Отделы мозга отвечающие за сон
Что происходит с мозгом, когда мы спим?
В среднем, сон занимает примерно треть жизни человека. Это физиологическая потребность, без которой мы не смогли бы нормально существовать. Известно, что без сна человек может прожить 11 суток — это зафиксированный рекорд, который установил Рэнд Гарднер. Другой вопрос, как это повлияло на его когнитивные функции и организм в целом? Чтобы это понять, разберем, как происходит процесс сна.
Фазы сна
Сон является своеобразной перезагрузкой организма — тело отдыхает, мы восстанавливаемся физически, а мозг обрабатывает всю поступившую информацию от органов чувств. Чтобы полноценно отдохнуть, нам необходимо получить комплекс из 2 фаз сна — медленного и быстрого, вместе они занимают примерно 1,5–2 часа времени и циклично сменяют друг друга.
Фаза медленного сна занимает примерно три четверти цикла:
3–4. Глубокий сон, который объединяет 3 и 4 стадии. Он сопровождается максимальным расслаблением мышц, сердцебиение и дыхание замедляются. Это самый важный период, поскольку именно от качества глубокого сна будет зависеть, насколько мы выспимся.
Фаза быстрого сна
Что в это время делает мозг
Ученые давно доказали, что мозг не отключается во сне, а проявляет даже большую активность, чем во время бодрствования. Он обрабатывает данные, полученные в течение дня и собирает их в определенную структуру. В это время происходит большая аналитическая работа для правильного распределения информации. Результаты этой деятельности хорошо отражены в пословице «утро вечера мудренее».
Сновидения, которые мы видим, являются продуктом ночной работы мозга. Все наши переживания, новый опыт и нерешенные задачи отражаются в них. Поскольку мыслительная деятельность не прекращается, на утро к нам приходят свежие идеи и ответы. Знаменитая легенда создания таблицы Менделеева — что он увидел ее во сне — есть ничто иное, как показатель продуктивной работы мозга. Накануне Дмитрий Иванович купил в лавке карточки, на них написал свойства элементов и их названия, и далее из этих карточек раскладывал пасьянс. Он делал это везде: в поездах, в столовых, в гостях, у себя дома. И однажды, придя домой после карточной игры, он задремал, а на утро понял, что решение найдено. Он увидел некую комбинацию, согласно которой разложил эти карточки.
Как мы видим, мозги во сне вовсе не отдыхают, а активно работают. Это очередной раз доказывает, что деятельность мозга непрерывна и очень сложно устроена. Чтобы поддерживать ее в тонусе, необходимо регулярно тренировать когнитивные функции — внимание, память и мышление. 15 минут онлайн-тренировок в день дадут быструю подзарядку мозгу для продуктивной работы и новых свершений.
Как все устроено: отделы мозга и за что они отвечают
Наш мозг — самый сложный, неизученный орган, который управляет всем организмом. Ученые не перестают изучать его строение, и сегодня мы рассмотрим основные функции различных мозговых структур.
Структура
Понятие конечного мозга объединяет оба полушария, при этом его также принято разделять на 4 доли — лобную, височную, теменную, затылочную.
Слаженная работа всех отделов направлена на работу высших психических функций — восприятия, внимания, памяти, мышления. Наша нервная система получает сигналы от органов чувств, а мозг обрабатывает их — слух, зрение, вкус, запах, чувство равновесия. Также он контролирует все жизненно важные процессы — дыхание, сердцебиение, метаболизм. Рассмотрим подробнее, где же происходит это волшебство.
Конечный мозг
Ниже приведены основные функции долей больших полушарий:
Задний мозг: мозжечок, мост
Этот отдел образуют мозжечок и варолиев мост, который находится над мозжечком и соединяет его со спинным мозгом. Здесь происходит регуляция нашего вестибулярного аппарата — это ощущение равновесия, а также координация движений. Он надежно защищен, поскольку повреждение этой зоны провоцирует шаткую, неустойчивую походку, ослабление мышц, даже тремор конечностей, в некоторых случаях — изменение почерка.
Средний
Этот отдел является частью двигательной системы и выполняет большое количество функций. Средний мозг контролирует наши движения и защитные реакции, например, в ответ на страх. Он отвечает за зрение, слух, поддерживает терморегуляцию, болевые ощущения, контролирует концентрацию внимания, биоритмы.
