Как спалось?

скачать книгу бесплатно


– высокоактивный тип – активен в течение всего дня. Этакие энерджайзеры;

– дневной сонный – продуктивен утром и вечером, но не днем;

– дневной активный – не ощущает бодрости утром и вечером, а пик работоспособности приходится на дневное время;

– умеренно активный тип – характеризуется сниженной активностью в течение всего дня.

Исследователи из бостонского центра расстройств сна выявили, что геном содержит еще и зоны долгого и короткого снов. В исследовании участвовало 50 тысяч человек. Выяснилось, что люди могут быть:

– короткоспящими (4-6 часов сна для восстановления сил);

– среднеспящими (7-9 часов);

– долгоспящими (10-12 часов).

До этого мы говорили о «гене сов», но оказывается, что есть и обратный вариант. Мутация гена ADRB1 приводит к тому, что человек может высыпаться на два часа быстрее.

Встаёт вопрос: «а что делать, если я долгоспящая умеренно активная сова в мире жаворонком-достигаторов?» Для начала выяснить свои реальные потребности и по возможности приблизить их с требованиями окружающего мира. Хотя, хронотип – это генетическая данность, но это достаточно гибкая система, и у организма есть механизмы подгонки работы эндокринной системы под него.

Так что не стоит волноваться о том, что «наверное, мой организм очень сильно страдает, раз я вынужден вставать в неподходящее время».

Исследования показывают, что суточный ритм секреции гормонов связан с хронотипом. Например, у жаворонков уровень кортизола (https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D0%BB) в первый час после пробуждения значительно выше, чем у позднего.

Минимальный уровень кортизола в крови обычно приходится на середину ночного сна, а его максимум достигается перед пробуждением. У «жаворонков» максимум наступает раньше, чем у большинства людей, – в 4-5 часов утра. Поэтому «жаворонки» более активны в утренние часы, но быстрее утомляются к вечеру – уровень мелатонина у них начинает нарастать задолго до полуночи.

У «сов» ситуация обратная: мелатонин начинает нарастать позже, ближе к полуночи, а максимум уровня кортизола попадает на 7-8 часов утра.

Большинство людей относится к третьему типу – «голубям», у которых не наблюдается такого четкого распределения. Обычно наибольшая работоспособность у них в 10-12 и 16-18 часов и самый низкий уровень активности с 2 до 5 часов. А середина ночи у большинства испытуемых всех типов приходится на 2.30 – 4 утра.

Поэтому, не сильно беспокойтесь на счет данных в табличках «полезности сна по часам», которые можно найти в интернете, о том какой гормон в какое время выделяется. Они написаны по жаворонкам. И не подходят для сов и голубей.

Несмотря на то, что хронотип биологическая данность, с возрастом он может меняться сам по себе, без нашего сознательного воздействия. Так, закоренелая сова может обнаружить себя жаворонком, выйдя на пенсию.

Еще одно интересное исследование, в котором делали замеры суточной активности нейронов у человека, проживающего в полной темноте и изоляции (сенсорная камера). Так на 22-й день эксперимента, внутренние часы испытуемого перестали подстраиваться под восход солнца. Тогда выявляется собственный внутренний циркадный ритм, который оказался немного больше 24 часов. Периоды сна и бодрствования приобрели характер свободного течения и каждый день сдвигался.

У разных людей разные потребности. Нет одного для всех идеала. Совы и жаворонки – это не предпочтения и не каприз, а биологическая данность.

Зачем вообще спать?

Что такого важного происходит в организме во время сна, что нельзя сделать во время бодрствования? Поговорим о функциях сна.

Первое, что приходит на ум, когда думаешь о предназначении сна это отдых, то есть физическое и психическое восстановление. И это верное направление мысли. Сначала поговорим о физической части, так как она в большей степени связана с первой в очереди – медленной фазой сна.

Во время сна происходит регенерация клеток

Сон – это время, когда можно наконец переключиться с режима реагирования на внешние стимулы в режим внутреннего сканирования.

На стадию глубоко медленного сна приходится выработка примерно 80% соматотропина – «гормона роста», который отвечает не только за рост, но и за процессы регенерации клеток организма.

