадостным, появляется желание заняться творческой деятельностью.
- Дневной сон позволяет человеку выспаться в тех случаях, когда ночью этого сделать не удается.
- За полчаса сна человек находит ответы на самые сложные вопросы.
- В это время мозг работает интенсивно, а тело находится в расслабленном состоянии.
- Проснувшись, не ощущает нервозности, которая была у него. У человека перестает развиваться стресс.
- Очнувшись, чувствует себя счастливым, так как к этому моменту у него повышается уровень гормона счастья в крови.
- Находясь в состоянии дремоты, человек как бы входит в состояние медитации. У него начинает нарушаться в этот момент связь с внешним миром.
- У человека происходит тесная связь с подсознанием.
- В этот момент у человека рождаются гениальные идеи и неожиданные открытия.
Сон днем - польза или вред?
Отдых днем свойствен ребенку. Нужен ли сон для взрослых - это вопрос другой, все зависит от индивидуальных особенностей. После утреннего сна человек становится бодрым, энергичным и появляется ясность ума. Небольшой утренний сон дает заряд позитива в течение дня. Помогает, когда человек делает монотонную работу и во время перемены погоды. Он улучшает воображение, концентрацию и внимание, поэтому многие люди любят спать днем.
Но нужен ли дневной сон и насколько он важен? Ученым удалось доказать что он помогает в борьбе со стрессом и заболеваниями. Поддерживает регенеративные процессы, проходящие в организме человека. Во время сна человек становится моложе. Такой сон снимает психологическое и мышечное напряжение у человека. Этот сон позволяет перезагрузить организм человека. В результате происходит отладка человеческого организма. Во время утреннего сна человек находит решения на волнующие его вопросы. Проснувшись, человек осознает, в чем заключается ответ на волнующий его вопрос.
Не всегда он позволяет организму восстановиться. Бывает, что после него человек чувствует себя разбитым и уставшим. В чем же кроется причина этого фактора? Человеку не стоит спать днем слишком долго, иначе происходят нарушения в восприятии времени.
Сколько нужно спать?
У людей, которые уделяют ночному сну одинаковое количество часов, продолжительность жизни увеличивается вдвойне, чем у того человека, длительность сна которого сокращена до минимума. Чтобы сон приносил максимум пользы, ученые выяснили, что соблюдение режима - это неотъемлемая часть жизни. В противном случае сбиваются биологические часы и начинаются проблемы со здоровьем.
Продолжительность сна будет продуктивнее, если спать непрерывно 7-8 часов. Доказано, что 6 часов непрерывного сна благотворно влияют на состояние человека, чем 7-8 часов прерывающегося сна. Пробудившийся после сна человек должен привыкнуть к режиму. Чтобы снова не уснуть после пробуждения, не стоит долго лежать в кровати, организм быстро адаптируется к переменам.
Врачи рекомендуют: много бывать на свежем воздухе, не наедаться за 2 часа до сна, делать расслабляющие ванны, стараться не спать днем, приобрести удобный матрац и подушку и соблюдать режим непрерывного сна в течение 7-8 часов. Если человек выспался, то когда теряет контроль над задачей, мозг восстанавливает внимание, а вот мозг не выспавшегося человека не полностью внимательный и сосредоточенный, и неправильно воспринимает окружающий мир.
Длительным считается сон 10-15 часов в сутки. Во время такого сна человек быстро переутомляется. У него проявляются такие заболевания, как ожирение, начинаются проблемы с внутренними органами и кровотоком, а также людей одолевает лень, апатия, путают время суток (день и ночь).
Жизненно необходимо высыпаться, чтобы восстановить эмоциональный фон и физические силы, а также дать организму возобновить силы во время и после болезни. Каждому человеку нужно подобрать индивидуальный график, чтобы высыпаться и быть бодрым, поэтому однозначного ответа на вопрос, сколько человеку нужно для сна, нет.
Суточная потребность человека во сне составляет 8 часов — треть его жизни. Этот физиологический процесс заключается в понижении реакции человека на окружающую среду и восстановлении организма.
