4. Наука сна
Физика поет: «Засыпай, малыш.
Конечно, ты устал. Все твои
атомы танцуют вальс
в серебряных башмачках
с первой секунды митоза.
Ложись – они станцуют внутри
без тебя. Засыпай».
Геология поет: «Все будет хорошо.
Америка отдает свою землю океану,
сантиметр за сантиметром. Засыпай.
Пускай темнота укроет тебя, как одеяло.
Дай ей сантиметр своей земли. Я с тобой.
Все континенты раньше были одним.
Я с тобой. Засыпай».
Астрономия поет: «Завтра снова встанет солнце».
Зоология поет: «Уснули рыбки и газели».
Психология поет: «Все начинается во тьме».
Биология поет: «Внутренние часы города остановились».
История поет: «Вот одеяла, слой на слое, ниже и ниже».
Альберт Голдбарт. Колыбельная наук
Почему мы спим
Стремительное развитие науки сна в последние несколько десятилетий полностью перевернуло представление о потребности спать, которое оставалось неизменным веками. Каждый день публикуются новые исследования, и, хотя предмет изучения отличается, все они подводят нас к одному выводу: нам может показаться, что во время сна тело и мозг бездействуют, как будто кто-то нажал на кнопку «Выкл.», но это очень далеко от правды.
Хотя сон по-прежнему остается загадкой, ученые сделали множество удивительных открытий о том, что в действительности происходит в человеческом теле во время сна. Сомнологи развеяли массу вредных и неверных заблуждений о сне. Зная о процессах, которые происходят в мозге, пока мы спим, трудно поверить, что отдыхающий организм и вправду так неимоверно занят.
Вопрос, который главным образом волнует большинство людей, звучит так: «Почему мы вообще спим? Какой смысл проводить треть своей жизни в состоянии бездействия, неразумно тратя кучу времени?» Говоря о базовых потребностях и желаниях людей, мы, как правило, подразумеваем питание и размножение. Тем не менее сон не менее важен для выживания. Эрин Хэнлон, доцент Центра по изучению сна, метаболизма и здоровья Чикагского университета, подчеркивает, что сон важнее: «Потребность в сне может превалировать даже над потребностью в пище. Если вы будете сознательно пытаться не спать – мозг просто отключит вас».
По результатам многих исследований известно, что произойдет, если мы не будем спать, а вот одна история, которая произошла на самом деле. В 1959 г. нью-йоркский радиоведущий Питер Трипп не спал на протяжении 201 часа подряд (более восьми дней) в поддержку Благотворительного фонда «Марш гривенников» и ежедневно вел радиопередачи из стеклянной будки на Таймс-сквер. Афиши окрестили эту акцию «бессонным марафоном». На четвертый день Трипп стал грубым и язвительным, а еще через два дня у него появились сильные галлюцинации и развилась паранойя. Температура тела сильно снизилась, и, хотя ведущий все еще бодрствовал, приборы показывали, что головной мозг спит. На последний день «бессонного марафона» Триппу показалось, что наблюдавший его врач – сотрудник похоронного бюро, который пришел забрать его тело.
Каждый из нас знаком (надеюсь, не так близко) с нервным истощением, которое случается, когда мы сопротивляемся сну. (Разве есть что-то, что может сравниться с чувством уюта и спокойствия, которое испытываешь, когда наконец ложишься в постель в конце трудного дня?) Но откуда берет начало желание спать? Существует множество гипотез, почему мы нуждаемся в сне. Вот четыре основные теории.
Согласно теории бездействия, сон – это адаптивная реакция организма, выработанная в ходе эволюции. Животные, которые спали по ночам, реже попадались хищникам на глаза. Очевидный недостаток этой теории заключается в том, что, несмотря на то что неподвижность может быть отличным защитным механизмом, в сочетании с невозможностью активно сканировать пространство эта теория не похожа на эффективную стратегию укрытия от хищников (кроме того, где гарантия, что навык передается детям генетически?). Согласно второй теории – теории сохранения энергии – сон появился как способ снизить количество килокалорий (то есть энергии), которое мы должны потреблять и тратить ежедневно, так как во время сна замедляется скорость метаболических процессов. (Это как сократить свои ежемесячные расходы, чтобы поправить финансовое здоровье.) Третья теория называется теорией восстановления, так как сон – это способ восстановить ресурсы, потраченные за день. И, наконец, последняя теория – теория нейропластичности, согласно которой сон – это функция поддержания и развития головного мозга.
