Лекция на тему сон и
5 видеолекций о природе сна, психологии бессонницы и осознанных сновидениях
Эксперты объясняют, зачем вообще нужен сон, что такое циркадные ритмы, как нарушения сна могут стать хроническими и что нужно делать, чтобы сон был качественным.
«Теории и практики» собрали видео 5 видеолекций, которые помогут как следует выспаться.
Как устроен сон с точки зрения биологии и физиологии
Ответ на вопрос «Зачем сон нужен организму?» кажется очевидным: сон нужен для отдыха. Но такой ответ порождает цепочку новых вопросов: что такое отдых, почему он так сложно организован и как связан с определенными периодами в сутках. Доктор биологических наук Владимир Ковальзон рассказывает о механизмах бодрствования, быстрого и медленного сна, а также об истории сомнологии.
Какие бывают нарушения сна и почему иногда нам так сложно уснуть
Нарушений сна встречается очень много, и речь не всегда именно о физиологических проблемах. Кандидат психологических наук Елена Рассказова в своей лекции говорит о психологических факторах, которые касаются регуляции сна, о возникновении этих нарушений и о том, как они становятся хроническими.
Что такое осознанный сон
Сон — загадочное состояние, с которым сталкивается каждый из нас ежедневно. Еще более странным и удивительным является осознанный сон, вокруг которого традиционно много мистики и эзотерических практик. В своей лекции психолог Юлия Костина попыталась рассмотреть этот феномен с научной точки зрения и рассказала об особенностях состояния осознанного сновидения, исследованиях в этой области, техниках индукции и многом другом.
Как работают наши биологические часы
Циркадные ритмы — это внутренние механизмы, которые отсчитывают 24 часа в сутках и меняют по ним многие физиологические параметры: концентрацию гормонов, кровяное давление, температуру тела. Так организм ориентируется во времени и понимает, например, когда ему лучше уснуть. Как эти механизмы устроены на генетическом и гормональном уровне, кратко рассказывает биоинформатик Андрей Афанасьев.
Что такое качественный сон
Что такое качественный сон и каким он должен быть, какие факторы его определяют и проходит ли бесследно для здоровья человека недостаток сна — доктор биологических наук Евгений Вербицкий рассказывает, как хороший крепкий сон влияет на наше бодрствование.
Превью: «Сон на желтых покрывалах», художник Пьер Бонкомпен.
Класс: 8
Презентация к уроку
Средства обучения: презентация, таблица с изображением головного мозга.
Тип урока: комбинированный.
Ход урока
Наружный хаос мрака и огня
Мой мозг вгоняет в четкие пределы
Дробит и клеит, разрушает смело
И вечно строит только для меня
Исполненные музыки, значенья,
Причудливые яркие миры-
Творения возвышенной игры,
Сооруженья внутреннего зренья.
Д. Леви (нейроэстетик)
Древние греки верили, что сны приносит и управляет сновидениями бог Гипнос. Людям, живущим по совести он приносит облегчение и покой, охраняя их сны, и не впускает туда чудовищ ада. Но к тем, кто живет неправедно приходят во сне Цербер (адский пес Аида) и медузы горгоны терзающие душу но не плоть. Наверное, каждый из вас хоть раз в жизни просыпался в холодном поту от ужаса или страха, кто – то, наоборот, видел хорошее и просыпался с улыбкой, потому что, по мнению греков к нему являлся его сын бог Морфей, который навевал только сладкие сны. А сколько людей видят вещие сны, известно, что Менделеев увидел во сне периодическую таблицу, а Ферма доказал теорему, которую пытаются доказать до сих пор. Тема сна находит свое отражение и в картинах художников, например Сальвадор Дали в картине (как вы думаете, как называется картина?) “Сон, навеянный полетом пчелы вокруг граната за секунду до пробуждения” обратился к теме сновидений.
II. Изучение нового материала.
Сон протекает в несколько стадий, называемых фазами.
Другой причиной сна является усталость.
Если человек привык ложиться спать в одно и то же время и даже если не устал, то все равно в определенный час наступает сонливость.
Итак что же такое сон? (ответы учащихся)
Расстройство сна.