Издавна люди верили, что душа человека, когда он засыпает, покидает тело, а все положительные или отрицательные моменты ее скитаний откладывались и находили отображение в сновидениях, находясь в так называемом астральном мире. Наука о сне — сомнология, возникшая в прошлом веке, опровергает этот факт, хотя вопросы о понятии сна, физиологии, его функциях до сих пор открыты .
Что происходит с организмом при отсутствии полноценного сна?
Путем множества экспериментов, в ходе которых, люди из разных стран мира испытывали свой организм бессонницей, выяснилось, что без сна у человека в определенной закономерности ухудшается состояние. На 3-4 день бессонницы появляется усталость и раздражительность . На пятые сутки падает зрение, ухудшается слух, нарушается координация движения (причем при сбалансированном и своевременном питании), наблюдаются галлюцинации. В дальнейшем нарушается моторика и речь.
Рекорд бессонницы 8 суток был зафиксирован в 1965 году Ренди Гарднером
В дальнейшем опыты стали проводить на животных. И результаты показали, что бессонница в конечном итоге приводит к летальному исходу, вследствие ослабления иммунитета, расстройства нервной системы и неправильного функционирования внутренних органов.
Существует около 89 болезней, которые вызываются плохим сном или его отсутствием . Среди них распространенными являются бессонница, храп, синдром обструктивного апноэ и синдром беспокойных ног.Польза сна. Почему так необходимо спать?
В клетках мозга в результате работы образуются шлаки, которые приводят к утомленному состоянию. Во время полноценного сна они выводятся кровообращением. Так, в 2012 году исследователями Рочестерского университета (руководитель Майкен Недергаард из Дании) была открыта глимфатическая система, которая в процессе сна начинает выводить токсины из нервной системы человека.
Также, во время сна не нужно анализировать информацию, полученную от окружающего мира, т. к. зрение, слух и организм в целом работает в эконом-режиме. В этот момент происходит обработка информации, которая идет внутри организма, а не полученная путем зрительного восприятия окружающего мира.
Человеку важно засыпать в горизонтальном положении, так как, в этом случае мозг и сердце находятся на одном уровне, а значит - кровообращение становится лучше.
- Только 3% людей, которые спят по 6 часов в сутки, могут чувствовать себя нормально. Этому они обязаны своим генетическим особенностям.
- Идеальным временем погружения в сон считается промежуток между 10 и 15 минутами. Это говорит о том, что вы достаточно устали, однако днем были бодрыми и активными.
- Молодые родители зачастую сильно страдают от недостатка сна. Новоявленный член семейства лишает своих родителей 400-750 часов от годового сна.
- Из 6 дорожных происшествий 1 происходит из-за усталости водителя.
- Наши внутренние часы, с помощью которых мы можем просыпаться за несколько минут до будильника, работают благодаря гормону адренокортикотропина . Если его уровень резко увеличивается, то человек ощущает бессознательный стресс, связанный с подъемом.
- Во время храпа человеку не могут сниться сны. Более того, храп может рассказать о том, что человек находится в медленной фазе сна.
- Самым главным врагом полноценного сна признан Интернет, доступный круглосуточно практически каждому жителю Земли.
- Регулярный недостаток сна может стать причиной увеличения веса. Дело в том, что утомленный организм старается восполнить недостаток ресурсов любым способом. Именно поэтому при недосыпе человек чаще испытывает чувство голода.
- Ученые утверждают, что сны снятся всем без исключения людям. Те личности, которые утверждают об обратном, скорее всего, просто не помнят своих ночных «приключений».
- Многие известные люди спали, мягко говоря, странно. Леонардо да Винчи практиковал пофазный сон: каждые 4 часа он отдых по 15 минут. Альберт Эйнштейн спал не более 4 часов в сутки, а Никола Тесла – по 2 часа в сутки.
Человеку важно засыпать в горизонтальном положении, так как, в этом случае мозг и сердце находятся на одном уровне, а значит — кровообращение становится лучше .
Сон – физиологическое состояние организма, необходимое каждому живому организму. Организм нуждается в восстановлении, в подзарядке, для того, чтобы с новыми силами продолжать познавать окружающий мир . Не нужно жалеть времени на сон, лишать организм таких важных моментов. Необходимо помнить, что здоровье человека, его жизнь целиком и полностью зависит от сна.
