Что такое сон, какие его функции? Никто этого до сих пор не знает. Это одна из самых больших загадок в нейробиологии. Мы точно знаем, что спят все млекопитающие и, скорее всего, все позвоночные. У беспозвоночных (червяки и мухи) нет сна в нашем понимании, потому что у них нет мозга, но есть суточные циклы повышенной и пониженной активности.
При этом есть явные свидетельства, что продолжительность сна – предмет постоянного торга между требованиями безопасности и загадочной непреодолимой потребностью нервной системы. Травоядные животные постоянно живут под угрозой нападения хищника и потому спят очень мало. А лев спит восемнадцать часов в сутки, потому что может себе это позволить.
Существует множество теорий о том, зачем нужен сон. Первоначально сон мог возникнуть в ходе эволюции как экологическое поведенческое приспособление. Он позволяет экономить силы тогда, когда человек все равно не может эффективно охотиться.
С точки зрения физиологии, сон необходим для поддержания здоровья, профилактического ремонта и настройки внутренних органов. К примеру, во сне активно вырабатывается гормон роста, отвечающий за развитие скелета, рост мышц и быстрое заживление ран.
Ася Казанцева во время лекции в Киеве
Фото: Facebook Miriam Dragina
С точки зрения нейробиологии, сон – необходимость в первую очередь для мозга, и одна из его ключевых функций заключается в обработке информации за день, консолидации воспоминаний и их переводе из кратковременной памяти в долговременную.
Кратковременная память – это усиление контакта между нейронами, которые работают вместе при выполнении одной и той же задачи, а долговременная – образование новых синапсов между ними. Чем чаще мы практикуем какое-нибудь действие, тем проще нейронам активироваться вместе.
Сон важен для обучения. Если испытуемые что-нибудь выучили, а потом хотя бы ненадолго уснули, то, проснувшись, они воспроизведут новый навык лучше, чем те, кто в это время не спал. Предполагается, что во время медленного сна мозг заново прокручивает дневные впечатления и записывает их в памяти, а во время быстрого сна стабилизирует выученное.
Формирование памяти – это не только рост новых синапсов, но и избавление от тех синапсов, которые не понадобились. Мы в течение дня проходим через огромное количество событий и впечатлений, которые нет необходимости помнить: дорогу на работу, людей в метро. Каждое запечатлеваемое в памяти событие требует своих нейронных связей. Поэтому мозг засыпает и сортирует информацию, которая накопилась в течение дня.
Фото: тут и на обложке Pixabay
Мы спим циклами, которые длятся около полутора-двух часов. Сон делится примерно на одни и те же стадии, которые чередуются между собой (меняются только пропорции). Вначале идет медленноволновой сон, человек спит все глубже, температура его тела, частота дыхания и сердечных сокращений падают. На этой стадии мышцы не блокируются и мы можем ворочаться и разговаривать.
После четырех стадий медленного сна мы переходим в стадию быстрых движений глаз, или REM-фазу (rapid eye movement). В этой фазе наступает сонный паралич, когда активность всех мышц подавлена и мозг не посылает к ним сигналов. Частота сердечных сокращений повышается, мозг активно работает, человеку снятся яркие сны.
В начале ночи у человека больше глубокого сна, к утру же он наоборот видит много снов. Медленный сон очень важен: к примеру, если не давать животным спать глубоким сном, они умирают.
А вот быстрый сон принципиально важен для детей, развития их мозга и освоения информации. Младенец спит в основном столько же, сколько и взрослый в стадии медленного сна. А «бонусные» 6-8 часов для него – это быстрый сон, который нужен для того, чтобы обработать информацию. Более того, за три месяца до рождения ребенок проводит практически все время в стадии REM-сна.
Фото: Премия Просветитель
Сон резко повышает способность выживать. Если крысе не давать спать, с ней начинают происходить странные вещи: она лишается способности контролировать температуру тела, начинаются вирусные инфекции и общее ослабление иммунной системы, возрастает потребление пищи и снижается вес. Через две с половиной недели такой жизни крыса умирает.
У невыспавшегося человека снижается объем рабочей памяти, внимательность. С недосыпом связаны аварии: сонный водитель может нормально вести машину в штатной ситуации, но если вдруг происходит что-то, что требует резкого принятия решения, столкновение неизбежно, потому что реакция его замедленна.
Люди из-за нехватки сна набирают вес. Также при лишении сна возможно усиление работы надпочечников, что повышает уровень гормонов стресса, которые влияют на развитие сердечно-сосудистых заболеваний и вызывают нарушения иммунитета и работы иммунных клеток (нужны для борьбы со злокачественными опухолями).
Когда мы находимся на стадии быстрого сна, нам легче просыпаться и не чувствовать себя разбитыми. Поэтому, если времени на сон нет, имеет смысл спать столько, чтобы продолжительность сна была кратна полутора-двум часам: тогда ваш мозг успеет завершить цикл, и пробуждение придется на REM-фазу.
