Опыты по отсутствию сна
Опыты по лишению сна
А что же сон? Сколько можно прожить без него?
Первые в истории науки эксперименты по лишению (депривации) сна на животных провела наша соотечественница, основоположник экспериментальной сомнологии и автор первой в мире книги по медицинским проблемам сна – Мария Михайловна Манасеина (1841-1903).
Считается, что побудил ее к таким экспериментам клинический случай, когда пациент умер после 9 дней бессонницы, а также тот факт, что в Древнем Китае насильственное лишение сна было одной из самых распространенных пыток, при которых люди умирали на 19-й день.
Свои эксперименты М.М. Манасеина выполнила на 10 щенках возрастом 2 — 4 месяца, которых заставляли постоянно двигаться, а, значит, и бодрствовать, путем ласок и прикосновений – метод, модификация которого будет взята на вооружение спустя много десятилетий после этого опыта.
Макроскопическое (визуальное) обследование выявило, в первую очередь, патологические процессы в мозге: многочисленные кровоизлияния в мозговой ткани, аномалии и разрушение мелких сосудов мозга, чего не наблюдалось у щенков, умерших, например, от голода.
Исходя из этого, Манасеина заключила, что от продолжительной депривации сна страдает именно мозг. Более того, сопоставив время выживания щенков, лишенных сна и лишенных пищи, она сделала вывод о том, что дефицит сна опаснее нехватки пищи, поскольку без еды щенки погибают на 20-25 сутки, а без сна на 4-5 сутки.
Более того, умирающего от голода щенка еще можно было спасти, а умирающего от нехватки сна – нет. О своих результатах М.М.Манасеина доложила в 1894 году на I Международном конгрессе по медицине в Риме и опубликовала в том же году в журнале «Archive italienne de biologie», однако и по сей день эта выдающаяся женщина-ученый мало известна не только широкой публике, но и специалистам-сомнологам.
Как бы то ни было, но она дала толчок к развитию экспериментальной сомнологии и вслед за ней ученые всего мира стали экспериментировать, лишая сна животных, а иногда и человека.
После этих экспериментов и у многих простых людей появился интерес к тематике. В частности, стало интересно, если лишение сна приводит к смерти, то где эта грань, сколько можно прожить без сна в днях? Одним из первых, кто решился поставить эксперимент на себе, был шоумен из Нью-Йорка, 33-летний Питер Трипп (Peter Tripp).
В 1959 году, в рамках благотворительного радиомарафона в поддержку общественной организации по поддержке здоровья и матерей March of Dimes, он прободрствовал в прямом эфире более 8 дней (201 час), установив, таким образом, мировой рекорд по непрерывному добровольному бодрствованию.
В последующие дни ситуация только ухудшалась, речь стала неразборчивой, Трипп отказывался выполнять тесты, а его психическое состояние стало вызывать серьезные опасения. Люди, наблюдавшие за здоровьем Триппа, отмечали, что вспышки галлюцинаций повторялись каждый 90 мин (а это, как мы помним, длительность одного цикла сна).
По окончании эксперимента Трипп проспал 13 часов, причем большая часть этого времени пришлась на фазу быстрого сна (БДГ-реакция или REM-rebound). К несчастью, многие симптомы психоза сохранились у него еще в течение довольно продолжительного времени после эксперимента.
Тогда о таких препаратах знали не так много, но сейчас доподлинно известно, что «Риталин» может спрОвоцировать развитие «амфетамин-вызванного психоза», точно такого же, какой испытывал Трипп. Хотя нельзя исключить того, что, по крайней мере, часть галлюцинаций Триппа могла представлять собой интрузии быстрого сна в бодрствование.
По причине медикаментозной поддержки этот эксперимент с научной точки зрения нельзя считать чистым. Более того, не велось постоянного ЭЭГ мониторинга, а поэтому нельзя исключить наличия во время эксперимента эпизодов микросна.
Этот уникальный по своей природе эксперимент вдохновил последователей Триппа. Один из них – 17 летний школьник из Сан-Диего (США) Рэнди Гарднер (на заглавной картинке) установил в 1964 году новый рекорд – 264 часа (11 суток) без сна.
Эксперимент проводился под наблюдением известного исследователя-сомнолога из Стэнфордского университета доктора Вильяма Демента, его коллеги Джорджа Гулевича и военного врача подполковника Джона Росса.
Рэнди Гарднер и доктор Вильям Демент
Этот случай был хорошо документирован с научной точки зрения, благодаря чему мы можем проследить хронологию всех изменений состояния Рэнди Гарднера, происходящих с организмом, когда его лишают сна.