Промежуточный отдел
Этот отдел перерабатывает всю входящую информацию. Его основная функция — наша способность адаптироваться, приспосабливаться. Промежуточный мозг состоит из трех частей:
Продолговатый
Выполняет регуляцию систем: дыхательной, кровообращения, пищеварения. Благодаря ему у нас есть безусловные рефлексы, например, чихание, а также тонус мышц. Кроме того, там стимулируется выработка различных секретов — слюны, слез, ферментов ЖКТ.
Науке еще многое предстоит узнать об особенностях нашего самого главного органа. В наших же силах поддерживать его высокую работоспособность при помощи постоянных тренировок. Тренируйте высшие психические функции — внимание, память, мышление — на когнитивных тренажерах, чтобы работа всех отделов была продуктивной.
Центры бодрствования и сна
Сон – это функция мозга. А раз так, то нет ли в головном мозге человека особой области, воздействуя на которую можно было бы управлять процессом сна? Поиск центра сна был главной задачей физиологов со времен И.П.Павлова.
В 1916-17 годах в Европе было зарегистрировано загадочное инфекционное заболевание: у заболевших поначалу поднималась высокая температура, появлялись нарушения зрения, галлюцинации, апатия, а потом развивалась такая разнообразная симптоматика, что не было возможности поставить правильный диагноз.
Всех заболевших связывало лишь одно – все они страдали расстройством сна.
Часть из заболевших страдала бессонницей, в то время как другая – гиперсомнией. Люди могли спать месяцами, просыпаясь лишь для приема пищи. Эта эпидемия унесла жизни 5 миллионов человек и неожиданно прекратилась к 1927 году.
Венский невролог барон Константин фон Экономо (1876 — 1931) детально исследовал заболевание, назвав его летаргическим энцефалитом. Экономо обнаружил, что у всех пациентов, умерших от этого заболевания в гипоталамусе промежуточного мозга присутствовали участки отмерших нервных клеток. Причем, у пациентов страдавших бессонницей, такие поврежденные участки находились в передней части гипоталамуса, тогда как у пациентов с гиперсомнией – в задней части.
Он предположил, что расстройства сна связаны именно с этими участком мозга (рис.1), каждый из которых ответственен либо за состояние бодрствования, либо за состояние сна. Предположение Экономо подтвердилось только в 1996 году группой исследователей из Гарвардского университета (Бостон), которая показала, что клетки передней части гипоталамуса составляют центр сна: они проявляют активность в период сна и молчат в период бодрствования.
Рис.1. Расположение гипоталамуса в мозге человека (выделено красным). Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гипоталамус
Затем последовали знаменитые опыты швейцарского физиолога Уолтера Гесса (1881-1973), получившего за них в 1949 году Нобелевскую премию. В 1924 году этот ученый впервые показал, что электрическое раздражение определенных участков мозга кошек при помощи электродов приводит к изменению поведения животного от агрессии до защитных реакций. В частности, раздражение некоторых участков гипоталамуса приводило к немедленному засыпанию животных.
Таким образом, опыты Гесса и наблюдения Экономо убедили научное сообщество в существовании центра сна.
Однако, как оказалось позднее, не все так просто. Выяснилось, что не существует единого центра сна. Вместо этого существует сложная система взаимосвязанных нервных центров, располагающихся на разных уровнях мозга и совместно осуществляющих функции поддержания одного из состояний: либо сна, либо бодрствования.
Принимая во внимание гипотезу о том, что бодрствование млекопитающих – эволюционно более новое, а значит и более сложное, приобретение, не стоит ли поискать сначала центры бодрствования?
Центры бодрствования
По всему стволу мозга от спинного мозга до гипоталамуса и таламуса включительно протянулась область с огромным количеством сетевидно расположенных нейронов – ретикулярная формация ствола мозга. По характеру ЭЭГ было установлено, что перерезка выше ствола мозга, где расположена ретикулярная формация, неизменно вызывала глубокий медленный сон.
К такому же результату приводили разрушение или фармакологическая блокада ретикулярной формации. Если же перерезка осуществлялась ниже этого уровня, такого эффекта не наблюдалось.
Далее были проведены опыты итальянского нейробиолога Джузеппе Моруцци (1910-1986) и американского нейролога Горация Мэгуна (1907-1991), крупнейших исследователей XX века по изучению состояния бодрствования, в котором стимуляция нейронов ретикулярной формации приводила животных к немедленному пробуждению.