И.П.Павлов наблюдал за больным Качалиным, который заснул в 1898 году и проспал 20 лет. Во сне он состарился. Спал беспокойно, глаз не открывал, в сознание не приходил, но мог иногда подниматься и грызть семечки.
В 1963 году молодая аргентинка, узнав об убийстве Кеннеди, заснула на 13 лет.
Бразильская певица Сантос после автомобильной катастрофы, получив травму головного мозга, погрузилась в глубокий сон. Она спала 7 лет и в 1976 году проснулась.
Слово учителя: В чем причина такого состояния человека? Ведь его в данный момент легко принять за умершего. А ведь бывали случаи, когда таких людей действительно хоронили живьем.
Николай Васильевич Гоголь писал: «Завещаю тела моего не погребать до тех пор, пока не покажутся явные признаки разложения. Упоминаю об этом потому, что уже во время самой болезни находили на меня минуты жизненного онемения, сердце и пульс переставали биться».
А ведь до сих пор не смолкают споры по поводу смерти Николая Васильевича Гоголя. После вскрытия гроба, при переносе на другое кладбище, тело Гоголя было перевернуто в гробу. Возникает вопрос: а не захоронили ли великого писателя в состоянии сна? Что это за состояние? Очнувшись, он мог перевернуться в гробу.
Летаргия- в переводе с греческого означает спячка.
Задумывались вы над тем, почему люди чувствуют себя бодрее в определенное время дня, года, почему одни люди до глубокой старости сохраняют высокую работоспособность и умственную продуктивность, а другие увядают в молодости?
На все эти вопросы легче дать ответ, если учесть, что живые существа обладают “внутренним механизмом”, способным измерят время. Он обеспечивает высокое совершенство и гармонию жизни в постоянно меняющихся условиях окружающей среды.
— Давайте попробуем сейчас определить ваш биоритм, с помощью мини – анкеты.для этого на полях рабочей тетради запишите в столбик цифры от 1 до 4. Я вам буду зачитывать вопрос, а вы выбрав вариант ответа отмечаете его буквой А, Б или В.
1. Трудно ли вам вставать рано утром?
2. В какое время вы предпочитаете ложиться спать?
А) после часа ночи Б) около 11 ч. В) около 10 ч.
3. В какое время вы предпочитаете кушать обильно?
4. Когда вам легче учить уроки?
А) поздно вечером Б) днём В) в утренние часы
— если больше ответов А – вы сова
— если больше ответов В – вы жаворонок
— если больше ответов Б – вы аритмик.
Очень важно знать свой тип и учитывать его, так как нарушение природной биоритмики ведёт к снижению вашей работоспособности, плохому самочувствию, стрессу, нарушению сна.
Сновидения – нормальная психическая деятельность мозга, протекающая во сне и связанная с комбинацией осознанных и неосознанных явлений внешнего мира и физиологическими процессами организма.( определение биологический энциклопедический словарь). В состоянии сна сознание общается с подсознанием, в результате мы видим вещие сны, те которые сбываются, уже доказано, что по- настоящему вещие сны человек за всю жизнь может увидеть один- два раза. Причины сновидений объясняли по-разному, особенно интересные теории сновидений Зигмунда Фрейда и Карла Юнга.
ПОМНИ: сном невозможно запастись впрок, так же как и едой. Избыточный сон также вреден, как переедание.
Крепкий и здоровый сон обеспечивает восстановление работоспособности клеток головного мозга, предохраняет их от чрезмерного напряжения.
Недосыпание – одна из наиболее частых причин неврозов в детском и подростковом возрасте.
А сейчас проведем эксперимент.
Чтобы определить, какое полушарие у вас более развито, проведём следующий эксперимент. На полях тетради напишите цифры:1,2,3.
1. Переплетите пальцы рук несколько раз и вы заметите, что сверху всегда оказывается один и тот-же большой палец левой или правой руки (напишите букву Л или П).
2. Скрестите руки на груди (поза Наполеона). Какая рука оказалась сверху? (Л или П).
III. Закрепление изученного материала.
Конспект урока по теме «Сон и сновидения»
Тема: «Сон и сновидения»
Цель : Изучить явление сна, познакомить учащихся с физиологической природой сна, причинами нарушений сна.
