Удивительные приключения мозга во сне.

Привыкнув к жизни в океане искусственного света, современное общество превратило недосып в образ жизни. В то же время мы уже немало узнали о том, как люди отдыхают и как отдых позволяет нам сохранять здоровье.

Почти каждую ночь своей жизни мы претерпеваем удивительную трансформацию.

Наш мозг основательно изменяет свое поведение и функции, приглушая сознание. На какое-то время мы практически полностью парализованы: даже от холода не дрожим. Зато глаза под веками периодически дергаются, как будто что-то видят, а крошечные мышцы в среднем ухе — даже в полной тишине — двигаются, как будто что-то слышат. Время от времени мы (что мужчины, что женщины) сексуально возбуждаемся. Иногда возникает ощущения полета. Мы находимся у самых границ смерти. Мы спим.

Примерно в 350 году до н. э. Аристотель написал трактат «О сне и бодрствовании», в котором задавался вопросами, что мы делаем в этом состоянии и почему. За следующие 2300 лет никому не удалось дать вразумительный ответ. В 1924 году немецкий психиатр Ганс Бергер изобрел прибор, записывающий электрическую активность мозга, — электроэнцефалограф, и изучение сна перешло из области философии в сферу науки. Но подобраться ближе к убедительным ответам на вопросы Аристотеля мы смогли лишь в последние несколько десятилетий, когда приборы для нейровизуализации позволили составить более детальное представление о внутренних механизмах мозга.

Все, что нам удалось узнать о сне, подчеркивает его важность для нашего психического и физического здоровья. Чередование сна и бодрствования — центральная особенность человеческой биологии, адаптация к жизни на вращающейся планете, к бесконечному круговороту дня и ночи. В 2017-ом Нобелевскую премию по медицине вручили трем ученым, которые в 1980-е и 1990-е годы обнаружили у нас в клетках молекулярные часы, которые синхронизируют ритмы организма со временем суток. Как показали недавние исследования, при нарушениях суточного (циркадного) ритма повышается риск диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и деменции.

Вместе с этим, несоответствие между современным образом жизни и чередованием дня и ночи приобрела масштабы эпидемии. «Мы как будто живем в рамках всемирного эксперимента по изучению негативных последствий депривации сна», — отмечает Роберт Стикголд, директор Центра по изучению сна и когнитивных способностей Гарвардской медицинской школы. Сегодня среднестатистический американец спит меньше 7 часов в день — почти на 2 часа меньше, чем в прошлом столетии. По большей части это вызвано распространением электрических лампочек, а позже — телевизоров, компьютеров и смартфонов. Наше неугомонное общество, привыкшее к жизни в океане искусственного света, часто воспринимает сон как противника — как состояние, лишающее продуктивности и возможности развлекаться. Томас Эдисон, привнесший в нашу жизнь электрические лампочки, называл сон нелепицей и плохой привычкой. Он верил, что со временем мы сможем окончательно от него избавиться.

Полноценный ночной сон теперь считается чем-то исключительно редким и старомодным — как письмо, написанное от руки. Мы постоянно жульничаем: боремся с бессонницей снотворным, хлестаем кофе, чтобы перестать зевать, всячески отлыниваем от замысловатого путешествия, в которое, по задумке, должны отправляться каждый вечер. Если поспать удастся на славу, нам предстоит 4-5 раз пройти через несколько стадий сна, каждая из которых обладает четко определенными свойствами и назначением, — это извилистый, полуреальный переход в параллельный мир.

Первая и вторая стадии

Когда мы засыпаем, мозг сохраняет активность и принимается за ревизию воспоминаний: решает, какие сохранить, а от каких избавиться.

Начинается трансформация очень быстро. Человеческое тело не любит топтаться в проходе между двумя состояниями. Мы предпочитаем пребывать в каком-то одном: либо бодрствовать, либо спать. И вот мы гасим свет, ложимся в кровать, закрываем глаза. Если циркадный ритм надежно привязан к времени суток, если эпифиз вырабатывает мелатонин, сигнализируя о наступлении ночи, и если ряд других систем подчинится его указаниям, наши нейроны незамедлительно начнут работать в едином ритме.