День 1 без сна Гарднер перенес легко;
День 2 – появилось чувство крайней усталости;
День 3 – Гарднер впал в тоску и выглядел крайне удрученным;
День 4 – стали появляться провалы в памяти, особенно это затронуло краткосрочную память;
День 5 – симптомы паранойи. Гардрен возомнил себя Полем Лоуи (известным игроком в американский футбол), принял дорожный знак за человека, появились слуховые и визуальные галлюцинации, мания преследования, проблемы с чувственным восприятием мира, речь стала замедленная и невнятная. Характерными стали резкие перепады настроения: от крайней агрессивности до глубокой подавленности. Эти симптомы по нарастающей продолжались все последующие дни и были названы «Психозом депривации сна»;
День 11 – последний день. При постановке задачи считать вслух, последовательно отнимая от 100 по семь, Гарднер дошел до 65, остановился и сообщил врачам, что забыл, что именно делает.
После эксперимента Гарднер проспал 15 часов и проснулся абсолютно здоровым. Каких-либо отставленных эффектов или долгосрочных последствий такой длительной депривации сна зарегистрировано не было. В отличие от Триппа Гарднер не принимал во время эксперимента никаких стимуляторов, исключил из своего рациона даже кофе. Поэтому из этого эксперимента можно вынести больше информации о влиянии на здоровье нехватки сна. Но даже в этом эксперименте не велось постоянной ЭЭГ регистрации и поэтому нельзя исключить эпизодов микросна, а может даже и дремоты, поскольку из описания эксперимента следует, что временами Гарднер проваливался в забытье и Дементу приходилось практически орать, чтобы привлечь внимание Гарднера.
Случай Гарднера был отмечен в книге рекордов Гиннесса, однако этот рекорд, по неподтвержденным данным, был много раз побит. Дело в том, что книга рекордов Гиннесса перестала вести их учет из опасений за здоровье жаждущих такой славы.
В следующем посте поговорим о том, что происходит в организме человека при депривации сна.
Новые посты проще всего отслеживать по анонсам в наших пабликах ВКонтакте и Фейсбуке.
Эксперимент: как недостаток сна влияет на нашу психику
Автор фото, Getty Images
Перевод часов на зимнее время на минувших выходных дал жителям многих стран возможность в выходные поспать подольше. И это, в общем-то, неплохо, так как у жителей западных стран, и Британии в том числе, наблюдается хронический недосып.
Согласно данным британского Центра по изучению сна, среднестатистический британец спит в среднем 6,5 часов в сутки, что для подавляющего большинства людей недостаточно.
Множество исследований показало, что, сокращая время на сон, мы можем сильно навредить собственному здоровью.
Всего несколько ночей плохого сна могут повлиять на уровень сахара в крови и способствовать перееданию. Также изменения могут наблюдаться даже на уровне ДНК.
Несколько лет назад телепрограмма Би-би-си Trust Me I’m a Doctor (Ваш доктор) совместно с Университетом Суррея провела эксперимент: участников исследования попросили на одну неделю сократить время сна всего на один час.
Доктор Саймон Арчер из Университета Суррея сообщил, что такое сокращение времени сна сказалось на работе множества генов (около 500 ), в том числе и тех генов, которые отвечают за возникновение воспалительных процессов в организме и развитие диабета.
Ясно, что недосып крайне негативно сказывается на нашем физическом здоровье. Но как недостаток сна влияет на наше психическое состояние?
Телепрограмма Би-би-си Trust Me I’m a Doctor совместно с Оксфордским университетом провела небольшой эксперимент.
На этот раз мы привлекли к исследованию участников, которые могут похвастаться крепким сном. Мы снабдили их устройствами, отслеживающими фазы сна и его качество. Первые три ночи они должны были спать 8 часов. Следующие три ночи им разрешено было поспать только по четыре часа.
Каждый день участники эксперимента отвечали на ряд вопросов, которые должны были выявить их психологическое состояние, изменения в их настроении и эмоциях. Также они вели видеодневники.
Автор фото, Getty Images
Здоровый сон сам по себе улучшает самочувствие и настроение, и защищает от возникновения психических расстройств.
Каковы же результаты эксперимента?
Докторант Оксфордского университета Сара Рив, руководившая экспериментом, была удивлена тем, как быстро изменилось настроение испытуемых.
Однако тесты, которые прошел Джош, говорят об обратном. Его позитивный настрой резко изменился после двух ночей недосыпа, а негативные эмоции начали преобладать.