С тех пор ученые-сомнологи далеко продвинулись в изучении механизма поддержания сознания в активном состоянии. Было установлено, что уровень бодрствования поддерживается постоянным потоком импульсации, идущей из ретикулярной формации через неспецифические ядра таламуса к нейронам коры головного мозга (рис.2), обеспечивая деполяризацию их мембран.
Рис.2. Ретикулярная формация мозга получает сигналы от сенсорных систем и посылает активирующие импульсы на кору больших полушарий. Источник: https://psychneuro.wordpress.com/2014/02/21/money-the-reticular-formation/
Только такая тоническая деполяризация обеспечивает нормальную работу корковых нейронов, необходимую для сознательной деятельности человека и для обработки поступающей к ним информации.
Таким образом, главной системой мозга, поддерживающей бодрствование, является восходящая активирующая система ретикулярной формации. Эта система формирует не только «тонус коры», но и мышечный тонус, поскольку оказывает активирующее влияние также и на спинной мозг.
Активирующая система мозга является глутаматергической по своей природе и использует в качестве нейромедиатора глутаминовую и аспарагиновую кислоты (основные возбуждающие медиаторы мозга).
Даже во сне «фоновая активность» этой системы не исчезает совсем, а снижается до определенного уровня и пребывает в режиме «stand-by», позволяя нам при необходимости вовремя проснуться. Нужно отметить, что активирующая система мозга получает сигналы не только от сенсорных систем (зрительных, слуховых и прочих анализаторов), но и из коры головного мозга через кортико-таламические пути.
Это означает, что из состояния сна можно выйти не только из-за громкого звука, яркого света или от сильного прикосновения (т.е. сенсорных сигналов достаточной силы, активирующих ретикулярную формацию), но и самопроизвольно за счет того, что кора может регулировать собственное пробуждение.
Примерами могут служить случаи, когда человек просыпается за пару минут до того как прозвенит будильник, поскольку накануне была задана установка проснуться в определенное время по каким-то серьезным причинам. Или когда мать просыпается от небольшого шороха в детской кроватке, но не от шума дороги за окном.
Более того, кора головного мозга может самостоятельно поддерживать состояние активации, несмотря на возрастающий прессинг со стороны гипногенных структур, что позволяет «сопротивляться» сну, если необходимо выполнить какую-то срочную работу или существует что-либо, что в данный конкретный момент важнее сна.
Эти примеры еще раз доказывают главенствующую роль центральных (корковых) механизмов регуляции сна и бодрствования. Вспомним сросшихся близнецов, за которыми наблюдал П.К. Анохин и которые могли спать независимо друг от друга.
Глутаматергическая система ретикулярной формации хоть и одна из главных, но не единственная в поддержании «тонуса коры». В осуществлении активирующего влияния на кору головного мозга помимо ретикулярной формации принимают участие и другие структуры мозга (рис.3):
Рис.3. «Центры бодрствования» в головном мозге человека и их пути. Обозначения: LTD/PPT – холинергические пути латеродорсального тегментума/педункулопонтийного ядра; BF — холинергические проекции базальной части переднего мозга; LC/PB/PC/DR – глутаматергические и моноаминергические проекции голубого пятна/парабрахиального ядра/подголубого пятна/ядер шва; vPAG/TMN – глутаматергические и гистаминергические околоводопроводное серое вещество/туберо-маммилярное ядро. Источник: Saper et al., Neuron, 2011
Голубое пятно (LC) – скопление норадренергических нейронов, располагающихся между мостом и средним мозгом, посылающих свои волокна ко всем отделам мозга и использующих норадреналин в качестве нейромедиатора. Голубое пятно активизирует мозг в условиях стресса или при предъявлении незнакомых стимулов, а также при переходе от медленного сна к быстрому.
После пробуждения уровень норадреналина в мозге вырастает, а после засыпания в период медленного сна – уменьшается. Кстати, не задумывались ли вы – почему хочется спать после еды? Да потому что после еды активируется парасимпатическая нервная система, которая подавляет действие норадреналина, уменьшая его уровень в мозге;
Дорсальные ядра шва (DR) – скопления серотонинергических нейронов продолговатого мозга. Активность этих нейронов, а значит и уровень серотонина, также максимальна в период бодрствования, минимальна в период сна и отсутствует во время быстрого сна. Этим нейронам отводится роль не только в процессах бодрствования, но и в индукции медленного сна.