Нейроны (их около 86 миллиардов) — это клетки, образующие в мозгу аналог Всемирной паутины, взаимодействуя между собой посредством электрических и химических сигналов. Когда мы бодрствуем, нейроны напоминают галдящую толпу: в мозгу бушует настоящий шторм. А когда они активируются равномерно и ритмично (на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) это видно по стройной ряби), это означает, что мозг переключился на внутренние задачи, отстранившись от хаоса повседневной жизни. Вместе с этим приглушается активность сенсорных рецепторов, и вскоре мы засыпаем.

Ученые называют этот период первой стадией, «мелководьем» сна. Она длится около 5 минут. Затем из глубин мозга приходит серия электрических импульсов, которые распространяются по коре больших полушарий — складчатому серому веществу, покрывающему наружный слой мозга (она отвечает за речь и сознание). Эти вспышки длиной в полсекунды называются сонными веретёнами (или сигма-ритмами) и знаменуют они собой начало второй стадии.

По мнению ряда экспертов, по частоте ночных сигма-ритмов можно даже составить представление об уровне умственного развития. Во сне создаются связи, которые вряд ли сформировались бы осознанно, — и все мы об этом интуитивно догадываемся. Никто ведь не говорит: «надо с этим перекусить», говорят: «с этим надо переспать» (имеется в виду английское выражение «sleep on it»).

Бодрствующий мозг лучше всего подходит для сбора внешних сигналов, мозг спящий — для закрепления полученной информации. Ночью мы переключаемся с «записи» на «монтаж»: это можно отследить на молекулярном уровне. Мы не просто механически сортируем мысли — спящий мозг активно отбирает, какие воспоминания оставить, а от каких избавиться.

Мозг не всегда делает мудрый выбор. Сон мощно активизирует память: причем не только на второй стадии, в которой мы проводим почти половину сна, но и на протяжении всего нашего закольцованного путешествия. Поэтому изнуренным солдатам, к примеру, имеет смысл не ложиться спать сразу по возвращении с тяжелых для психики заданий. По мнению невролога Джины По из Калифорнийского университета, чтобы предотвратить возникновение посттравматического расстройства, солдатам нужно бодрствовать еще 6-8 часов. Проведенное ей и ее коллегами исследование показало, что отход ко сну сразу после серьезного происшествия, до того как мозг сумеет хотя бы частично справиться с эмоциями, скорее всего, превратит пережитое в долговременное воспоминание.

Вторая стадия может длиться до 50 минут в первый за ночь 90-минутный цикл (в последующих циклах ее доля меньше). Сигма-ритмы могут какое-то время появляться каждые несколько секунд, однако затем импульсы становятся все реже. Замедляется сердцебиение. Понижается температура тела. Исчезают последние признаки осознания происходящего вокруг. Мы начинаем длительное погружение к третьей и четвертой стадиям — в самые глубины сна.

Третья и четвертая стадии

Мы впадаем в глубокий, подобный коме сон, необходимый нашему мозгу в той же мере, как нашему телу необходима еда. Это время предназначено не для сновидений, а для физиологической уборки.

Сон — пусть даже и в примитивной форме — обнаруживается у всех без исключения животных. Трехпалые ленивцы дремлют около 10 часов в день, что уже кажется удручающим проявлением апатичности, однако некоторым крыланам удается проводить в царстве Морфея по пятнадцать часов, а летучим мышам рода ночницы — вплоть до двадцати. Жирафы спят меньше пяти часов в день. Лошади обычно спят часть ночи стоя, а часть — лежа. Дельфины спят полушариями: пока одна половина мозга спит, другая бодрствует — это позволяет им постоянно находиться в движении. Большие фрегаты могут вздремнуть во время полета, да и многие другие птицы тоже. Акулы-няньки спят группами, улегшись на морское дно. Тараканы во сне складывают антенны, а еще они чувствительны к кофеину.

