Чому ми спимо
Психіатр Аллан Хобсон, який спеціалізується на особливостях сну (Allan Hobson) якось пожартував, що єдина відома функція сну – лікування від сонливості. Що не зовсім так, але питання, чому цей процес так необхідний, ще не вирішене до кінця.
Залишається неясним, чому сон як еволюційна стратегія взагалі виник. Адже він повинен був приносити істотну користь, яка зрівноважила б значний ризик бути з’їденим або залишитися без їжі.
На основі наявних даних можна зробити висновок, що сон – це не розкіш, а необхідний для фізичного і психічного здоров’я процес. Але вчені поки тільки починають відкривати інші його складні і різноманітні функції.
Що в цей час відбувається в мозку
Мозок не вимикається, послідовно чергуються дві фази сну. Кожна зі своїми особливостями: повільний (глибокий) і швидкий сон.
Глибокий становить близько 80% всього часу сну. Для цієї фази характерні повільні мозкові хвилі, розслаблення м’язів, спокійне глибоке дихання.
Також під час повільного сну консолідуються спогади: недавні події переводяться на тривале зберігання. Але не все підряд – менш важливі спогади за минулий день очищаються. Зв’язки між нейронами (синапси) скорочуються в розмірах, через що слабкі з’єднання «вирізаються» і ці враження забуваються.
Решта 20% становить швидкий сон або фаза швидкого руху очей (БДГ). Під час неї ми бачимо сни. Вони можуть тривати від кількох секунд до години. З плином ночі вони стають довшими, але майже відразу ж забуваються.
У БДГ-фази мозок дуже активний, м’язи паралізовані, збільшується частота серцевих скорочень, дихання стає нерівномірним. Вважається, що сновидіння пов’язані з навчанням і пам’яттю, адже після нових вражень ми зазвичай бачимо більше снів. Скорочення ж часу швидкого сну пов’язують з ризиком виникнення деменції.
Скільки потрібно спати
Часто говорять про вісім годин, але оптимальна кількість сну варіюється для різних людей і різних періодів життя. Дослідники з американського Національного фонду сну проаналізували 320 наукових статей і склали докладні рекомендації.
Так, на їхню думку, ідеальне кількість сну для дорослих – 7-9 годин, для підлітків – 8-10 годин. Маленьким дітям потрібно спати довше – 10-13 годин, а немовлятам – до 17 годин.
Доросла людина може якийсь час спати менше і відчувати себе нормально, якщо у неї гарна якість сну. Але коли процес цей займає менше семи годин, з’являються негативні наслідки для здоров’я. Те ж відбувається і коли сну занадто багато, хоча подібних випадків все ж вкрай мало.
Як сон пов’язаний з добовими ритмами
У 1930-х роках американський нейрофізіолог Натаніел Клейтман (Nathaniel Kleitman) провів 32 дні в печері на глибині 42 метрів. Метою експерименту було вивчення внутрішнього годинника людини. Він жив в повній ізоляції, намагаючись продовжити добу до 28 годин.
І незважаючи на строгий розпорядок харчування і сну йому це не вдалося. Він все одно відчував себе бадьорим, коли його «день» приблизно збігався зі світловим. Температура його тіла теж коливалася в рамках 24-годинного циклу. З цим же стикаються люди, які багато працюють позмінно, особливо при нерегулярному графіку.
Чому ми прив’язані до 24-годинного циклу
За мільйони років еволюції наше життя синхронізувалося з циклом зміни дня і ночі, який викликаний обертанням планети. Циркадні ритми сформувалися практично у всіх живих організмів.
І вони так міцно вкоренилися в нас, що працюють навіть без зовнішніх сигналів. Наприклад, що стоять в темному шафі рослини при стабільній температурі згортають і розгортають листя, ніби відчувають сонячне світло, навіть не отримуючи його.
У 1970-х вчені виявили важливу частину цих внутрішніх годинників. Під час експериментів з плодовими мушками ними був виявлений ген period, активність якого циклічно змінюється протягом 24 годин.
І вченим, двоє з яких потім отримали Нобелівську премію з фізіології і медицині, вдалося з’ясувати, як працює цей ген. Він запускає вироблення спеціального білка (PER), який накопичується в клітинах за ніч і руйнується вдень. Рівень цього білка в клітині і використовується як індикатор часу доби.