Разъяснить физиологическую сущность сна, природу сна и сновидений, цикличность, его значение в нормальном функционировании мозга;
Показать, что циклы сна и сновидения определяются как внутренними, так и внешними факторами;
Тип урока : комбинированный ( первичное изучение нового материала и первичное закрепление)
Методы обучения : частично – поисковый.
Формы организации познавательной деятельности : фронтальная, индивидуальная.
Оборудование: ноутбук, презентация Microsoft Power Point, учебник, тетради
Сегодня мы с вами продолжим изучать высшую нервную деятельность человека, и я предлагаю вам послушать отрывок из произведения Валентина Катаева «Сон»
Создание проблемной ситуации:
«Бойцы конницы С.М.Буденного в течение трех суток выдержали 20 атак, к мукам жажды, голода и зноя прибавилось еще новая непреодолимая мука. Бороться с ней не было сил.
… Атака кончилась. Бойцы едва держались в седлах. Не было никакой возможности бороться с этой мукой. Наступал вечер. Мука заводила глаза. Веки были намагниченные. Глаза закрывались. Сердце, налитое кровью, затихало медленно, и вместе с ним останавливались и вдруг падали отяжелевшие руки, разжимались пальцы, мотались головы, съезжали на лоб фуражки» (слайд 2)
О какой муке идёт речь? (борьба со сном)
О какой физиологической потребности указывается в тексте?
Назовите тему сегодняшнего урока. Мы поговорим с вами о сне и его значении для организма человека. Откройте рабочие тетради, запишите число и тему урока. (2 слайд)
II . Изучение нового материала
Учитель: Всё живое, что существует на нашей планете подчиняется законам Земли, вращение Земли вокруг своей оси создаёт смену дня и ночи. Приспосабливаясь к этой смене, у живых организмов сформировался суточный биологический ритм (сон и бодрствование). Именно этот биоритм имеет наибольшее значение для организма животных и человека.
Как вы думаете, почему человек и животные не могут обходиться без сна? (слайд 3)
— помогает восстановить силы, работоспособность
— дает возможность отдохнуть организму, набраться сил
— головной мозг отдыхает, когда человек спит
— а животным помогает пережить неблагоприятные условия
Учитель подводит к выводу:
Итак, что же такое сон? (СОН – это наша потребность, это часть нашего жизненного ритма)
Вопрос: сколько в среднем человек отводит на сон? (Ответы учащихся)
Зависит ли продолжительность сна от возраста? (До 18 часов спит новорожденный. Подростки около 8 часов. Взрослые не менее 7 часов в сутки)
Если принять за данность, что средняя продолжительность жизни человека составляет 75 лет, то треть жизни 25 лет мы проводим в состоянии сна. Сон необходим нам как пища и вода. Если человек лишен сна три дня у него резко падает работоспособность, ухудшается память, нарушается внимание. А если человек лишен сна в течении 5 дней, у него могут наступить галлюцинации, сначала слуховые, а затем зрительные. Без сна человек может умереть от нервного истощения. (слайд 4)
Во время сна активность головного мозга не прекращается, а лишь перестраивается. Возобновляется ритмичная работа нейронов, которая была нарушена днём, восстанавливаются силы человека.
Наука занимающаяся изучением сна называется сомнологией.
Проникнуть в тайны сна помог специальный прибор – электроэнцефалограф, благодаря которому появилась возможность записать жизнь живого мозга и разобраться, что в нём происходит. Электроэнцефалография – исследования биопотенциалов мозга. Применяется с 30 года прошлого века. А исследовать мозг во сне стали в 50 годы 20 века.
Сон протекает в несколько стадий, называемых фазами. Известны медленная и быстрая фазы сна. Я предлагаю вам поработать в парах (самостоятельная
работа с учебником) и дать характеристику каждой фазе сна.
сон медленного движения глаз
Редкие волны большой амплитуды
(Парадоксальный потому, что, несмотря на то, что человек спит, его мозг генерирует такие же быстрые волны, как и в состоянии бодрствования. )
Ритм сердечной деятельности повышается, глазные яблоки подвижны, мышцы расслаблены, активизация деятельности всех внутренних органов, сокращение отдельных групп мышц, сновидения
Колебания быстрые, частые небольшой амплитуды
Творческие физминутки на координацию движений и психологическую разгрузку.
