Зачем и почему мы спим? Природа сна: как возникает, фазы (медленный, глубокий, быстрый)

В издательстве «Манн, Иванов и Фербер» вышла книга известного нейрохирурга Рахула Джандиала «Нейрофитнес. Рекомендации нейрохирурга для улучшения работы мозга. Истории из практики, мифы и научные открытия». Издание меня очень впечатлило. Читается легко и интересно, написано понятным языком. И советы очень полезные о самых обычных вещах. Например, о сне и зачем мы спим? … статья вот об этом!

Влияние сна на наше здоровье

Наши любимые кошки спят по 18 часов в сутки, а потом весело носятся по квартире. Мы спим в среднем от 5 до 11 часов в сутки. И не спать совсем мы не можем, просто можем умереть, если долго не будем спать. Поэтому треть жизни мы проводим во сне.

Сон постоянно изучается научным сообществом, но так полностью и не изучен, и по сей день остается великой загадкой. Одно понятно, что спать жизненно необходимо и важно для здоровья и полноценной осознанной деятельности.

Плохой сон может вызвать:

• инфаркт
• инсульт
• излишний набор веса
• диабет
• сердечные заболевания

В 2017 году вышла еще одна книга известного ученого-нейробиолога и психолога профессора Мэттью Уолкера из Калифорнийского университета в Беркли под названием «Зачем мы спим».

«Сон— лучшее оружие матушки-природы в противостоянии смерти. К сожалению, реальные доказательства, разъясняющие все опасности, которым подвергаются человек и общество в случае недосыпания, до сих пор не были в полной мере донесены до людей. Это самое вопиющее упущение в сегодняшних разговорах о здоровье. Исправить его как раз и призвана моя книга», — пишет Мэттью Уолкер в своей книге.

Сон, как считает профессор М. Уолкер очень много делает для нашего здоровья:

• вызывает сложные нейрохимические процессы, которые улучшают наш мозг
• сон опосредованно «воздействует» на иммунную систему, которая борется с онкологическими заболеваниями, предотвращает инфекционные и другие заболевания, влияет на уровень гормонов
• сон улучшает нашу эволюционную приспособляемость к внешним условиям
• способствует тому, что мы можем учиться, запоминать информацию, логически мыслить и принимать решения
• сон влияет на наши эмоции, он регулирует аппетит и метаболизм
• влияет на энергию, на настроение, повышает нашу эффективность
• используя накопленную информацию, помогает нам творчески мыслить
• сон влияет даже на долголетие

Болезнь Альцгеймера, рак, диабет и ожирение происходят от недостатка сна, так считает профессор М.Уолкер.

Наука сомнология

Это раздел медицины и нейробиологии, и эта наука пытается разгадать природу сна, исследует сон и решает любые проблемы сна.

Мария Манасеина в 1890гг одна из первых женщин врачей пыталась разгадать загадку сна. Именно она впервые провела эксперимент на щенках собаки, не давая им спать в течение нескольких дней. Щенки умерли после нескольких дней без сна. Подобные исследования потом проводили и другие ученые, это были грызуны, тараканы и др. животные. Результат был аналогичный.

Продолжительность сна для разных животных отличается друг от друга: летучие мыши спят 20 часов, а слонам хватает и 2-х часов сна в сутки.

Фотограф: Pixabay

Сон очень важен для здоровья всех живых существ. Всего одна бессонная ночь наносит гораздо больший ущерб нежели отсутствие еды или физической активности.

А что пишут о сне в книге «Нейрофитнес»?

«Утро вечера мудренее»... так и называется глава в книге, посвященная сну. Очень важно спать, пишет нейрохирург Рахул Джандиал, сделавший множество операций на мозге и трогавший мозг своими хирургическими «руками». Во время сна наш мозг активируется и начинает упорядочивать то, что в течение дня накопилось в вашей голове. Лишнее удаляет, а что-то закладывает «на долгую память», и также показывает нам нас в 3D картинках во сне. Именно поэтому важно спать.

Сон для мозга не является отдыхом, он в это время работает. Как следует из журнала Nature с помощью сна наш организм становится более сообразительным. Ученые из Германии провели очень любопытный эксперимент.

Двум группам испытуемых предложили достаточно трудную головоломку для решения. Причем решить ее нужно было сразу и потом еще раз, спустя время. Одна группа делала ее оба раза весь день, а вторая группа один раз вечером, а второй раз — наутро, после сна. И получилось, что на 30% было больше шансов решить у второй группы.

Одними из главных функций сна являются:

• чистка мыслительного мусора. Иначе попросту «мусор» в голове не даст спокойно и осознанно функционировать и другим системам организма, помимо головы
• показ в 3D — изображении нас или ситуацию. Причем, это и есть загадка 21 века, которую ученые так пока еще и не разгадали, несмотря на обилие данных в разных научных журналах.