И несмотря на то, что он чувствовал себя неплохо, появились признаки того, что его психическое состояние ухудшилось.
Результаты нашего небольшого эксперимента совпадают с данными масштабного исследования Оксфордского университета о влиянии недостатка сна на психическое здоровье учащихся.
Участие в исследовании приняли более 3700 британских студентов, жаловавшихся на проблемы со сном.
Участники исследования были разделены на две группы. Первая группа прошла шесть сеансов когнитивно-поведенческой психотерапии (CBT), которая должна была помочь им улучшить качество сна. Другая группа получила стандартные рекомендации при нарушении сна.
Спустя десять недель студенты, прошедшие курс когнитивно-поведенческой психотерапии, сообщили об улучшении сна, снижении уровня тоски и тревоги, также снизилась частота проявлений психоза и галлюцинаций.
Это исследование демонстрирует, что не всегда бессонница является следствием психических расстройств, а что именно бессонница может спровоцировать возникновение психических проблем.
Автор фото, Getty Images
После четырехчасового сна у участников эксперимента заметно вырос уровень тревожности, тоски и стресса
Профессор клинической психологии Оксфордского университета Дэниел Фриман, проводивший исследование, говорит, что недостаток сна провоцирует появление навязчивых негативных мыслей, которые способны привести к психическим расстройствам.
По его словам, несколько ночей недосыпа, конечно, вряд ли спровоцируют психические заболевания, однако точно повысят риски их возникновения.
Исследование Оксфордского университета также помогает понять, что здоровый сон сам по себе улучшает самочувствие и настроение, и защищает от возникновения психических расстройств.
Пациент спит, наука идет: интересные исследования сна и бессонницы
МОСКВА, 14 мар — РИА Новости, Ольга Добровидова. «На следующие несколько часов, пока солнца на небе нет, я потеряю сознание и временно лишусь всего того, что я знаю и понимаю. А потом, когда солнце вернется, я продолжу жить», — так о сне, «странном занятии», говорил американский комик Джордж Карлин.
Надо полагать, это странное занятие во все времена интересовало ученых, которые и сами тратили на него до трети бесценной жизни. Изучать сон без электроэнцефалографа, МРТ и других современных инструментов, позволяющих «заглянуть в голову» спящему, было непросто, но и их появление пока не внесло окончательную ясность в вопрос о том, зачем нужны живым организмам эти «маленькие кусочки смерти».
РИА Новости во Всемирный день сна представляет обзор самых известных сомнологических исследований и экспериментов со сном и бессонницей, научных и не особенно.
Россия на передовой
Манасеина экспериментировала с 10 щенками в возрасте 2-4 месяцев, которым постоянно не давала спать. В своей статье исследовательница заключила, что для животных дефицит сна опаснее дефицита пищи: после 20-25 дней голодания щенков еще можно было спасти, тогда как даже 96-120 часов без сна становились для них смертельными. Она также выяснила, что взрослые особи лучше справляются с дефицитом сна, чем молодые, а сама депривация приводит к постепенному падению температуры тела, ухудшению показателей крови и некоторой потере веса.
Бессонный марафон
Вслед за Манасеиной тему депривации сна начали детально изучать ее коллеги — сначала так же, на собаках, а затем и на кроликах, крысах и в конце концов на самих себе и других людях. Один из самых известных «бессонных» экспериментов на себе поставил нью-йоркский радио-диджей Питер Трипп. В 1959 году Трипп установил мировой рекорд по непрерывному бодрствованию в ходе радиомарафона в поддержку общественной организации по поддержке здоровья детей и матерей March of Dimes. Большую часть этого марафона он провел в стеклянной диджейской будке на Таймс-сквер, в конце переместившись в номер отеля поблизости, переоборудованный под «полевую» лабораторию.
Всего Трипп продержался 201 час — больше восьми дней — и, по свидетельствам очевидцев, это далось ему очень нелегко. На третий день у диджея начались резкие перепады настроения от смеха к беспричинной грусти, а к четвертому дню он страдал от галлюцинаций — сначала простых, вроде «паутин» на лицах наблюдавших его врачей и насекомых, в которых превращались пятна краски на столе, а затем и довольно сложных.
Последние 66 часов марафона Трипп продержался на лекарствах, а в последний, 201-й час врачи заставляли его не спать для дополнительных тестов. По окончании эксперимента Трипп проспал 13 часов. Его родные впоследствии отмечали изменения в личности Триппа, который стал более раздражительным и подавленным. В конце концов он потерял работу диджея после крупного коррупционного скандала, прошел через четыре развода и умер в 2000 году в возрасте 73 лет от инсульта.