Сидя. Взяться правой рукой за левое ухо, а левой рукой взяться за кончик носа. Хлопнуть в ладоши и быстро поменять руки: левой рукой – правое ухо, правой-кончик носа.(6 слайд)
Учитель: теперь давайте прочитаем на стр.346 учебника, что же такое сновидения?
Поговорим о причинах сна
Назовите мне причины сна?
Активное поведение людей преимущественно приурочено к дневным часам. Ночью наступает сон. Однако все люди границу между сном и бодрствованием ощущают по-разному. Среди людей есть совы и жаворонки. Жаворонок рано ложится, но и легко рано встает, а совы долго бодрствуют, но, а утром любят подольше поспать.
(слайд 8) Я предлагаю вам определить какой птичкой являетесь вы с помощью мини – анкеты. Для этого на полях рабочей тетради запишите в столбик цифры от 1 до 4. Я вам буду зачитывать вопрос, а вы выбрав вариант ответа отмечаете его буквой А, Б или В.
1. Трудно ли вам вставать рано утром?
А) да Б) не всегда В) нет
2. В какое время вы предпочитаете ложиться спать?
А) после часа ночи Б) около 11 ч. В) около 10 ч.
3. В какое время вы предпочитаете кушать обильно?
А) утром Б) в обед В) вечером
4. Когда вам легче учить уроки?
А) поздно вечером Б) днём В) в утренние часы
(слайд 9) Интерпретация ответов:
— если больше ответов А – вы сова
— если больше ответов В – вы жаворонок
— если больше ответов Б – вы аритмик.
Очень важно знать свой тип и учитывать его, так как нарушение природной биоритмики ведёт к снижению вашей работоспособности, плохому самочувствию, стрессу, нарушению сна.
(СЛАЙД 10)Лунатизм (Это одна из форм нарушений сна, проявлением которой является неосознанное хождение во сне)
Про этот сон нам приготовила сообщение Короткова Полина
( Слайд 11)А сейчас я предлагаю вам поработать в группах и составить правила «Здорового сна»
Придерживаться режима – сон это часть суточного ритма и поэтому должен начинаться в определенное время.
Долой кофеин, алкоголь и никотин, такие напитки как чай, кофе, кока кола, содержат кофеин и оказывают стимулирующее действие на нервную систему. В результате мы взбудоражены и не можем уснуть
Создайте себе хорошую обстановку для сна. Спать лучше в затемненной, тихой, хорошо проветриваемой комнате, кровать для сна должна быть достаточно широкой и удобной. Одежда для сна должна быть свободной и не сковывать движения, подушка не должна быть слишком высокой и жесткой.
Необходимо соблюдать временные рамки сна.
В часы перед сном следует избегать тяжелой пищи, лучше ужинать часа за да до сна.
Запомните еще такое правило: Сном как и пищей нельзя запастись впрок. Избыточный сон так же вреден для организма как и переедание.
Еще в далекие времена люди верили снам. Считали, что сны могут быть «вещими», они могут предсказать человеку что-то.
Для вас приготовила Николаева Лена сообщение на эту тему «Вещие сны»
III . Закрепление изученного материала:
Что нового вы сегодня узнали на уроке?
— изучили физиологию сна
— узнали значение сна
— Узнали, что сон, это часть нашего жизненного ритма
— Узнали, что нужно, чтоб сон был здоровым
Изучили изменения в организме, которые происходят во время сна.
Берегите свое здоровье, спите долго, крепко и желаю вам хорошего самочувствия.
Д/З: § 55, подготовить доклад «Лунатизм», «Гипноз-искусственный сон»
Загадки сна
Конспект лекции, прочитанной научным журналистом Асей Казанцевой в Шоколадном лофте 15 февраля 2017 года
Поделиться:
Аудиоверсия материала:
Студенты-нейробиологи очень радуются, когда на экзамене попадается билет про сон. Разговор с экзаменатором выглядит следующим образом:
— Каковы функции сна?