Между прочим, прием многих транквилизаторов и снотворных, кроме своего прямого эффекта, вызывает истощение мозговых запасов серотонина и норадреналина, что с одной стороны доказывает участие этих медиаторов в процессах сна-бодрствования, а, с другой стороны, показывает – насколько современные снотворные средства небезопасны;
Вентролатеральная преоптическая область (VLPO) расположена в гипоталамусе. Именно эту область исследовали Константин фон Экономо и Уолтер Гесс. Ее разрушение неизменно приводит к постоянной бессоннице. VLPO активна во время сна, главным образом медленного, и использует в качестве нейромедиатора гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК, основной тормозный медиатор мозга).
VLPO активируется веществами, вызывающими сон (серотонин, аденозин и другие эндогенные гипногенные вещества), а ингибируется медиаторами, поддерживающими бодрствование (норадреналин и ацетилхолин);
Как видно, бодрствование – сложный активный процесс, вовлекающий множество структур мозга и почти все основные нейромедиаторные системы мозга. Причем, многие структуры вовлечены как в процессы бодрствования, так и в процессы сна.
А объясняется это тем, что в центры бодрствования встроен механизм положительной обратной связи, который представляет собой ГАМКергические нейроны VLPO, способные тормозить активирующие нейроны и сами тормозиться ими. Как только активирующие нейроны ослабляют свою активность – включаются тормозные нейроны и ослабляют их еще сильнее.
Этот процесс идет по нарастающей, пока не срабатывает спусковой механизм, «переключающий» организм либо в состояние бодрствования, либо в состояние быстрого сна, либо в состояние медленного сна. Это так называемая модель флип-флоп переключателя (рис.4).
Рис.4. Схема переключения между состояниями сна и бодрствования. Слева: в состоянии бодрствования активирующая система (красные кружки) блокирует центр засыпания (синие кружки). Орексиновая система (зеленые кружки) стабилизирует состояние. Справа: в состоянии сна центр засыпания блокирует активирующую систему и орексиновую систему. Обозначения: LC – голубое пятно, TMN – туберо-маммилярное ядро, Raphe – дорсальные ядра шва, ORX – орексин, ВЛПО – вентролатеральная преоптическая область. Источник: Шпорк П., 2010.
Только совсем недавно, в 2008-2009 годах установлена главная роль орексина в этой модели. Система регуляции сна может только включаться или выключаться без каких-либо переходных фаз. Главное, чтобы центры засыпания и возбуждения блокировали друг друга.
Орексин же нужен для того, чтобы система то и дело не переключалась с одной позиции на другую. Он возбуждает все центры бодрствования, не подавляя при этом центры сна, то есть создает такие условия, чтобы переключения происходили относительно редко.
Всем известно, что может произойти, если выключить орексиновую систему – нарколепсия, когда днем ни с того ни с сего человек внезапно глубоко засыпает и так же быстро просыпается, причем повторяться это может десятки раз за сутки.
По такому же принципу «переключателя» происходит смена медленного и быстрого сна, но с участием других анатомических субстратов.
Центры сна
Возникает вопрос: а не является ли сон всего лишь отсутствием бодрствования? Есть ли смысл искать центры сна, если гипногенная система мозга является всего-навсего выключенной активирующей системой? Вовсе нет, сон – это такой же активный процесс, как и бодрствование. Существуют целые системы мозга, часто сложно-организованные, поддерживающие функционирование синхронизирующих аппаратов. Поскольку сон не однороден по структуре: есть медленный сон и есть быстрый сон, то у каждого будут свои механизмы и свои анатомические субстраты.
Структуры, ответственные за медленный сон:
Рис.5. В процессе сна VLPO тормозит центры бодрствования. Обозначения: LTD/PPT – холинергические пути латеродорсального тегментума/педункулопонтийного ядра; BF — холинергические проекции базальной части переднего мозга; LC/PB/PC/DR – глутаматергические и моноаминергические проекции голубого пятна/парабрахиального ядра/подголубого пятна/ядер шва; vPAG/TMN – глутаматергические и гистаминергические околоводопроводное серое вещество/туберо-маммилярное ядро; VLPO/MnPO – ГАМКергическая вентролатеральная преоптическая область/медианное преоптическое ядро. Источник: Saper et al., Neuron 2011
Мы помним, что в состоянии бодрствования клетки коры тонически деполяризованы, это необходимо для их нормального функционирования и для обработки информации. Все перечисленные структуры, ответственные за медленный сон, обеспечивают тоническую гиперполяризацию нейронов коры головного мозга, что необходимо для восстановления электролитного гомеостаза, нарушенного во время бодрствования. Иными словами, можно сказать, что медленный сон и бодрствование – две стороны одной медали, два дополняющих друг друга процесса. Именно медленный сон может в некоторой степени соотноситься с теорией сна по И.П.Павлову, по которой сон представляет собой разлитое по коре головного мозга торможение.
