Науковий журналіст The Guardian розповідає, в чому важливість цього біологічного процесу.
Психіатр, який спеціалізується на сні Аллан Хобсон (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 до кінця розтлумачене, інформує Фіртка з посиланням на lhealth.
Залишається неясним, чому сон як еволюційна стратегія взагалі виник. Адже він повинен був приносити істотну користь, що 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 всі підряд — менш важливі спогади за минулий день вичищаються. 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 (ШРО). Під час неї ми бачимо сни. Вони можуть тривати від декількох секунд до години. З плином ночі вони стають довшими, але майже відразу ж забуваються.
У ШРО-фазі 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, ідеальна 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 цей процес займає менш ніж сім 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 внутрішніх годин людини. Він жив у повній ізоляції, намагаючись продовжити добу до 28 годин.
І попри суворий 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 багато працюючих 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 (добові) ритми сформувалися практично у всіх живих організмів.
І вони так міцно вкоренилися в нас, що працюють навіть без зовнішніх сигналів. Наприклад, рослини, які стоять в темній шафі при стабільній температурі згортають і розгортають листя, ніби відчувають сонячне світло, навіть не отримуючи його.
У 1970-х вчені виявили важливу частину цього внутрішнього годинника. Під час експериментів з плодовими мушками ними був виявлений ген, активність якого циклічно змінюється протягом 24 годин.
І вченим, двоє з яких отримали Нобелівську премію по 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 й 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 годинні гени. Вони активні майже у всіх типах клітин і контролюють діяльність приблизно половини наших генів.
Активність деяких клітин (крові, печінки, нирок, легень) 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 та використанням електронних пристроїв. Однак вивчення сну у народів, зайнятих зараз полюванням і збиранням, спростовує це.
Дослідники народу хадза, який проживає в північній Танзанії, виявили, що і там люди часто прокидаються по ночах, а індивідуальні режими сну сильно відрізняються. Так, за 220 годин спостереження зафіксовано лише 18 хвилин, коли всі 33 члени племені спали одночасно.
У підсумку вчені прийшли до висновку, що неспокійний сон може бути древнім механізмом виживання, виробленим для захисту від нічних небезпек. Основна різниця в тому, що представники цього племені не турбуються з-за проблем 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.
Зрозуміло, такий експеримент не повторювали на людях, але навіть день-два без сну можуть викликати у здорової людини галюцинації та фізичне нездужання.
Вже після однієї ночі поганого сну когнітивні здібності знижуються, погіршуються концентрація і пам’ять. У підсумку ми схиляємося до імпульсивних рішень і миттєвих задоволень. А за даними одного дослідження, недосип також підвищує ймовірність брехні та зрад.
Як недосип впливає на фізичне здоров’я
Регулярне недосипання має накопичувальний ефект. Його пов’язують з ожирінням, діабетом, серцевими захворюваннями та деменцією. У людей, які постійно працюють в нічну зміну, на 29% частіше розвивається ожиріння, ніж у тих, хто працює позмінно. Крім того, робота ночами 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 сприяють розвитку хвороби Альцгеймера.
Під час сну мозок позбавляється від білків бета-амілоїдів. І якщо спати мало, вони накопичуються і з часом призводять до нейродегенеративних змін в 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 неспанні.
На основі цих критеріїв дослідники намагалися виявити несплячі види, але достовірних доказів поки немає.
Претендентом на це звання деякий 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 пів години в день, по кілька хвилин за «підхід». А деякі тварини можуть спати тільки однією половиною мозку і завдяки цьому зберігати активність. Такий однопівкульний сон, наприклад, зустрічається у дельфінів, тюленів, ламантинів і деяких птахів, а також, можливо, в акул.