Видео
Среда обитания современного человека радикально отличается от тех условий, к которым нас приспособила эволюция. Одни некогда эффективные процессы начинают работать нам во вред, в другие мы грубо вмешиваемся сами. Наше репродуктивное поведение далеко от эволюционно выгодного «размножайся раньше и больше». Реакция на стресс у офисного работника в виде выброса адреналина, повышающего артериальное давление, лишена всякого смысла. Накопление энергии из пищи не помогает пережить тяжелые времена или сохранить тепло, но приводит к вредному для здоровья ожирению. В число таких особенностей нашего организма, которые в современных реалиях скорее мешают человеку, входит и сон.
Среда меняется, а мы - нет, во всяком случае физиологически: эволюции не поспеть за нововведениями.
В каком-то смысле мы всё те же пещерные люди, но в новых условиях.
Загадочное чувство времени, прописанное в нашем генетическом коде, заставляет что-то внутри нас неумолимо отсчитывать ритмы сна и бодрствования точно так же, как это происходило миллионы лет назад. Что же оно собой представляет?
Сравнительно молодая наука (ей всего около 60 лет), изучающая биологические ритмы, называется «хронобиология». Смена дня и ночи далеко не единственное циклическое изменение, с которым могут быть синхронизированы физиологические процессы, протекающие в живом организме. Влияние оказывают также время года (длина светового дня), лунный цикл, приливы и отливы. И всё же суточные ритмы остаются самыми интересными для ученых. Мы знаем о них совсем мало - и вопросов гораздо больше, чем ответов.
Наши биологические часы «тикают» благодаря «маятнику» в генах, кодирующих выработку определенных белков. Колебания от начала до подавления этого процесса зависят от концентрации конечного продукта: как только его уровень достигает максимальной отметки, синтез прекращается и количество белка закономерно снижается, пока считывание информации с гена не запустится вновь.
Внешние факторы, такие как свет, продолжительность светового дня, тоже могут оказывать влияние на активность генов.
Внутри суточного ритма выделяются еще и короткие полуторачасовые периоды подъема и спада активности, что наиболее наглядно проявляется во время сна, при чередовании его циклов. Откуда нам это известно? Дело в том, что наш сон, а точнее его основные физиологические характеристики, можно записать в специальных лабораториях, где испытуемому предлагается провести ночь с закрепленными по всему телу датчиками. Они фиксируют электрическую активность мозга (электроэнцефалограмма), движения глаз, изменения в мышечном тонусе (напряжение), работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Появление в конце 1930-х годов этого метода - полисомнографии - положило начало исследованиям сна. Тогда же стало понятно, что он неоднороден и можно выделить по крайней мере две принципиально отличные друг от друга фазы: медленную и быструю. Названы они так из-за разных электроэнцефалографических ритмов, свойственных каждой из них.
Медленный сон также включает в себя несколько стадий. Технически они различаются видом энцефалограммы, а практически - глубиной: чем сон глубже, тем лучше синхронизирована работа нейронов, что видно на записи.
Активное бодрствование характеризуется функциональной независимостью и дискретностью каждой отдельной нервной клетки.
Она обрабатывает огромное множество сигналов, приходящих к ней от несметного количества других нейронов, и генерирует свой импульс, распространяющийся по ветвящимся отросткам к многочисленным «соседям по мозгу». Так функционирует нейросеть, или, говоря проще, сознание, обеспечивая нам возможность взаимодействовать с внешним миром.
Когда мы записываем электроэнцефалограмму, то получаем общую картину активности огромного множества нервных клеток. Во время бодрствования деятельность мозга нерегулярна, быстра и хаотична, что отражает кривая: сумма разнообразных случайных величин не может породить красивого рисунка в виде больших волн. Они характерны для глубоких стадий медленного сна - но в какой-то момент полисомнограмма становится похожей на ту, что наблюдалась на этапе бодрствования. В то же время другие датчики говорят нам о предельном снижении мышечного тонуса, а глаза совершают причудливые резкие движения. Это быстрая фаза, когда мы видим сны и нас очень легко разбудить. Наступает она примерно через полтора часа после того, как мы засыпаем, и по ее завершении 90-минутный цикл повторяется вновь.