Продолжение в следующем посте.
Показалось интересным — подпишитесь на анонсы новых статей в наших пабликах ВКонтакте и Фейсбуке.
Гид по сну: как он работает и для чего нужен?
Почему сон — это так важно? Что такое сон? Как он работает? Сколько нужно спать? Качество сна. Как улучшить свой сон?
Почему сон — это так важно?
Среди других ЗОЖ-инструментов сон недооценен, хотя это одна из основ красоты и здоровья. Мы волнуемся о правильном питании, тренировках, но забываем нормально спать.
Если с плохой едрй и без спорта можно (и у многих получается) дожить до старости, пусть качество жизни и ухудшится, то без сна не прожить дольше пары недель.
На протяжении веков считалось, что сон — пассивное, бессознательное состояние. Но теперь мы знаем, что это не так. Сон — сложный процесс активного внутреннего восстановления организма.
Недостаток сна ухудшает качество жизни по всем фронтам: портит настроение, мыслительные функции, память, сказывается на внешности, вызывает хроническую усталость и снижает результаты тренировок.
Кроме этого, недостаток сна связан с болезнями сердца, диабетом 2-го типа, депрессиями, а так же с лишним весом и рисками ожирения (1, 2, 3, 4).
Как работает сон
Сон занимает треть жизни человека, и изучают его с античности. Древнегреческий философ и ученый Аристотель (4 в до н.э.) счи тал, что переваривание еды вызывает выделение теплых паров, которые поднимаются к голове. Там они охлаждаются,конденсируются, стекают к сердцу и, охлаждая его, вызывают сон.
Чуть позже стали считать, что сон вызывает некоторое «сонное вещество», которое накапливается в течение дня и рассеивается ночью (что не так далеко от правды).
И только в начале 20 века с помощью электроэнцефалографа мы узнали о механизме сна больше. Сегодня считается, что сном управляют два механизма: циркадные ритмы и поддержание организмом баланса сна и бодрствования (гомеостаза). Оба механизма во многом задаются генетикой.
Механизм 1: циркадные ритмы
Все животные и растения имеют внутренние «часы», которые синхронизируются с сигналами окружающей среды. Самый важный из таких сигналов — дневной свет.
Циркадные ритмы управляют нашим сном, аппетитом, вниманием и концентрацией, температурой тела, активностью мозга, гормонами, обновлением клеток, ремонтом и многими другими вещами. Так, от них напрямую зависят уровни мелатонина (гормона сна) и кортизола (стрессового гормона, который обеспечивает организм глюкозой). И неважно, спит человек или нет.
Другими гормонами управляет уже сон. Гормон роста увеличивается во время глубокого сна и отвечает за ремонт, обновление и восстановление тканей. Тиреотропный гормон, который вырабатывается щитовидной железой и управляет обменом веществ, во время сна снижается.
Циркадные часы — область в гипоталамусе размером с булавочную головку, по одной в каждом полушарии мозга. Здесь около 20 000 маленьких нервных клеток, называемых нейронами. Они отправляют сигналы в другие части мозга с помощью десятков нейромедиаторов. Так циркадные ритмы управляют многими процессами в организме.
Интересно, что каждый нейрон обладает собственным 24-часовым ритмом, так что циркадные часы, похоже, работают на субклеточном уровне.
Циркадные ритмы, полагаясь на собственные внутренние заложенные природой «часы», не требуют света и темноты, чтобы работать. Они работают, даже если человек полностью отрезан от дневного света. Но цикл света и темноты помогает им синхронизироваться с внешней средой и избежать «накопительных» ошибок, которые могут со временем вызвать сбои в системе.
Циркадный ритм может «плавать» в пределах пары часов, в зависимости от хронотипа человека. Это определяет жаворонков и сов.