— Почему сон сохранился в ходе эволюции?
— Отлично, давайте зачетку. Вы ответили слово в слово то, что написано в учебнике.
С этих исходных позиций мы и начнем нашу лекцию. Есть основания надеяться, что к ее концу вы будете знать про сон даже меньше, чем до того, как сюда пришли.
1. Как сон сохранился за миллионы лет эволюции?
Сон — большая эволюционная загадка. Очевидно, что если лежать с закрытыми глазами и не реагировать на окружающее, это сильно повышает риск быть съеденным. Если бы существовала хоть какая-то возможность обойтись без сна, организм, овладевший этим навыком, мог бы получить серьезное конкурентное преимущество. И тем не менее такого организма, кажется, не существует.
Мы точно знаем, что спят все млекопитающие, и, по всей видимости, все позвоночные. У беспозвоночных, — червяков и мух, — нет сна в нашем понимании, потому что 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 живущие под угрозой нападения хищника, спят очень мало (лошадь, например, спит два с половиной часа в сутки, причем большую часть сна она может стоять на ногах, и предпочитает спать в окружении своих бодрствующих соплеменников). С другой стороны, лев спит восемнадцать часов в сутки. Зачем так долго? Затем, что он может себе это позволить.
Сложнее всего спать тем, кто живет в воде, но и они нашли выход из положения. Дельфин, к примеру, обычно спит двумя полушариями мозга поочередно. При этом дельфины не прочь поспать двумя полушариями одновременно, однако не могут делать это долго, потому что надо просыпаться и дышать. Долгое время считалось, что акулы не спят вообще из-за строения дыхательной системы: им нужно постоянно плавать, чтобы вода попадала в жабры и происходил газообмен. Позже дайверы обнаружили, что акулы любят ложиться на самое дно, где есть потоки воды, в которых они неподвижно лежат, чтобы вода промывала их жабры, и спят.
Отсюда очевидно, что, по-видимому, сон — принципиально важная часть функционирования нервной системы. Тем не менее ученые пока имеют довольно смутное представление о том, почему он настолько необходим.
2. Из чего состоит сон?
У всех млекопитающих сон делится примерно на одни и те же стадии. Они чередуются на протяжении ночи, каждый цикл — в случае человека — занимает около полутора часов. Начало цикла — медленно-волновой сон. В это время человек спит все глубже, волны энцефалограммы становятся медленнее, падает температура тела, частота дыхания и сердечных сокращений. Если в этот момент нас разбудить, мы не вспомним, что снилось, или расскажем, что это было что-то спокойное и неинтересное. На этой стадии мышцы не блокируются и мы можем впадать в состояние лунатизма, ворочаться, пинаться и разговаривать.
После четырех стадий медленного сна картина ЭЭГ резко меняется и становится почти неотличима от энцефалограммы бодрствующего человека. Это REM-фаза (стадия быстрых движений глаз). Она сопровождается сонным параличом (подавлена активность всех мышц, мозг не посылает к ним сигналов). Частота сердечных сокращений повышается, мозг активно работает, человеку снятся яркие сны.
Соотношение стадий меняется с течением ночи. В начале глубокий сон длится долго, до двух часов, а фаза быстрого сна может быть очень короткой. К утру соотношение меняется: мы видим много снов.
Медленный сон очень важен: если не позволять животным спать глубоким сном, то они умирают. Быстрый сон, по-видимому, не так важен: если во время него не давать спать, то животные остаются в живых и поведение остается более-менее нормальным.
3. Сколько надо спать?
За три месяца до рождения ребенок проводит практически все время в стадии REM-сна. Новорожденный может спать по двадцать часов в сутки, и значительную часть этого времени по-прежнему занимает фаза быстрого сна. С возрастом количество быстрого сна у человека снижается. По-видимому, он очень важен именно для развития мозга. Известно, что если постоянно будить взрослую крысу в стадии быстрых движений глаз, то она живет нормально, а если будить крысиного младенца, у него появляются нарушения в развитии мозга, уменьшается масса тела, возникают поведенческие аномалии.