Во время сна происходит починка поврежденных генов

Структура ДНК клеток регулярно нарушается в результате влияния на них метаболизма (перевода питательных веществ в энергию). Частота повреждений ДНК, вызванных продуктами метаболизма, достигает десятков тысяч событий в день на клетку. ДНК может быть повреждена и из-за внешних воздействий, например, излучения.

В период бодрствования нейроны постоянно активны, поэтому у белков, которые занимаются «ремонтом» разрывов в ДНК, нет возможности выполнять свою работу.

Участие сна в иммунных процессах

Сон и работа иммунитета – процесс двусторонний.

С одной стороны, во время сна организм получает наконец возможность восполнить запасы т-лимфоцитов, на которые мы возлагаем разнообразные функции, определяющие в конечном итоге работу иммунной системы. В течение дня они заняты непосредственно работой иммунитета, а во время сна можно восстановить потери.

С другой стороны, во время болезни, условно гриппа, иммунная система тянет нас к режиму сохранения энергии, то есть поспать. И, наконец, риск респираторных инфекций, как и при любом дистресс, при плохом сне повышается в несколько раз.

В 2016 году провели крупное статистическое исследование: в нём сравнивали медицинские истории 23 тысяч человек, средний возраст которых был около 45 лет. Сравнивали их данные о сне и о разных инфекционных заболеваниях. Оказалось, что те, кто спит меньше пяти часов, простужались почти на 30% чаще и на 80% чаще болели пневмонией, гриппом и ушными инфекциями по сравнению с теми, кто спал положенные 7–8 часов. То же самое касалось и расстройств сна, когда человек вроде и проводит в постели те самые 8 часов, но не высыпается. У них была похожая ситуация, они простужались на 30% чаще (https://www.nkj.ru/news/28581).

Но как именно сон влияет на иммунные функции?

Для эксперимента испытуемых поделили на две группы. Контрольная группа спала в течение восьми часов ночью, а экспериментальная осталась без сна. По ходу эксперимента у всех участников через равные промежутки времени брали кровь на анализ. Исследователей интересовали T-клетки, в которых при встрече с проблемой активируются белки-интегрины. Исследователей интересовала их способность к адгезии, то есть слипанию с другими клетками, например, клетками-патогенами или клетками, отвечающими за транспорт т-клеток к другим частям организма.

Исследование показало, что лишение сна снижает адгезию Т-клеток. Из образцов крови выделили плазму, ту желтоватую жидкость, по которой передвигаются эритроциты, лейкоциты и прочие. Затем на плазму воздействовали изолированными т-клетками. Адгезия т-клеток неспавших испытуемых была заметно снижена по сравнению со спавшими испытуемыми.

Кстати, это имеет отношение не только к клеткам инфекционных заболеваний, но и к онко-клеткам.

Сон влияет на чувствительность к боли

В эксперименте участвовали 25 человек без проблем со сном и без особенностей в восприятии боли. У каждого из них измеряли болевой порог после обычного ночного сна: к ноге прикладывали нагреватель и медленно повышали температуру до тех пор, пока человеку не становилось больно. При этом делали МРТ головного мозга. В среднем участникам эксперимента становилось заметно неприятно при 44 °С.

Затем тоже самое проделывали после бессонной ночи. Теперь у большинства испытуемых неприятные ощущения начинались уже с 41 °С. То есть болевая чувствительность повышалась. Данные МРТ показывали, что при этом повышалась активность в соматосенсорной коре мозга, то сеть повышалась чувствительность к показаниям тела. И одновременно снижалась активность в прилежащем ядре – «центре удовольствия». Прилежащее ядро управляет уровнем дофамина, а дофамин может смягчать болевые ощущения.

То есть недостаток сна не только делал более чувствительными к боли те мозговые зоны, которые должны обрабатывать болевые сигналы, но и подавлял собственную обезболивающую систему мозга.

Кроме того, снижалась активность в ещё одном участке – островковой доле коры, которая оценивает болевые ощущения и соотносит их с общим контекстом, чтобы мы могли адекватно отреагировать на неприятные обстоятельства.