Быстрый сон называют еще «парадоксальным», потому что для него характерны признаки бодрствования, а в научной литературе он обозначается аббревиатурой REM - от англ. rapid eye movement, «быстрое движение глаз». Причины столь высокой активности органов зрения до сих пор неизвестны.
Во время REM-сна мышцы максимально расслаблены, и стороннему наблюдателю может показаться, что ничего не происходит, кроме быстрых движений глаз и вегетативных реакций, например изменения частоты дыхания. Сновидения, характерные для этой стадии, скорее всего, представляют собой «побочный продукт» высокой активности и вызваны высвобождением дофамина - «вещества удовольствия».
Доподлинно не известно, только ли в быстрой фазе мы видим сны.
Эта стадия - довольно парадоксальное явление. Она архаична, и ее доля в общем отдыхе тем выше, чем древнее теплокровное животное, а потому фору всем остальным здесь могут дать эволюционные долгожители-рекордсмены среди млекопитающих - яйцекладущий утконос и сумчатый опоссум. Структуры мозга, ответственные за быстрый сон, сформировались гораздо раньше, чем те, что связаны с медленным. С другой стороны, у холоднокровных животных эта фаза отсутствует вовсе! Вернее, периоды, когда они пребывают в монотонном состоянии, не прерываются эпизодами повышенной мозговой активности. Высказывалось предположение, что этот сон является своего рода эволюционной трансформацией примитивного бодрствования, которая, по-видимому, оказалась выгодной для развития нервной системы.
REM-сон важен. Ввиду высокой активности головного мозга он необходим для созревания нервной ткани и правильного формирования архитектуры коры.
Например, дети чрезвычайно много времени проводят в быстром сне - чем они младше, тем выше этот показатель.
Плод в период внутриутробного развития пребывает бо́льшую часть суток в REM-стадии, которая заменяет ему пока отсутствующие стимулы извне.
Однако цикличен не только сон - для нашего дня характерны те же самые полуторачасовые колебания уровня бодрости. Активность и утомление сменяют друг друга у взрослого человека в крайних точках 90-минутного периода, а у младенцев - 60-минутного. Такой цикл был назван Basic Rest Activity Cycle, сокращенно - BRAC. Расписание в вузах и распорядок дня большинства людей интуитивно составляются таким образом, чтобы они соответствовали этому «графику»: мы склонны делать перерывы в работе примерно каждые полтора часа.
Во сне же пики активности выражаются еще и в коротких пробуждениях. Да, они есть, даже если вам кажется, что вы спали всю ночь не размыкая глаз. В норме эти эпизоды длятся несколько секунд и забываются, но они видны на полисомнограмме - как выход из фазы быстрого сна или спонтанные пробуждения.
Подсчитано, что взрослый человек может покидать страну грез десятки раз за ночь, не жалуясь при этом на качество сна и не припоминая никаких пробуждений.
Какова же природа сна и при чем здесь свет?
Одной из вех в истории человечества, круто изменивших нашу жизнь, стало изобретение электричества. Томас Альва Эдисон сконструировал лампочку еще в 1879 году, однако повсеместное распространение искусственного освещения произошло не сразу. В начале XX века люди укладывались в постель с наступлением темноты и спали в среднем около 9 часов. Современный человек, вынужденный рано вставать и, предпочитая отдать как можно больше вечерних часов досугу, поздно ложиться, пребывает в объятиях Морфея куда меньше - около 7–8 часов. Как правило, всё, что мы делаем перед сном, происходит при искусственном освещении: лампы, экраны компьютеров, планшетов, смартфонов и т. д. Многие хронобиологи считают, что это плохо влияет на наше здоровье. Они связывают большинство современных недугов, в частности нарушения обмена веществ, с хроническим недосыпанием.
Сыграла свою роль в сокращении ночного отдыха и западная философская традиция, рассматривающая сон как что-то лишнее и совершенно непродуктивное. Еще Аристотель склонен был считать его бесполезным занятием. Сегодня такая позиция переродилась в культ высокой эффективности, подразумевающий максимально рациональное использование времени. Соблазн пожертвовать сном становится непреодолим - но что мы приносим на алтарь «гиперрезультативности» на самом деле?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понимать, что такое сон, почему он наступает и на какие внутренние процессы оказывает влияние.