Когда мы находимся на стадии быстрого сна, нам легче просыпаться и не чувствовать себя разбитым. Поэтому, если времени на сон нет, то имеет смысл спать столько, чтобы продолжительность сна была кратна полутора-двум часам: тогда ваш мозг успеет завершить цикл, и пробуждение придется на REM-фазу. Понятно, что есть индивидуальные отличия, которые зависят от образа жизни и степени усталости. Существуют специальные будильники, которые отслеживают время, когда мы ворочаемся, подсчитывают пульс, частоту сердечных сокращений, чтобы знать, во сколько разбудить. Но эти приборы могут давать сбои. В идеале нужно спать с электродами на голове, а такие будильники пока не продаются.
4. Почему нам снятся неприличные сны?
Благодаря добровольцам, которые умудрялись засыпать в томографе, мы знаем, что во время REM-сна подавлена активность дорзолатеральной префронтальной коры. Это, по сути, та часть мозга, которой мы думаем. Она необходима для критического мышления, для силы воли, соблюдения общепринятых правил. А вот лимбическая система, отвечающая за эмоции, мотивацию и всякие бестолковые желания, во время быстрого сна, наоборот, очень активна. Таким образом, из наших утренних снов мы можем узнать, каким ужасным было бы наше поведение, если бы кора не контролировала ежеминутно низменные порывы нашей лимбической системы.
5. Что бывает, если не спать?
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, и ученые до сих пор не могут понять, почему это происходит.
С людьми такие жестокие эксперименты никто не ставит, однако всегда есть возможность тестировать добровольцев, которые лишаются сна на короткий срок. Кроме того, исследуют представителей профессий, вынужденных долгое время ограничивать себя в сне. Оказывается, что у невыспавшегося человека снижается объем рабочей памяти, внимательность. По данным Американской академии сна, около ста тысяч аварий в год в США связаны с тем, что люди выехали на дорогу невыспавшимися, порядка двух тысяч людей в этих авариях гибнут. Сонный водитель может нормально вести машину в штатной ситуации, но если вдруг происходит что-то, что требует резкого принятия решения, то столкновение неизбежно, потому что реакция замедленная.
Если лишенные сна крысы теряют массу тела, то у людей, напротив, она повышается. Это может быть связано с особенностями метаболизма: снижается чувствительность к инсулину. В норме, когда мы поели, инсулин сообщает клеткам, что они могут использовать поступивший в кровь сахар. Из-за нарушения сна клетки менее чувствительны к инсулиновым сигналам: в крови сахар есть, но клетки не могут эффективно его использовать. При самом скверном сценарии может развиться диабет второго типа.
Лишение сна приводит к нарушениям иммунитета. Есть эксперименты, в которых людей вакцинировали от гриппа или от кори, и выяснили, что у тех, кто не высыпается, антитела в крови появляются медленнее и в меньшей концентрации. При лишении сна возможно усиление работы надпочечников и, как следствие, повышение уровня гормонов стресса, а они, в свою очередь, влияют на развитие сердечно-сосудистых заболеваний и вызывают нарушения иммунитета, в том числе негативно влияют на функции тех иммунных клеток, которые нужны для борьбы со злокачественными опухолями.
6. Зачем нужно спать?
Существует множество теорий. Скорее всего, как это часто бывает в биологии, каждая из них верна отчасти, но не объясняет всё.
Первоначально сон мог возникнуть в ходе эволюции просто как экологическое, поведенческое приспособление. Он позволяет экономить силы, и это может оказаться выгодным, если вы все равно не можете эффективно охотиться в это время суток (например, вам слишком темно или слишком жарко). Но понятно, что функции сна на этом не заканчиваются.
Вторая группа теорий — физиологические: сон рассматривается как состояние, необходимое для поддержания здоровья, для профилактического ремонта и настройки внутренних органов. Например, у многих гормонов есть суточные ритмы, часто связанные с циклом сон — бодрствование. Именно во сне активно вырабатывается гормон роста, отвечающий не только за развитие скелета человека, но и рост мышц и быстрое заживление ран.