Рекорд Триппа продержался недолго: уже спустя шесть лет после его «бессонного марафона» 17-летний школьник из Калифорнии Рэнди Гарднер провел без сна 264 часа, или 11 дней. Гарднер, в отличие от Триппа, не принимал никаких стимуляторов и лекарств, но тоже страдал от резких перемен настроения, галлюцинаций, проблем с памятью и паранойи. Так, пишут, что на пятый день бодрствования Гарднер возомнил себя популярным игроком в американский футбол, а также принял за живого человека дорожный знак. В конце эксперимента, на 11-й день, школьника попросили считать вслух, последовательно отнимая от 100 по семь. Дойдя до 65, Гарднер остановился и сообщил врачам, что забыл, что именно делает.
Небольшая разница
Среднестатистический житель Великобритании, по данным национальной общественной организации Sleep Council, спит около 6,5 часа в сутки, и этот показатель продолжает медленно падать. Специалисты британского университета Суррея в ходе небольшого эксперимента решили проверить, насколько существенно скажется на здоровье и самочувствии человека всего один дополнительный час сна — для этого они в течение двух недель наблюдали за двумя группами добровольцев, спавших по 6,5 и 7,5 часа соответственно.
В середине эксперимента группы «поменялись» режимами — одни получили дополнительный час сна, а другие его лишились. В итоге оказалось, что даже такое незначительное сокращение продолжительности сна неблагоприятно сказывается не только на решении интеллектуальных задач, но и, например, на работе иммунной системы. Всего ухудшение режима влияет на «работу» более 500 различных генов, причем часть из них в других экспериментах связывали с риском развития диабета и рака. Добавление лишнего часа, напротив, улучшало ситуацию, так что, отмечали ученые, этот дополнительный часок сна с утра, похоже, действительно имеет значение.
Затем уже осенью другая группа американских исследователей опубликовала в журнале Pediatrics статью, в которой связала недосыпание у младших школьников со склонностью к ожирению: по их данным, дети, которые в рамках эксперимента спали чуть дольше привычного, ежедневно потребляли в среднем на 134 килокалории меньше, чем при недосыпании.
Технический перерыв
Последние исследования сна показывают, что, скорее всего, Мария Манасеина, которая в своем прорывном эксперименте не использовала ни томограф, ни даже достаточно сильный микроскоп, была права насчет чрезвычайной важности сна именно для мозга. Так, в прошлом году журнал Science опубликовал исследование ученых из университета Рочестера (США), которые заключают, что в мозге во время сна активизируются механизмы «вымывания» отходов — продуктов жизнедеятельности его клеток.
За время сна мозг животных избавлялся от бета-амилоида — вещества, накопление которого ведет к болезни Альцгеймера. Поэтому медики считают, что их результаты позволят разработать новые методы лечения этой и других болезней «грязного мозга».
Другая группа исследователей, похоже, экспериментально подтвердила популярную пословицу «утро вечера мудренее»: ученые из Северо-западного университета (США) показали, что во сне мозг действительно обрабатывает воспоминания и даже способен воспринимать и «сохранять» внешнюю информацию. Добровольцы в американском эксперименте разучивали две простые мелодии, после чего, как обычно, ложились спать — но в самой глубокой фазе сна исследователи включали один из мотивов так, чтобы не разбудить людей. Наутро участники эксперимента быстрее и легче вспоминали ту музыку, которую слышали во сне.
Для этого есть приложение
К современным инструментам «заглядывания в голову» спящему человеку относятся не только сложные установки и прочая начинка сомнологических лабораторий. Всевозможные гаджеты для фитнеса и здорового образа жизни тоже научились следить за фазами сна и различными показателями состояния организма, хотя ученые предупреждают, что ни одно устройство или приложение пока не может заменить поход в настоящую лабораторию.
Несмотря на все сложности с «любительской» сомнологией, весной 2012 года ученые из университета Хертфордшира анонсировали широкомасштабный научный эксперимент с применением одного из «сонных» приложений для смартфонов. Приложение Dream:ON предлагало «программировать» сновидения с помощью специально подобранных мелодий, которые включались в строго определенные моменты во сне. Предполагалось, что пользователи приложения, которое, по данным разработчиков, в первую неделю скачало около 300 тысяч человек, будут отправлять отчеты о его работе в общую базу данных, которую и будут анализировать ученые. Пока эксперимент, судя по всему, продолжается, так что, возможно, в будущем мы увидим статью об этом в Nature или Science.