Ноя
11

Почему чем дольше мы бодрствуем, тем больше хотим спать?




  • Здоровый крепкий сон

  • Развитие способности запоминать сны


  • Почему чем дольше мы бодрствуем, тем больше хотим спать?

    Дэвид Динджес - хороший ученый и еще лучший докладчик, и поэтому ни одна конференция по сну в мире не обходится без Дэвида Динджеса. Как следствие, он знает о проблеме недосыпания из собственного опыта: в июне я слышал его доклад в Сан Антонио в Техасе, где он признался, что только прилетел из Москвы... Его последняя статья в журнале SLEEP вышла в подходящий момент и в правильном контексте, так как, как мне кажется, сейчас мы находимся в критический период эволюции нашего понимания сна.

    Прежде всего, я бы хотел обратить внимание на два постулата, которые насколько кажутся тривиальными, настолько же чрезвычайно важны для понимания того зачем нужен сон. Они отражают суть концепции о так называемой гомеостатической природе сна, сформулированной швейцарским ученым Александром Борбели. Во-первых, чем дольше мы бодрствуем, тем глубже мы после этого спим, и во вторых, чем глубже мы спим, тем более эффективным и полезным для воостановления (отдыха) оказывается наш сон. Статья Дэвида Динджеса обнаруживает некоторое кажущееся противоречие между эмпирическими результатами и этими, казалось бы неоспоримыми постулатами. Оказывается, даже 10-и часовой "ночи" глубокого сна не хватает, чтобы компенсировать "долг сна", накопленный за предыдущие 5 дней. Ошибка природы?

    Сначала я бы хотел сказать несколько слов о том что же такое сон. Большую его часть составляет медленно-волновая фаза, когда электроэнцефалограмма (ЭЭГ), записываемая электродами на поверхности головы и представляющая из себя суммарную активность миллионов нейронов доминируется медленными волнами большой амплитуды, в несколько раз большей, чем во время бодрствования. Интересно, что у детей до подросткового возраста эти волны еще выше чем у взрослых, но об этом как-нибудь в другой раз. В начале ночи медленных волн много и они большие, но в процессе сна они постепенно становятся меньше и меньше и происходят всё реже и реже. Эти волны считаются показателем глубины сна, но, что важнее, они отражают предшествующую историю сна и бодрствования. Например, после сиесты сон будет менее глубоким, то есть медленных волн будет меньше, а после депривации сна, то есть если время бодрствования превысило обычные ~16 часов, то медленных волн будет больше и электроэнцефалограф будет буквально зашкаливать. Вот так, после бессонной ночи мы спим так же глубоко, как дети. Что же определяет размер медленных волн во время глубокого сна? Как я уже упоминал, ЭЭГ отражает суммарную активность нейронов, и для того, чтобы на ЭЭГ возникли большие волны, эта активность должна быть синхронной. Это, конечно, упрощенное представление, так как механизмы генерации ЭЭГ еще полностью не выяснены, но в общем оно отражает происходящие явления. Чем больше нейронов синхронно вовлечены в медленную активность, и чем большая площадь коры мозга в этом участвует, тем большие волны записываются на ЭЭГ. Так, трудно представить себе 10-и метровые волны на небольшом горном швейцарском озере, в то время как в океане это вполне возможно. Именно в это время сознание минимально и порог пробуждения самый высокий, хотя здесь тоже есть ряд нюансов, и это тоже скорее отдельный разговор.

    Теперь я подготовил почву для третьего, также тривиального постулата, который тем не менее является не менее важным чем два первых: чем дольше мы бодрствуем, тем больше нам хочется спать. Мы всё еще не спим, ходим, разговариваем, отвечаем на разражители, но всё таки чувствуем себя по другому. Что же это за состояние? Что при этом происходит в мозге? И вот здесь нам снова пригодится ЭЭГ: если мы запишем мозговые волны у человека, который не спал 2 дня, то мы увидим, что периодически, на несколько секунд, мозг засыпает, что выражается в появлении волн, похожих на медленные волны во сне. И чем дальше, тем они появляются чаще и имеют большую амплитуду. Итак, когнитивные нарушения в состоянии хронической нехватки сна можно обяснить прогрессивным засыпанием отдельных популяций нейронов, не настолько больших чтобы мы заснули, но достаточных для того, чтобы на несколько секунд превратить нас в зомби. Это, в некотором роде, подобно так называемому абсансу - разновидности эпилептической активности, когда на несколько секунд мозг переходит в патологическое гиперсинхронное состояние - и который ассоциируется с кратковременной потерей сознания.

    И вот теперь можно вернуться опять к первому "гомеостатическому" постулату: чем дольше мы бодрствуем, тем глубже мы после этого спим. Очевидный вопрос здесь это, собственно, что происходит во время бодрствования что влечет за собой необходимость сна, усталость и т.д. Это тоже отдельный разговор, и по этому поводу существует ряд гипотез и идей. Очевидно одно: мозг, нейроны и связи между ними вечером уже не те, что были утром. Мозг невероятно пластичен - всё что происходит вокруг нас и в нас самих оставляет свой след, называемый попросту памятью. И хотя этот след жизненно важен, так как позволяет нам адаптироваться к изменяющейся среде, он является тяжким бременем: ресурс мозга ограничен и связи между нейронами не могут изменяться бесконечно. Считается, что в основе механизмов памяти лежит образование новых связей между нейронами, или усиление уже существующих. Те нейрональные ансамбли, которые активируются вместе в процессе обучения определенной задаче, приобретают более прочные связи между собой, что позволяет достичь более эффективной коммуникации, и их большей "конкурентоспособности": нейрональный дарвинизм, как определил это Нобелевский лауреат Джеральд Эдельман. Таким образом, можно ожидать, что после продолжительного бодрствования, наполненного сенсорным опытом, размышлениями, сознательным и бессознательным обучением и попросту "шумом", связи нейронов будут прочнее, что позволит им легче и быстрее вовлекаться в синхронную активность, которая выражается медленными высокоамплитудными волнами на ЭЭГ. И вот, таким образом круг замыкается: чем дольше мы бодрствуем, тем сильнее связи между нейронами, тем, в свою очередь большая вероятность того что они в унисон обретут сно-подобую активность - эрго - всё заканчивается состоянием сонливости и усталости (эти два понятия не равнозначны и потребуют отдельного объяснения), и как следствие когнитивными нарушениями. И последний вопрос, который я пока оставлю без ответа, это можем ли мы ожидать, что необходимость во сне, которая накапливается во время нормального активного бодрствования, накапливается также и у хронически недосыпающих "зомби", которые значительную часть пребывают в состоянии между сном и бодрствованием, хотя могут об этом и не догадываться?

    Приблизительно такой сценарий представила наша лаборатория в Мэдисоне, руководимая Джулио Тонони и Кьярой Чирелли в опубликованой пару недель назад статье в PNAS, которая, таким образом, внесла свой вклад в текущие дебаты о том, что же происходит при хроническом недосыпании. Возвращаясь, наконец, к статье Дэвида Динджеса - её авторы предлагают задуматься о том, что каким бы глубоким ни был сон, полного когнитивного восстановления одной ночью не достичь. Чтобы понять почему нет, нужно понять в первую очередь что происходит во время сна, что обращает вспять те неизбежные изменения, которые происходят в бодрствующем мозге.


  • Здоровый крепкий сон

  • Развитие способности запоминать сны



  • Социальные сети

    Рубрики

    Последние записи