Именно, благодаря снам рождается что-то новое и интересное как в науке, так и в искусстве. Случается, что и нам приходит ответ на какой-то спорный вопрос во сне.

Но вот ученые и по сей день не знают всего о сновидениях!

Как возникает сон

Как же возникает сон? Оказывается, что очень интересно!

Наш мозг всего с помощью двух несвязанных в нашем организме систем определяет хотим ли мы спать или бодрствовать:

• это наши внутренние суточные часы, которые задают циркадный ритм
• химическое вещество в мозге — это аденозин, вызывающий в нас желание спать

Именно соотношение этих двух систем и заставляет наш организм хотеть спать или бодрствовать.

Когда человек рождается и проживет несколько дней на земле, то его организм начинает приспосабливаться и формировать свой собственный «ритм жизни», т. е. вырабатывается циркадный (суточный) ритм. Благодаря ему мы и живем «по часам», едим «по своим часам», спим тоже «по своим часам», идет выработка гормонов и поддерживается температура тела.

А что делает аденозин?

Аденозин накапливается в организме в течение дня в период бодрствования. Причем концентрация его постепенно возрастает в течение периода бодрствования. Чем больше период бодрствования, тем выше концентрация аденозина. И чем выше концентрация аденозина, тем вы больше и больше хотите спать.

Через 10-15 часов бодрствования, когда концентрация аденозина находится на пике, непреодолимое желание спать укладывает вас в постель. И ночью, в течение 8 часов сна, он потихоньку расщепляется и выводится из организма.

Но многие из нас «приглушают» искусственно это желание спать. И об этом будет написано ниже.

Если вы «задолжаете» организму отсутствием полноценного ежедневного сна, то аденозин может чрезмерно накопиться в организме и вызвать синдром хронической усталости, неврозы, депрессии и другие болезни.

Существуют фазы сна, которые можно отследить на наших ЗОЖ-гаджетах. В течение ночи у нас меняются фазы сна, каждые 90 минут наш организм переходит из одной фазы в другую. Например за контролем своего сна я использую фитнес-браслет, который передает все данные о сне на мой смартфон в приложение здоровье:

Приложение здоровье (данные о сне)

Это фазы быстрого сна и медленного сна. В первой половине ночи в основном преобладает глубокий сон, во второй половине — быстрый, в небольшими промежутками фаз медленного сна.

Благодаря таким сменам фаз наш мозг может «упорядочивать» информацию и удалять лишнее. Поэтому вредно как поздно ложиться, так и слишком рано просыпаться. Мы теряем время как фазы медленного сна, так и быстрого.

Что делает «медленный» или глубокий сон?

Если вы мало спите, менее 6 часов в сутки, то вы не даете восстановить вашу способность к обучению и восприятию новой информации.

Короткий дневной сон в этом случаем поможет вам восстановить работоспособность и снять мышечную усталость.

Медленный сон помогает упорядочить информацию и закрепить ее в памяти. Мы спим глубоким сном около 80% времени. Во время фазы медленного сна информация из гиппокампа, где находится временное хранилище, переходит в другие отделы коры головного мозга, а в гиппокампе освобождается место для новой информации.

Из книги «Зачем мы спим»:

«Восстановление способности к запоминанию связано с более краткими периодами медленного сна во время второй фазы, а именно с мощными всплесками электрической активности, или, как их называют, сонными веретенами. Чем больше сонных веретен возникает у человека во время сна, тем больше информации он способен запомнить после пробуждения. С течением жизни мозг теряет способность создавать сонные веретена, поэтому пожилым людям становится все сложнее запоминать новые факты.»

Зачем нам «быстрый сон»?

Фаза быстрого сна или REM-фаза, характеризуется как фаза «быстрого движения глаз». 20% времени сна приходится на быстрый сон, в это время нас «посещают» сны. Сновидения могут длиться от нескольких секунд до часа, чаще всего эти сны не запоминаются.

Сокращение времени быстрого сна обычно связывают с деменцией. Во время фазы быстрого сна наш мозг находится в состоянии активности, а вот мышцы, наоборот, парализованы. Также стоит отметить, что в этот момент высока частота сердечных сокращений и очень неравномерно дыхание.

Фаза быстрого сна учащается ближе к утру.

Белые ночи и сильное освещение

Ученые Петрозаводского университета обнаружили, что белые ночи и чрезмерная освещенность мегаполисов может вызывать преждевременное старение, и разработали рекомендации по профилактике ускоренного старения.