Запускается специфическая, отличающаяся от дневной, ночная работа эндокринной системы

Мы уже обсуждали ранее, что в темноте запускается сонная схема работы мозга, при свете – схема бодрствования. Но система сон – бодрствование живет не в вакууме. Гормональная система – это единый механизм, который затрагивает все гормоны и нейромедиаторы.

И тут обычно встает вопрос от сов: что мне делать? В 11 вечера я еще не хочу спать. Кроме того, в некоторых регионах темное время суток по несколько месяцев длится по три часа за ночь.

Об этом не стоит слишком беспокоиться. Циркадный ритм – это довольно гибкая система, и она умеет подстраиваться. Мы же можем ей помочь. Днем в зимнее время ловить солнечный свет по максимуму, зажигать дома свечи, а летом по ночам надевать маску на глаза и использовать блэкаут шторы.

Уборка в голове (нейронные связи)

Вся совокупность связей между нейронами нервной системы называется коннектОм. Эта система не константна, в ней постоянно происходит рекомбинация связей. Нейроны изменяют силу связей между собой, разрывают связи, заново соединяются, создавая или уничтожая синапсы, «переподключаются», отращивая или отводя ветви. Наконец, путем регенерации возникают совершенно новые нейроны, а существующие могут отмирать.

Во время сна размеры и сила синапсов в мозге уменьшаются. Во время бодрствования мозг постоянно усваивает и обрабатывает новую информацию, что выражается в укреплении хранящих ее синаптических связей: увеличении площади контакта между двумя нейронами. Согласно гипотезе синаптического гомеостаза, во время бодрствования общее усиление синаптических связей в мозге становится чрезмерным, что приводит к возникновению «шума» в нейрональных сетях, мешающего нормальному хранению и обработке информации. Во время сна должно происходить ослабление синапсов, чтобы их сигналы не заглушались «шумом».

При этом процесс ослабления синаптических связей был селективным: он не затрагивал наиболее крупные и сильные синапсы (примерно 20 процентов из всех). По мнению исследователей, незатронутыми остаются синапсы, которые хранят наиболее важные и стабильные воспоминания. Чем реже используется какой-либо отросток нейрона, тем меньше у него шансов пережить синаптический прунинг, то есть обрезку от излишков.

Сон это не период восстановления всего мозга, а только период восстановления синапсов с пластическими свойствами – то есть тех, которые подвержены изменениям при обучении.

Кроме того, во время сна мозг ослабляет межнейронные контакты, чтобы нейроны сохранили способность к восприятию новой информации.

Во время бодрствования в мозге высокая концентрация нейромедиаторов активности (серотонин, норадреналин и т.д.). Возможно, состояние сна – единственная возможность для мозга отдохнуть от них, значительно снизив концентрацию.

Уборка в голове 2 (продукты метаболизма)

Мы знаем, что у нас в организме есть лимфатическая система, но оказывается в мозге есть своя система, которая функционирует сходим образом. Это глимфатическая система – система канальцев между нейронами.

Именно во сне происходит очистка глимфатической системы от продуктов распада, в том числе продуктов метаболизма. Они считаются одной из причин нейродегенеративных заболеваний (деменции).

Как происходит такая «уборка»?

В медленной фазе сна нейроны снижают свою активность, а, следовательно, им не нужно столько кислорода, как во время бодрствования. Поэтому приток крови снижается, а на ее смену приходит волна спинномозговой жидкости – ликвора. Спинномозговая жидкость устремляется внутрь, заполняя пространство, и вымывает продукты жизнедеятельности нервной системы, то есть выводятся накопленные за день продукты распада. Затем фаза медленного сна заканчивается, приходит фаза быстрого сна, нейроны вновь активируются и процесс повторяется.

Структурирование памяти

В фазе глубоко сна гиппокамп структурирует память, перенося полученную за день информацию из краткосрочного в долгосрочное хранение.

Мы знаем, что нейроны общаются друг с другом с помощью синапсов, пропуская электрохимический импульс от нейрона-передатчика к нейрону-приемнику.

Импульс между клетками передается с помощью нейромедиаторов. Нейрон-передатчик выбрасывает нейромедиатор в синаптическую щель, а нейрон-приемник ловит нейромедиаторные молекулы своими рецепторами и генерирует на своей мембране импульс, который бежит дальше. Если рецепторов много, нейроны будут хорошо «слышать» друг друга, если мало, путешествующий по нейронной цепи сигнал начнёт затухать.