Ученые уже давно не рассматривают сон как отдых. В бытовом смысле это по-прежнему так: мы чувствуем себя усталыми, когда за всю ночь так и не сомкнули глаз, но с точки зрения нейрофизиологии сон - активный процесс. Он запускается и поддерживается определенными структурами мозга.
Сейчас считается, что нет единого вещества или иного фактора, «включающего» засыпание .
Нейрохимия сна изобилует множеством «ингредиентов», и сложный характер их взаимодействия говорит о том, что пока у нас нет стройной теории, объясняющей явление. Что-то должно подавлять структуры, обеспечивающие наше бодрствование и необходимый уровень сознания. Возникает вопрос: что запускает эти механизмы - отсутствие сигналов извне, неумолимая работа «внутренних часов» или накопившиеся за время бдения вещества?
Оказалось, что всё вместе. Главную роль играет вегетативный «штаб» нашего мозга - гипоталамус, поддерживающий обмен веществ и работу внутренних органов. В нем расположен так называемый центр сна. Но существуют и «противоположные» зоны - центры бодрствования. Наша высшая нервная деятельность, реализуемая корой головного мозга, нуждается в определенной преднастройке «снизу», от более глубоко расположенных структур. Она всегда должна быть наготове, чтобы быстро обработать сигнал и отреагировать на него действием или внутренним процессом.
Анатомически это таламокортикальные влияния. Клетки таламуса - структуры в головном мозге, релейного узла всех чувствительных сигналов, то есть наших связей с внешним миром, - постоянно стимулируют кору, как бы говоря: эй, приятель, ты здесь, в привычной реальности! Это, в свою очередь, возможно благодаря структурам, которые напоминают трехмерную сетку, оплетающую самые глубокие отделы мозга, - ретикулярной формации (лат. reticulum - «сеточка»).
Сразу после ее открытия Моруцци и Мэгуном в конце 40-х годов стало понятно, что она ответственна за уровень сознания и определяет нашу готовность к действию, за что эта структура была названа «активирующей».
Между тем в гипоталамусе есть группы клеток-руководителей с длинными и всеохватывающими «руками» - аксонами. Они выделяют вещества орексин и гистамин, регулирующие нейрохимию мозга таким образом, чтобы все возможные активирующие влияния были реализованы, - словно дирижер и первая скрипка в этом сложном оркестре. Именно их и замедляет центр сна в гипоталамусе, продуцируя главный тормозной медиатор нашей нервной системы - гамма-аминомасляную кислоту, или ГАМК, которая начинает вязать руки тем самым дирижерам бодрствования. Из-за этого сходит на нет и активирующее влияние ретикулярной формации. Мы становимся недоступны для внешних сигналов. Иначе говоря - засыпаем.
Работу сонного центра запускают многие факторы. Накопившиеся за время бодрствования вещества, например аденозин, обеспечивают так называемое давление сна. И чем дольше мы не спим, тем выше оно становится и изменяет электрическую активность мозга, усиливая медленноволновую составляющую, что делает наступление сна более вероятным в состоянии покоя и при принятии соответствующей позы.
Рецепторы аденозина способен блокировать кофеин - вот почему чашка крепкого чая или кофе подавляет сонливость, однако это вещество продолжает накапливаться, и нас «накрывает» с новой силой.
Важную роль в этом процессе играет и гормон мелатонин. Вот уж ему точно все равно, какой у вас график: фермент, регулирующий его синтез, работает циклично, увеличивая свою активность с наступлением темноты. Причем отсутствие света в дневное время не вызывает такого эффекта, и пик выработки мелатонина приходится на промежуток с 00:00 до 5:00 - чаще всего где-то на 2:00. Поэтому рекомендации для людей, вынужденных трудиться в ночную смену, гласят, что если позволяет обстановка, то примерно с часа до трех лучше все же поспать. Отсутствие сна в этот период наиболее пагубно сказывается на состоянии человека, и в работоспособности выиграть не удастся.
Избыток освещения, в том числе искусственного, подавляет образование мелатонина. Особенно коварен свет экранов: по своим свойствам он ближе к солнечному, чем к тому, что излучает электрическая лампочка. В результате, проводя слишком много времени за компьютером или с планшетом в вечерние часы, мы изменяем нейрохимию мозга в «дневную» сторону. Такой феномен получил название «синдрома Эдисона», когда человек регулярно жертвует сном ради потребления информации, и эта привычка становится хронической.