Серию экспериментов проводили на белых мышах различных возрастных групп более 3000 животных. Оказывается, что скорость старения животных в условиях нарушенного фотопериодизма (чередование темноты и светлого освещения), гораздо выше:

• быстрее стареет репродуктивная система
• укорачивается фаза стабильного и прогрессивного роста
• снижается средняя и максимальная продолжительность жизни
• чаще возникают инфекционные заболевания
• раньше развивается возрастная патология

Эти нарушения передаются и потомству, если самки в этот период находились в период беременности в зоне «белых ночей».

Белые ночи Санкт-Петербург

Однако, эти влияние нарушения суточного биоритма можно уменьшить, и соответственно, отсрочить старение организма, если начать соблюдать режим «темноты» с 20 до 22 час, а также спать в темноте.

Все дело в мелатонине, который наш организм может вырабатывать только в темноте. Когда солнце садится, тогда и мелатонин начинает вырабатываться, а именно он, попадая в кровоток, вызывает сон.

Ученые предупреждают нас об ограничении использования перед сном всех гаджетов, яркого света, телевизора и других излучающих устройств, так как они нарушают выработку мелатонина. В них, оказывается «голубой» свет сильнее, чем естественное освещение, и он снижает очень существенно уровень мелатонина, чем любой другой свет. Мозг начинает путаться и не понимает какое сейчас время, спать или бодрствовать.

Зачем и почему мы спим?

Ученые выявили связь между сном и памятью. Всегда вспоминаются бессонные ночи в сессию в институте. А утром вроде и учил все, и ничего не помнишь. Но вот знать бы тогда, что нужно всего лишь было лечь вовремя спать. И наутро вся информация была бы разложена в голове по полочкам!

У нас есть два типа памяти:

1. декларативная — отвечает на вопрос «что?» об информации, которая основана на фактах
2. процедурная память или мускульная — отвечает на вопрос «как?», о том, например, как играть на гитаре

Оба эти типа памяти перемешаны в голове, хотя ученые и разделяют тот факт, что фаза медленного сна помогает декларативной памяти, а фаза быстрого сна — процедурной памяти. И запоминание идет в период и медленного, и быстрого сна. Поэтому и нужно просто спать!

И еще один интересный факт! Пока мы спим, у нас в голове идет «генеральная уборка».

«Ненужные связи и случайные воспоминания удаляются, а важные усиливаются через повторение. Недавнее исследование нашло прямое визуальное доказательство этой гипотезы: исследователи, использовав микроскопию высокого разрешения, сначала определили размеры и форму 6920 синапсов, а потом показали что после нескольких часов сна 80% синапсов уменьшились примерно на 18%.»

И даже пространство «с мусором» вымывается спинномозговой жидкостью только во сне. И это еще одна причина, чтобы спать!

Сколько полезно спать?

Обычное рекомендуемое время для сна 8 часов. Американская академия лечебного сна и Национальный фонд сна выпустили свои рекомендации, и обе они сходятся на том, что спать нужно по 7-8 часов ежедневно (AASM загадочно пишет о «7 часах и более», и упоминает, что сон, длящийся более 9 часов, тоже может иметь свои недостатки).

Фото: Minnie Zhou on Unsplash

Даже если этот «недосып» восполнять в выходные, и спать более 12 часов, то пользы от этого будет мало. Для организма это стресс, как недосып, так и пересып тоже. Увеличивается сонливость и воспалительные процессы в организме, а также падает как концентрация, так и внимание. Поэтому и спать нужно около 8 часов в сутки, и это должно войти в обычный ритм жизни.

Как полезно спать?

Ранее было написано, что нужно отказаться от гаджетов за один-два часа до сна. Не стоит печатать на компьютере в кровати, тем более слушать и смотреть информацию с «голубого» экрана.

Самый полезный способ отхода ко сну — расслабление. Осознанное медленное дыхание, медитативные практики, кто-то читает молитвенные правила.

Не нужно обдумывать план на завтра, и корить себя за несделанные дела. Расслабьтесь! Полежите в тишине. Пусть будет прохладно (18-21 градус) и тихо в спальне!

И еще один интересный факт! Кофеин отнимает у вас час сна! Поэтому и рекомендуют не пить кофе после 14 часов! В исследовании так и написано, что «прием кофе за 6 часов до сна, уменьшает сон на 1 час».

И еще… «Если недоспал, то уже и не выспишься»… пишет в своей книге «Нейрофитнес» Рахул Джандиал. Одного выходного дня мало. После долгой недели организм в первый день еще не может прийти в себя от напряжения и суматохи рабочих дней, и от того, что не нужно вскакивать по будильнику. И только во второй выходной день ощущается ясность ума, спокойствие и блаженное состояние от отдыха, от того, что выспался и восстановился! Не пренебрегайте отдыхом и сном!

Имейте это ввиду! Не меняйте свой режим, высыпайтесь каждый день и берегите свой сон!