Не все люди делятся на сов и жаворонков — считается, что в эти категории попадает до 20% людей. У них циркадные часы сдвинуты в ту или другую сторону, и это частично закодировано в генах. Иногда с отклонениями от «нормы» бороться трудно, что может ухудшать качество жизни.
Механизм 2: баланс сон-бодрствование
Одних циркадных ритмов недостаточно, чтобы вызвать сон и управлять им. Существует еще один механизм — поддержание гомеостаза (баланса) сна и бодрствования.
Это внутренняя система, которая работает как своего рода таймер или счетчик. По истечении определенного времени она напоминает организму, что пора спать. Чем дольше мы бодрствовали, тем сильнее желание и потребность спать, и тем больше вероятность заснуть быстро. Чем дольше мы спим, тем меньше желание спать и тем проще проснуться.
Организм вырабатывает вещества, которые накапливаются в спинномозговой жидкости во время бодрствования. Когда их становится много, мы чувствуем усталость и сонливость. Сначала ощущения легкие, но затем они становятся все сильнее в сильнее, вплоть до возможности отключиться и заснуть «на ходу». Во время сна концентрация этих веществ резко снижается.
Самое известное из веществ — аденозин. Он накапливается течение дня, как естественный побочный продукт производства энергии в организме. Аденозинтрифосфат (АТФ) — универсальная молекула, которая обеспечивает энергией все процессы в организме. Организм для энергии «жжет калории» достаточно условно. На самом деле, он «жжет» АТФ.
Когда аденозина накапливается много, он начинает затруднять и «отключать» многие процессы, связанные с бодрствованием.
То есть, большое количество накопленного аденозина говорит организму, что мы потратили много энергии в течение дня, запасы ее снизились, пора на отдых и восстановление.
Такие стимуляторы, как кофеин, блокируют чувствительность организма к аденозину.
Что еще влияет на сон?
Например, алкоголь действует как успокаивающее средство и может помочь заснуть, но через некоторое время он оказывает сильное стимулирующее действие, и человек посреди ночи может вдруг проснуться.
Стимуляторы, мешающие заснуть: кофеин и теин (кофе и чай соответственно), амфетамины и другие стимулирующие ЦНС наркотики, никотин, напитки-энергетики и т.д. Все они имеют много побочных эффектов и могут вызвать зависимость.
Сон улучшают некоторые пищевые продукты, содержащие аминокислоту триптофан (бананы, финики, арахисовое масло, тунец, креветки, индейка, йогурт, молоко) и продукты с высоким содержанием углеводов, повышающие серотонин (хлеб, крупы, сахара).
А вот продукты, содержащие тирамин (бекон, ветчина, баклажаны, малина, авокадо, орехи, соевый соус, красное вино) могут иметь обратный эффект, мешая заснуть.
Фазы сна
Сон делится на два типа, каждый имеет свои физиологические, неврологические и психологические особенности и задачи.
Это «быстрый» сон (REM — от rapid eye movement) и «медленный» сон (N-REM от non-rapid eye movement). Последний делится на 4 фазы. Таким образом, один полный цикл сна состоит из пяти фаз:
Эти пять фаз составляют один полный цикл сна, который занимает 100-120 минут в таком порядке:
В первой половине ночи длиннее «медленный» сон в каждом цикле, а во второй происходит сдвиг в сторону «быстрого» сна. В конце каждого цикла происходят микро-пробуждения на несколько секунд, но спящий обычно не помнит их, хотя в это время можно проснуться полностью.
Каждая фаза сна выполняет четкую физиологическую и неврологическую функцию, необходимую для поддержания здоровья, ремонта и обновления тканей, нервных клеток, нейтрализации нейротоксинов и восстановления нормального уровня химических веществ. Заживление ран ускоряется во время сна, и сон так же укрепляет иммунную систему в целом.
Так, в фазу быстрого сна происходит ремонт и восстановление мозга, а в фазу медленного — ремонт и восстановление тела и его структур.
Если сон прерывается, если какие-то фазы отсутствуют, человек может чувствовать себя усталым, слабым. Если определенное число полных циклов не набирается на протяжении нескольких ночей, снижается выработка гормона роста и ухудшается физическое и психическое восстановление.
Сколько нужно спать?