Сон как состояние, характеризующееся снижением реакции и ограниченной подвижностью, которое (в отличие от спячки или комы) легко прервать, наблюдается даже у существ, не обладающих мозгом. Спать могут медузы: у них заметно замедляется пульсация тела, а у одноклеточных организмов (планктона и дрожжевых грибов) четко выделяются циклы активности и отдыха. Эти наблюдения позволяют предположить, что сон — явление древнее, изначальная и универсальная функция которого состоит не в реорганизации воспоминаний и не в усвоении нового материала, а скорее в поддержании жизни как таковой. Очевидно, что любое существо, вне зависимости от размера, не может непрерывно функционировать 24 часа в сутки.

«Бодрствование — состояние энергозатратное, — объясняет Томас Скэммел, профессор неврологии из Гарвардской медицинской школы. — Нужно ведь вставать и идти побеждать всех остальных в борьбе за выживание. Одно из последствий — потребность в периоде отдыха для восстановления клеток».

Фаза быстрого сна

Мы оказываемся в состоянии психоза, в котором видим сны, летаем и падаем — даже если этого не помним. А еще у нас регулируется настроение и закрепляются воспоминания.

Фаза быстрого сна (фаза парадоксального сна, фаза быстрого движения глаз, REM sleep) была открыта в 1953 году Юджином Асерински и Натаниэлем Клейтманом из Чикагского университета спустя более чем 15 лет после обнаружения первых четырех стадий. До этого, в силу отсутствия следов этой фазы на ранних ЭЭГ, ее обычно считали вариацией первой стадии — причем не самой значимой. Однако после того как в этот период были зафиксированы резкие движения глаз и прилив крови к половым органам, научное сообщество осознало, что практически все красочные сновидения происходят именно на этой стадии. Это привело к прорыву в сомнологии.

Как правило, здоровый сон начинается так: размеренный переход к четвертой стадии, мимолетное пробуждение, а затем фаза быстрого сна длительностью от 5 до 20 минут. С каждым последующим циклом продолжительность фазы быстрого сна удваивается. В совокупности она занимает около ⅕ сна взрослых людей. Тем не менее стадии с первой по четвертую по-английски называют non-REM sleep, «фазой без быстрого движения глаз»: получается 80% сна получили название благодаря оставшимся 20% (в русском языке принят термин «фаза медленного сна»). Специалисты полагают, что смена медленного сна на быстрый каким-то образом помогает оптимизировать процесс нашего физического и умственного восстановления. На клеточном уровне в фазе быстрого сна наблюдаются пиковые значения синтеза белков, что позволяет поддерживать нормальное функционирование организма. Судя по всему, быстрый сон еще и чрезвычайно важен для регулирования настроения и закрепления воспоминаний.

Попадая в фазу быстрого сна, мы каждый раз в буквальном смысле сходим с ума. Состояние, которое характеризуется галлюцинациями и бредом, называют психозом. По мнению ряда специалистов, как раз к таким состояниям и относятся сновидения: мы абсолютно убеждены, что видим то, чего в действительности не существует, и принимаем как само собой разумеющееся то, что время, место и сами люди могут видоизменяться и исчезать без предупреждения.

Человечество — что древние греки, что толкователи снов, что Зигмунд Фрейд — всегда считало сновидения источником колдовства и тайн: они воспринимались как послания не то от богов, не то от подсознания. Сегодня конкретные образы и события из наших сновидений многих сомнологов не интересуют. Они убеждены, что сны — это результат хаотичной активации нейронов и, даже если наполнены эмоциями, смысла точно лишены. Только проснувшись, сознание в поисках объяснения наскоро сшивает из разрозненных лоскутов цельное полотно.

Источник : https://newochem.ru/zdorove/udivitelnye-priklyucheniya-mozga-vo-sne/