Функции мелатонина не ограничиваются регуляцией сна. Рецепторы этого вещества обнаружены буквально повсюду, от гипоталамуса и других отделов нервной системы до внутренних органов: кишечника, почек, легких.
Очевидно влияние мелатонина на многие физиологические процессы, а также установлен его онкостатический эффект - подавление опухолевого роста.
Сон имеет множество функций, которые не ограничиваются только «ночным отдыхом». Как уже было сказано, это активный процесс, и многое из того, что происходит с организмом во сне, просто невозможно в состоянии бодрствования. Совсем недавно, например, была открыта глимфатическая система, названная так потому, что, с одной стороны, выполняет функцию лимфатической - но в иных условиях, а с другой - в ее работе участвуют особые клетки - глии. В мозге отсутствуют лимфатические сосуды, а крупные белковые конгломераты и другие продукты обмена, выделяющиеся в результате жизнедеятельности нейронов, с которыми не могут справиться вены, нужно удалять. Одно из таких веществ «на выброс» - бета-амилоид, токсичный для нервной ткани белок, накапливающийся в головном мозге при болезни Альцгеймера, где, помимо нейронов, есть вспомогательные клетки - те самые глии. Астроциты - основная их разновидность - достаточно крупны в период бодрствования и снижают текучесть межклеточной жидкости. Во время медленного сна они, наоборот, сжимаются, тем самым расширяя коридоры в пространствах между клетками, спинномозговая жидкость начинает циркулировать свободнее - и вредные белки благополучно выводятся.
Сон критичен для памяти. Когда человек бодрствует, при интенсивном поступлении информации у него формируется большое количество новых синапсов, которые со временем приводят к «зашумлению» важных сигналов, но при обучении и освоении незнакомого материала или навыка без этого не обойтись.
Как же оставить главное? Нужно убрать случайное и несущественное, вычленив самую суть, квинтэссенцию опыта. Это достигается путем глобального ослабления синапсов во время сна, и наутро выживают только самые стойкие из них.
Наблюдения и опыты с лишением сна демонстрируют негативный эффект депривации в виде нарушения работы не только нервной, но и всех других систем органов. Уменьшается сопротивляемость инфекционным заболеваниям, возникают эндокринные и метаболические отклонения, снижается выработка гормона роста и, соответственно, возможность регенерации - «починки» поврежденных тканей, развивается склонность к образованию язв в желудочно-кишечном тракте.
Согласно висцеральной теории сна нашего соотечественника И. Н. Пигарева, мозг спящего человека переключается на обработку сигналов от внутренних органов, в отличие от ситуации бодрствования, когда поток информации мы получаем извне.
В числе факторов, способствующих развитию метаболического синдрома, который становится настоящей чумой XXI века, называют множество социальных и экологических явлений. Здесь и изменение стиля питания (популярность фастфуда), и уменьшение двигательной активности, и сам состав рафинированной пищи… Указанный синдром проявляется в таких участившихся в последние годы заболеваниях, как артериальная гипертензия, ожирение, сахарный диабет, нарушение липидного обмена. В совокупности все это неизбежно приводит к сосудистым катастрофам: инфаркту миокарда или инсульту, - которые, согласно медицинской статистике, являются наиболее частыми причинами смерти и инвалидизации в современном мире. Так что борьба с метаболическим синдромом и понимание механизмов его развития - немаловажная задача. Можно ли считать простым совпадением, что эта страшная тенденция возникла одновременно со всеобщим сокращением времени сна? Едва ли. И связь недосыпа как минимум с одним из симптомов метаболического синдрома - ожирением - уже доказана.
Была установлена прямая зависимость индекса массы тела от количества сна.
Наш аппетит достаточно коварен и может усиливаться не только в ситуациях, когда существует объективная потребность в пище. К главным его регуляторам относятся грелин, гормон голода, и лептин - вещество, вызывающее чувство насыщения. Во сне выработка первого из них подавляется, а концентрация второго, наоборот, повышена, и это объяснимо: все настроено таким образом, чтобы по ночам нас не будил голод. У невыспавшегося человека содержание лептина в крови понижено и реакция на него центральных структур притуплена, а уровень грелина, напротив, растет, что приводит к хроническому перееданию. Учитывая доступность еды в развитых странах, эпидемия ожирения закономерна, а набор лишнего веса, в свою очередь, неизбежно влечет за собой другие симптомы метаболического синдрома, прежде всего - сахарный диабет.