Як це проявляється
У людини виявили такий же ген, який експресується в області мозку під назвою супрахіазматичне ядро (СХЯ). Воно служить провідником між сітківкою очей і шишкоподібним тілом в мозку, де виробляється гормон сну мелатонін. Тому коли темніє, ми відчуваємо сонливість.
СХЯ – це головний годинник організму, але ще існують так звані часові гени. Вони активні майже у всіх типах клітин і контролюють діяльність приблизно половини наших генів.
Активність деяких клітин (крові, печінки, нирок, легенів) змінюється в залежності від 24-годинного циклу, навіть коли клітини знаходяться в лабораторному посуді. І практично на всі процеси в організмі – від секреції гормонів до підготовки травних ферментів і змін тиску до температури – сильно впливає те, в який час доби вони зазвичай необхідні.
Чи краще спали раніше
Поганий сон часто пов’язують з сучасним сидячим способом життя, наявністю електрики і використанням електронних пристроїв. Однак вивчення сну у народів, зайнятих зараз полюванням і збиранням, спростовує це.
Дослідники народу хадза, що проживає в північній Танзанії, виявили, що і там люди часто прокидаються по ночах, а індивідуальні режими сну сильно відрізняються. Так, за 220 годин спостереження було зафіксовано всього лише 18 хвилин, коли всі 33 члени племені спали одночасно.
В результаті вчені прийшли до висновку, що неспокійний сон може бути давнім механізмом виживання, виробленим для захисту від нічних небезпек. Основна різниця в тому, що представники цього племені не турбуються через проблеми зі сном.
Що буде, якщо не висипатися
У найважчих випадках недолік сну може привести до смертельного результату. Наприклад, щури, яким зовсім не дають спати, вмирають протягом двох-трьох тижнів.
Природно, такий експеримент не повторювали на людях, але навіть день-два без сну можуть викликати у здорової людини галюцинації та фізичну втому.
Вже після однієї ночі поганого сну когнітивні здібності знижуються, страждають концентрація і пам’ять. У підсумку ми схиляємося до імпульсивних рішень і миттєвих задоволень. А за даними одного дослідження, недосипання також підвищує ймовірність брехні і зрад.
Як недосипання впливає на фізичне здоров’я
Регулярне недосипання має накопичувальний ефект. Його пов’язують з ожирінням, діабетом, серцевими захворюваннями і деменцією. У людей, які постійно працюють в нічну зміну, на 29% частіше розвивається ожиріння, ніж у тих, хто працює позмінно. Крім того, робота по ночах на 41% збільшує ризик серцевого нападу та інсульту.
Звичайно, в цьому випадку складно відокремити вплив недосипу від інших факторів, наприклад стресу і соціальної ізоляції. Проте з’являється все більше доказів прямого впливу недосипу на здоров’я. Вже виявлено, що він впливає на метаболізм і баланс між жировою і м’язовою масою.
Давно відомо, що безсоння може бути симптомом деменції. Деякі вчені також вважають, що поганий сон – один з факторів, що сприяє розвитку хвороби Альцгеймера.
Під час сну мозок позбавляється від білків бета-амілоїд. І якщо спати мало, вони накопичуються і з часом призводять до нейродегенеративних змін у мозку.
Чи сплять всі інші тварини
Відповідь залежить від того, що вважати сном. Більшість вчених розуміє під ним:
- стан нерухомості;
- значно нижчу реакцію, ніж при активній діяльності.
На основі цих критеріїв дослідники намагалися виявити Несплячі види, але достовірних доказів поки немає.
Претендентом на це звання у свій час була жаба-бик. У 1967 році вчені провели експеримент і виявилося, що ці жаби однаково реагують на удар електричним струмом протягом дня і серед ночі. Але ці результати піддалися сумнівам.
Є тварини, яким потрібно мало сну. Наприклад, дорослі жирафи в сумі сплять близько півгодини в день, по кілька хвилин за «підхід». А деякі тварини можуть спати тільки однією половиною мозку і завдяки цьому зберігати активність. Такий однопівшарний сон, наприклад, зустрічається у дельфінів, тюленів, ламантинів і деяких птахів, а також, можливо, у акул.
