Учёные всё ещё спорят об единственной эволюционной причине, по которой люди спят примерно треть своей жизни, но десятилетия исследований детально отобразили, что мозг и тело на самом деле делают во время сна. Два процесса доминируют: мозг проходит через отчётливые электрические стадии, а в течение ночи он выполняет работу по обслуживанию, которую трудно проводить в состоянии бодрствования.
Ночь построена из повторяющихся 90-минутных циклов
Сон чередуется между не-REM (NREM) сном и REM (быстрое движение глаз) сном, согласно Национальному институту здоровья детей и развития человека США (NICHD). NREM сам по себе имеет три стадии: стадия 1 — это краткий переход в сон; стадия 2 приносит более медленные мозговые волны и снижение температуры тела; стадия 3 — это глубокий сон, отмеченный самой низкой частотой сердцебиения и дыхания и выделением гормона роста для восстановления тканей.
REM сон начинается примерно через 90 минут после засыпания. Глаза движутся быстро, дыхание становится быстрым и нерегулярным, большинство мышц временно парализованы, а мозг становится очень активным — состояние, которое NICHD связывает с обучением и закреплением памяти. Полный цикл NREM-REM длится примерно 90 минут и повторяется несколько раз в течение ночи, согласно Sleep Foundation, некоммерческой организации по распространению информации о здоровье. Глубокий сон доминирует в ранних циклах; по мере того как ночь идёт дальше, глубокий сон сокращается, а периоды REM удлиняются, так что в последних циклах спящий проводит почти всё время на стадии 2 и REM, согласно NICHD.
На протяжении всей ночи NREM сон составляет 75-80 процентов от общего времени сна, причём стадия 2 одна составляет примерно половину, сообщает Sleep Foundation. REM сон составляет остаток.
Мозг немного сжимается, чтобы очистить себя
Одно из самых ясных функциональных открытий пришло из исследования 2013 года в журнале Science, возглавляемого командой нейроучёного Майкена Недергаарда из Университета Рочестера. Исследователи выявили то, что они назвали глимфатической системой, сетью, которая использует спинномозговую жидкость, текущую через каналы вокруг кровеносных сосудов, чтобы очищать метаболические отходы от ткани мозга, согласно отчёту Медицинского центра Университета Рочестера (URMC).
Команда обнаружила, что клетки мозга сжимаются примерно на 60 процентов во время сна, открывая больше пространства между клетками для движения жидкости, и что система была почти в десять раз более активна во время сна, чем во время бодрствования, сообщил URMC. В этом же исследовании спящие мозги очищали больше амилоида-бета, белка, связанного с болезнью Альцгеймера, чем бодрствующие мозги. Нейротрансмиттер норадреналин, похоже, помогает вызвать изменение размера клеток, согласно тому же отчёту, хотя исследователи отмечают, что полная картина регуляции всё ещё прорабатывается.
Два отдельных часа решают, когда вы чувствуете сонливость
Время сна контролируется двумя взаимодействующими системами, согласно BrainFacts.org, ресурсу общественного образования от обществ нейронауки, включая Общество нейронауки. Первый — это циркадный часовой механизм, управляемый супрахиазматическим ядром (SCN), кластером нервных клеток в гипоталамусе. Клетки SCN содержат 'белки часов', которые циклируют примерно каждые 24 часа и получают световые сигналы непосредственно от сетчатки, что позволяет часам перезагружаться путём воздействия дневного света или пересечения часовых поясов.
Вторая система — это гомеостатическое давление сна, вызванное аденозином, химическим веществом, которое накапливается в мозге, чем дольше человек остаётся в бодрствовании. Когда аденозин связывается с рецепторами на клетках мозга, связанных с пробуждением, он ослабляет их активность и усиливает сонливость; сон очищает накопление. Кофеин работает, блокируя те же рецепторы аденозина, что объясняет, почему он задерживает ощущение сонливости, не устраняя основной дефицит сна, согласно BrainFacts.org.
Сколько сна рекомендуется и что происходит без него
Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) публикуют рекомендации по продолжительности сна по возрастам, воспроизведённые ниже.
Рекомендуемая продолжительность сна CDC по возрастам| Возрастная группа | Рекомендуемый сон за 24 часа |
|---|
| Новорожденный (0–3 месяца) | 14–17 часов |
|---|
| Младенец (4–12 месяцев) | 12–16 часов, включая дневной сон |
|---|
| Малыш (1–2 года) | 11–14 часов, включая дневной сон |
|---|
| Дошкольник (3–5 лет) | 10–13 часов, включая дневной сон |
|---|
| Школьный возраст (6–12 лет) | 9–12 часов |
|---|
| Подросток (13–17 лет) | 8–10 часов |
|---|
| Взрослый (18–60 лет) | 7 или более часов |
|---|
| Взрослый (61–64 года) | 7–9 часов |
|---|
| Взрослый (65 лет и старше) | 7–8 часов |
|---|
CDC указывает, что постоянное получение менее рекомендуемого количества связано с повышенным риском диабета 2-го типа, болезни сердца, высокого кровяного давления и инсульта, и что адекватный сон связан с меньшим числом заболеваний, лучшей регуляцией настроения и более низким риском автомобильных аварий.
Что остаётся неизвестным
Результаты исследования глимфатической очистки получены из исследований на мышах; отчёт URMC отмечает, что механизм считается правдоподобным объяснением части восстановительной функции сна у людей, и что подтверждение его точной роли в человеческом нейродегенеративном заболевании остаётся активной областью исследований. Аналогично, агентства, включая NICHD, описывают консолидацию памяти и восстановление тканей как установленные связи конкретных стадий сна, а не единую доказанную 'цель' сна в целом.
Этот материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и перед публикацией прошёл автоматическую проверку источников. Если вы заметили ошибку, запросите исправление. Запросить исправление или ответ · Как мы работаем