Звучит пугающе, но сказанное не должно удручать хотя бы потому, что всё в наших руках. Вовремя выключите компьютер, отложите в сторону телефон и посвятите эти вечерние часы тому, что совершенно точно пойдет вам на пользу. Приятных снов!
Человеческий организм, по своему принципу работы похож на любой прибор. Возьмем, к примеру, холодильник. Вы его включаете в розетку, и он на протяжении нескольких часов работает, издавая утробное рычание. Но, по истечении определенного времени, он замолкает. Это совсем не значит, что он сломался. Он просто отдыхает. Точно так происходит и с нашим организмом. Человек целый день чем-то занят, куда-то спешит. А ближе к ночи чувствуется усталость. Для того, чтобы мы отдыхали и восстанавливали свои силы, природа создала нам сон. Давайте рассмотрим в этой статье, для чего нужен сон, и чем грозит хроническое недосыпание.
Последствия недосыпания
Британские ученые провели массу исследований на тему сна. Перед ними открылась ошеломляющая картина. Оказалось, что люди, которые всегда ложатся спать в 22:00, а просыпаются в 06:00 (и так на протяжении всей жизни), живут гораздо дольше тех людей, чей сон происходит не по графику. Давайте просто задумаемся о том, зачем нужен сон.
- Вы, наверняка согласитесь с утверждением, что люди, которые не досыпают, всегда раздраженные, вспыльчивые. У них значительно больше вероятность развития сердечнососудистых заболеваний. Да, к тому же, если организм ослаблен и изношен, то подхватить простуду проще простого. Ведь защитные силы (иммунитет), не работают.
- Если человек не высыпается, то это совсем легко заметить. У него, непременно серый оттенок кожи лица, под глазами пролегают темные круги или мешки. От недосыпания, также формируются и морщины. Это происходит из-за того, что кожа устала и не справляется со своими функциями. А вот если человек выспался, то на щеках играет румянец, на губах искрится улыбка, а общее самочувствие прекрасное.
- Испокон веков люди, любящие самих себя, стремились уделить сну как можно больше времени. Ведь здоровый, крепкий сон- это первый залог хорошего внешнего вида. Примером этому могут послужить Софи Лорен и Мирей Матье.
Продолжительность сна
Многим людям будет очень интересно узнать, сколько нужно для сна, времени. Учтите, если вы в течение всей рабочей недели засыпали в два часа ночи, поднимались в шесть, то отоспаться на выходных у вас не получится. Для того, чтобы организм отдыхал и восстанавливался, нужно засыпать и просыпаться в одно и то же время (допустим вы ложитесь спать в 21:00, а встаете в 06:00, и так всю неделю). Ученые пришли к выводу, что люди должны спать не меньше семи, восьми часов в сутки. При том, женщины должны уделять сну больше времени, чем мужчины.
Правила отдыха
Чтобы организм успевал отдыхать, необходимо соблюдать определенные правила:
- Придерживайтесь режима сна. Если вы несколько пять дней подряд попытаетесь засыпать и просыпаться в то же самое время, то на шестой день организм сам начнет засыпать в это время. У вас выработается биологический будильник.
- Не прерывайте сон. Для того чтобы человек чувствовал себя выспавшимся и отдохнувшим, нужно спать, не прерывая сон минимум шесть часов. Если же вы ворочались всю ночь и несколько раз просыпались, то нет ничего удивительного в том, что вы, на утро, чувствуете себя разбитыми и не выспавшимися. Учтите, что если вы ложитесь спать днем, то, вполне вероятно, что ночью вас будет мучить бессонница.
- Готовьтесь ко сну. Не пейте на ночь кофе, крепкий чай и не смотрите ужасы. Так же не помогут выспаться и стрессовые ситуации перед сном. Постарайтесь провести это время в тихой и спокойной обстановке. Создав все необходимые условия, вы обязательно выспитесь.