Среднему взрослому человеку нужно около 8 часов сна в сутки, но это очень общая рекомендация. Можно сказать, что сна достаточно, если человек не испытывает дневной сонливости, чувствует себя бодрым и активным в течение дня. На практике это требует не только минимального количества сна, но и его качества — то есть, достаточного количества циклов медленного и быстрого сна.
Сегодня уже известно, что генетика частично регулирует то, сколько человеку нужно спать. Так, гены DEC2 и ABCC9 отвечают за длительность сна. Некоторым людям с мутацией генов может потребоваться всего лишь 3-4 часа, чтобы выспаться и восстановиться.
Возраст — важнейший фактор, который определяет норму сна.
С возрастом меняется не только продолжительность сна, но и его качество и состав фаз. Например, новорожденному нужно от 12 до 18 часов сна в сутки, половину из которых он проводит в фазе быстрого сна (в утробе у плода быстрый сон достигает 80% от всего сна).
У пожилых людей глубина сна уменьшается: доля быстрого сна может упасть до 15% и ниже. Страдает и фаза глубокого медленного сна, что делает сон поверхностным, беспокойным и ставит под угрозу иммунную систему, делая людей более уязвимыми для болезней.
В 2016 году Национальная ассоциация сна (National Sleep Foundation) выпустила обновленные рекомендации по продолжительности сна для людей разных возрастов. Был проведен мета-анализ более чем трехсот исследований, в обсуждении которых принимали участие не только специалисты по сну, но и по анатомии, физиологии, неврологии, психиатрии, педиатрии и т.д. Сегодня этот самые современные с научной точки зрения рекомендации для здорового сна.
Недостаток сна и «сонный» долг
Если регулярно не высыпаться, появляется так называемый «сонный» долг, который характеризуется умственной, эмоциональной и физической усталостью, снижением ежедневной активности, ухудшением памяти, увеличением времени реакции, мышечной усталости, тремором, снижением температуры тела, повышением стрессовых гормонов в крови.
Сон менее 6 часов на протяжении двух недель снижает внимание и производительность так, как будто человек не спал полные 24 часа. Четырех-часовой сон в течении недели приравнивается к 2-3 дням без сна.
К сожалению, одно из последствий лишения сна — нарушение восприятия (по аналогии с эффектами алкоголя). Так, мы не всегда замечаем степень снижения умственной и физической активности, даже когда ситуация продолжает ухудшаться. Люди просто не замечают изменений, а если замечают, то списывают на проблемы на работе, авитаминоз и прочее.
После лишения сна организм пытается наверстать упущенное, но дизайн сна меняется. В первую ночь приоритет отдается глубоким фазам медленного сна для восстановления и ремонта структур организма, иммунной системы. Только после того, как эти важные функции выполнены, в последующие ночи восстанавливается быстрый сон.
Качество сна и искусственное освещение
До 33% населения спит менее 6,5 часов, а еще 100 лет назад нормой было спать 9 часов. Самый большой вклад в наши коллективные проблемы со сном вносит искусственное освещение, телевизоры, компьютеры и смартфоны, которые излучают синие волны.
Циркадные ритмы встроены в мозг, но нуждаются в сигналах от внешней среды, чтобы синхронизироваться. Наиболее важные сигналы — дневной свет и темнота.
Получение синего света от солнца очень важно днем. Это улучшает внимание и концентрацию, производительность, повышает настроение (11 ). Но к огда темнеет, часть мозга, которая называется шишковидной железой, производит гормон мелатонин. Он сигнализирует, что настало время сна. Синий свет, будь он от солнца или ноутбука, является очень эффективным блокатором выработки мелатонина (15, 16) и н арушает естественные циклы сна и бодрствования мозга (5, 6, 7).
Многие исследования, показывают, что с подавлением мелатонина в вечернее время связаны такие проблемы со здоровьем как метаболический синдром, ожирение, некоторые формы рака, депрессии (17, 18, 19, 20).
Тем не менее, освещение и электронные приборы — важная часть современного образа жизни, и они не собираются исчезать. Поэтому появляются разные способы обмануть мозг.
Например, существуют очки, которые блокируют синие лучи мониторов, позволяя мозгу производить столько же мелатонина, как если бы было темно (21, 22, 23).
Другой вариант борьбы с синими лучами — программы, которые устанавливаются на ноутбуки и смартфоны и, синхронизируясь с часовым поясом, по мере наступление вечера и ночи, делают экран желтым, блокируя синий свет. Одна из самых популярных программ — F.lux.