Вся нервная деятельность, в том числе память, завязана на синапсы и нервные цепи. Чтобы хорошо что-то запомнить, нужно, чтобы сформировались прочные связи между нейронами. Но если нейроны будут без конца усиливать связи, то это приведёт к информационному беспорядку и истощению самих клеток. В результате обучения и запоминания не получится. Предполагается, что нейроны должны специально ослаблять связи, чтобы поддерживать равновесие между необходимостью помнить старое и усваивать новое.

Известно, что во время бодрствования синапсы всё время усиливаются. Значит, их ослабление, спасающее нервную систему от перегрузки, происходит во сне. Выяснили, что есть специальный белок – Homer1a, который ослабляет синаптические связи во время сна, в зависимости от количества норадреналина в синапсисах. Норадреналин поддерживает организм в бодрствующем состоянии.

Действительно ли ослабление синапсов так нужно для эффективной работы мозга?

Чтобы это проверить провели эксперимент. Мышей сажали в клетку, где по полу время от времени проходил слабый электрический разряд. Естественно, мыши, снова оказавшись в этой клетке, замирали, то есть демонстрировали кратковременный эпизод выученной беспомощности. Затем мыши отправлялись спать, а после сна их снова сажали либо в электрическую клетку, либо в какую-то другую.

Поспавшие мыши, попав в то место, где их били током, 25% времени проводили в ступоре. Они помнили клетку и связанные с ней неприятные ощущения. В другой клетке мыши тоже время от времени пугались, но неизмеримо реже, так что на стрессовую реакцию приходилось 9% времени пребывания там.

Ожидали, что мыши, которым мешали спать, то есть подавляли возможность ослабить синопсисы, будут вообще мало что помнить. Но в реальности мыши помнили про опасность, впадали в стресс и в электрической клетке, и в безопасной, причем гораздо чаще. Так как все синопсисы сохранили первоначальную силу, животным стало трудно отличить одну клетку от другой. Слишком сильные воспоминания искажали восприятие. То есть, ослабление синапсов необходимо, чтобы не путаться в завалах информации.

В итоге выяснили, что синапсы во время сна уменьшаются по площади примерно на 18%. При этом, самые большие синапсы не уменьшаются – вероятно, они формировали нервные цепочки, отвечающие за самую важную информацию, которую ни в коем случае нельзя потерять.

Сон помогает справиться с негативными эмоциями (на примере стыда)

Одним из главных эмоциональных нервных центров служит миндалевидное тело, или амигдала (хотя амигдала (https://www.nkj.ru/news/36566/www.nkj.ru/news/30945) занимается не одними только эмоциями). Исследователи из Королевской академии наук и искусств Нидерландов и Амстердамского свободного университета описали, как отрицательные эмоции зависят от того, как мы спим.

Обычно в таких экспериментах показывают что-то пугающее: змей, пауков и т. д. Но в этот раз всё было еще хуже. Человека просили спеть что-то в караоке, при этом собственного голоса поющий не слышал. Среди испытуемых не было профессиональных музыкантов. Когда испытуемым позже давали послушать то, что они напели, то люди начинали испытывать сильный стыд от услышанного. При сканировании мозга в МРТ можно было видеть повышенную активность амигдалы.

Затем участники эксперимента укладывались спать на ночь в лаборатории. Некоторые из них в той или иной степени страдали от бессонницы, что было видно по сопутствующей электроэнцефалограмме: мозг постоянно просыпался во время быстрой фазы сна. Некоторые пробуждались больше 20 раз за час.

На следующий день испытуемых снова мучили записями собственного пения. Оказалось, что у тех, кто плохо спал, амигдала сильнее реагировала, чем у тех, кто спал хорошо. То есть хороший быстрый сон помогал справиться со стыдом.

Спящий мозг перепроверяет наши эмоции по отношению к тому, что с нами недавно случилось. И если какое-то событие при дальнейшем рассмотрении не кажется таким уж важным, если это не вопрос жизни и смерти, то эмоции относительно него утихают. В нейронных цепях, которые их обслуживают, слабеют межнейронные связи и сигнал бежит по ним хуже.