Третья группа причин — нейробиологические: раз уж мы спим мозгом, значит, именно мозгу-то сон и нужен в первую очередь. Сегодня более или менее общепризнанно, что одна из ключевых функций сна — это обработка информации, полученной за день, консолидация воспоминаний, их перевод из кратковременной памяти в долговременную.
За последние годы нейробиологи много узнали о том, как работает память. Кратковременная память — это усиление контакта между нейронами, которые работают вместе при выполнении одной и той же задачи, а долговременная — образование новых синапсов между ними. Когда вы осваиваете какой-нибудь моторный навык, например учитесь играть на гитаре, вашему мозгу сначала все равно, какие именно струны зажимать, но со временем брать правильный аккорд становится физически проще, чем неправильный, потому что для этого действия уже сформированы нейронные связи, проторенные дорожки в мозге. Чем чаще мы практикуем какое-нибудь действие, тем проще нейронам активироваться вместе.
Существует огромное количество экспериментов, которые демонстрируют, как важен сон 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. Во время сна мозг занят делом: он вызывает заново те впечатления, которые получил на протяжении дня. Видимо, он делает это для того, чтобы выращивать себе новые синапсы в тех местах, где это оказалось важным, пока его ничего не отвлекает. Предполагается, что во время медленного сна мы заново прокручиваем дневные впечатления и записываем их в памяти, а во время быстрого происходит стабилизация выученного.
В 2006 году немецкий нейробиолог Лиза Маршалл использовала транскраниальную стимуляцию слабым постоянным током, чтобы сделать медленные волны во время сна еще более медленными. Участвовали две группы: одни получали стимуляцию, вторым прикрепляли на голову неработающие электроды. Перед сном испытуемые запоминали пары слов, и после пробуждения первая группа вспомнила в среднем на пять пар слов больше, чем те, кто не получал стимуляцию. Сейчас доктор Маршалл работает с пожилыми людьми, проявляющими признаки старческой деменции. Результаты показывают, что память у них улучшается. Лиза Маршалл предполагает, что проблемы с памятью связаны с нарушением сна — у пожилых людей фаза медленного сна менее глубокая и продолжительная.
В последние годы накапливаются данные о том, что формирование памяти — это не только рост новых синапсов, но и избавление от тех синапсов, которые не понадобились. В журнале Science только что вышла красивая работа, авторы которой использовали трехмерную микроскопию, чтобы разглядеть конкретные нейроны и измерить площадь синапсов. Использовались три группы мышей: первая выспалась, вторая не спала шесть часов, потому что они не хотели, третьей не дали спать. Удалось показать, что у первой группы мышей площадь поверхности синапсов снижается на восемнадцать процентов — это очень много. При этом уменьшались в первую очередь те синапсы, площадь которых и до этого была небольшой, а вот самые крупные синапсы остались практически неизменными, — возможно, это как раз те синапсы, которые участвовали в сохранении важной для мышей информации.
Получается, что сон нужен не столько для роста синапсов, сколько для избавления от тех, которые не нужны. 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. И, наверное, если бы синапсы каждый день только росли и росли, для них могло бы буквально закончиться место в черепной коробке, или по крайней мере стало бы очень сложно оперировать этими огромными массивами бесполезной информации. Поэтому мозг засыпает — и сортирует ту информацию, которая накопилась в течение дня, укрепляя важные синапсы и избавляясь от ненужных.
В последние годы развивается еще одна очень интересная гипотеза — о том, что сон нужен для «промывки мозгов» в буквальном смысле. Майкен Недергаард и ее коллеги несколько лет назад выяснили, что во время сна в мозге увеличивается объем межклеточного пространства, и туда приливает спинномозговая жидкость. Они предложили термин «глимфатическая система», это игра слов, комбинация терминов «глия» (вспомогательные клетки мозга) и «лимфатическая система», и последние пять лет эту систему интенсивно изучают, в частности, показали, что биохимический состав межклеточной жидкости во время сна довольно серьезно изменяется по сравнению с тем, что происходит во время бодрствования. А ведь от баланса ионов в межклеточной жидкости в принципе зависит способность мозга передавать сигналы. То есть похоже, что сон — это принципиально другое функциональное состояние мозга, необходимое для того, чтобы он мог прийти в порядок, восстановиться в процессе активной очистки.