Гигиена сна
На сон влияют и разные внешние факторы: температура окружающей среды, еда и время ее приема, дневной сон, стресс, физические упражнения, а так же наше собственное волевое поведение (работа, будильники). Умение сознательно управлять этим называется «гигиеной сна». Это то, на что мы можем повлиять и что тоже играет большую роль.
Приоритеты
Очень часто недосып – результат нашего выбора, а не внешних обстоятельств. Мы выбираем посидеть подольше в интернете, пролистать несколько раз ленты соцсетей, посмотреть еще одну серию сериала или даже поработать. Хотя есть ситуации, когда выспаться трудно (маленький ребенок, сменная работа), очень часто сон — это все-таки вопрос приоритетов.
Постоянство
Старайтесь ложиться и вставать в одно и то же время, чтобы график не сбивался.
В спальне должно быть темно, для этого можно использовать плотные шторы. Другой вариант — маска для сна.
Избегайте яркого света (особенно синего спектра от компьютеров и телевизоров) перед сном, так как это может запутать циркадные ритмы и запустить режим бодрствования. Если вы просыпаетесь ночью, то постарайтесь не включать свет.
Тишина
Хорошо, если комната звукоизолирована и не пропускает звуки из соседних квартир и с улицы. В противном случае используйте беруши.
Температура
Лучшая температура для сна 18-22 C. Сну могут помешать как слишком высокая температура окружающей среды, так и слишком низкая. Во втором случае при проблемах со сном могут помочь теплые носки, которые замедляют потерю тепла через ноги.
Не стоит ложиться на голодный желудок, равно как и объедаться. Пища с высоким содержанием белка, и продукты, содержащие аминокислоту тирамин (бекон, ветчина, баклажаны, малина, авокадо, орехи, соевый соус, красное вино), могут мешать заснуть. Продукты, содержащие аминокислоту триптофан (бананы, финики, арахисовая паста, тунец, индейка, йогурт, молоко) и углеводы (хлеб или крупы) помогают легче заснуть.
Избегайте напитков с кофеином (кофе, чай, кола, энергетики) перед сном, а в идеале последний напиток с кофеином должен быть за 3-5 часов до сна, в зависимости от индивидуальной чувствительности к кофеину. Горячее молоко или травяные чаи перед сном, наоборот, помогут быстрее заснуть.
Алкоголь может помочь быстрее заснуть, но помешает сну в будущем — нарушая глубокие фазы сна и заставляя часто просыпаться в течение ночи.
Расслабляющие ритуалы
Теплая ванна с морской солью и расслабляющими эфирными маслами, чтение и другие привычки могут помочь расслабиться физически и мысленно и легче заснуть.
Кровать
Используйте кровать только для сна, не превращайте ее в обеденный или рабочий стол и ложитесь только тогда, когда планируете спать.
Удобная подушка обеспечивает полноценное дыхание, правильное положение шеи и всего позвоночника во время сна.
Добавки и бады
Мелатонин
Мелатонин в таблетках — синтетический аналог гормона, вырабатываемого гипофизом. Хотя он широко рекламируется и продается без рецепта, это все же гормон, и может влиять на организм. Как минимум, организм и может снизить выраьотку меоатонина собственного, что создаёт проблемы со сном в будущем.
Мелатонин предназначен для приема очень непродолжительное время и идеально подходит для путешествий в разных часовых поясах. Пить его ежедневно долго не рекомендуется. Его влияние на организм за пределами регуляции сна еще предстоит изучить.
Снотворные препараты
Их следует принимать только только по рецепту врача. Долгое использование может привести к зависимости и эффекту отмены, нарушать настроение и память, а также вызвать нежелательные побочные эффекты — тремор, сонливость в течение дня и прочее, что может быть опасно, если от человека требуется концентрация.
Магний
Магний играет большую роль для мышц, сердца и мозга и известен как релаксант мышечной и нервной системы. Суточная норма от RDA — 300-400 мг, для лучшего усвоения выбирать в хелатной форме — цитрат, аскорбат, оротат, глицинат магния.
ГАМК и 5HTP
Серотонин — предшественник мелатонина, поэтому можно рассмотреть добавки, повышающие уровень серотонина — гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и триптофан (5HTP).
Травы
Травы, которые повышают ГАМК: валериана, ромашка и пассифлора.