Все эти теории имеют много общего, особенно две последние. Это подтверждают слова Патрика Фуллера из Гарвардского университета: «Спать полезно для бодрствования», или, как сказал его коллега Аллан Хобсон: «Мозг спит, мозг вызывает сон, мозг нуждается в сне».
Я знаю только одно: когда я сплю, я не знаю ни страха, ни надежд, ни трудов, ни блаженства. Спасибо тому, кто изобрел сон. Это единая для всех монета, это единые весы, равняющие пастуха и короля, дуралея и мудреца.
Мигель де Сервантес. Хитроумный идальго Дон Кихот Ламанчский
Мы никогда достоверно не узнаем, почему возник сон, однако, как говорит сомнолог Чикагского университета Аллан Рехтшаффен, «если сон не выполняет какую-то жизненно необходимую функцию, то это самая большая ошибка эволюции». Современная наука уже доказала его жизненно важную роль. Сон выполняет ряд сложных функций, связанных с развитием и очищением мозга, обучаемостью, запоминанием, аппетитом, иммунитетом и старением. Помимо этого, сон оказывает критическое влияние на настроение, здоровье, творческие способности и отношения с людьми.
Итак, что заставляет нас засыпать вечером и просыпаться утром? Режим сна и бодрствования регулируется двумя взаимосвязанными системами: одна из них называется гомеостаз сна и бодрствования и регулируется внутренними сигналами тела, а вторая – циркадианный (суточный) ритм и регулируется внешними сигналами, в первую очередь дневным светом. Гомеостаз сна и бодрствования, несмотря на сложное название, – процесс интуитивно понятный: чем дольше мы бодрствуем, тем сильнее нам хочется спать, а чем дольше мы спим, тем скорее проснемся. Ученые называют это «давление сна», так как оно увеличивается во время бодрствования и снижается, как только вы засыпаете.
Название второй системы, циркадианный ритм, происходит от латинских слов circa (вокруг) и dies (день). Циркадианный ритм – это цикл, который длится приблизительно сутки. У людей циркадианные ритмы управляются небольшой группой клеток головного мозга, расположенной в гипоталамусе (прямо над зрительными нервами). По сути, это контрольные часы организма, настроенные приблизительно на 24 часа (точное время у каждого человека свое). Для точной и слаженной работы циркадианных ритмов требуется регулярная смена дневного света и темноты, кроме того, они взаимодействуют с нарастанием и падением «давления сна», которое регулирует сонливость и бодрость в течение дня.
Ритм сна постоянно меняется в зависимости от различных факторов, например того, сколько мы спим и когда. Младенцу требуется несколько месяцев, прежде чем его ритм сна станет циркадианным – об этом отлично известно всем измотанным родителям малыша. Каждый новый жизненный этап вынуждает людей менять свои привычки, в том числе ритм сна.
Засыпание, возможно, не кажется вам увлекательным процессом, но по сути оно напоминает великолепно поставленный танец, завораживающий своей сложностью. Когда поздним вечером циркадианный ритм подходит к концу, максимальной высоты достигает давление сна, накопленное за день. Ученые иногда называют этот временной период «зоной первичной сонливости» или открытием «ворот сна». Перес Лави, президент Израильского института технологий Технион, дает такое определение: «резкий переход от высокого уровня включенности к состоянию крайней сонливости». Это значит, что мы уснем быстрее и легче, если ляжем спать, как только откроются ворота сна.
Факт: 60 % людей во всем мире спят, не выпуская телефон из рук.
До того как я осознала важность сна, я относилась к нему как к врагу, считая, что нужно либо активно с ним бороться, либо игнорировать. Зону первичной сонливости я обходила за версту, как заминированное поле. Я изобрела множество способов работать вопреки желанию спать: слушала музыку для тренировок, чтобы взбодриться, ела (даже если не хотела), умывалась холодной водой (только что спички в глаза не вставляла!). Естественно, каждую ночь, когда через мою жизнь проезжал ночной поезд, направлявшийся в ворота сна, я делала все возможное, чтобы не сесть на него.
Четыре стадии сна
Ученые выделяют четыре стадии сна, каждая из которых отличается типом электромагнитных волн, которые отражают уровень активности человеческого мозга. Первая стадия – легкая дремота, промежуточный этап между бодрствованием и крепким сном. В это время человек легко просыпается, глазные яблоки и мышцы могут двигаться. Во время второй стадии сон становится немного глубже, движения глаз замедляются вплоть до полной остановки, а температура тела снижается. Третья стадия – начало медленноволнового (медленного) глубокого сна (так называемый дельта-сон). Головной мозг излучает медленные дельта-волны с высокой амплитудой – в отличие от высокочастотных бета-волн, которые он производит во время бодрствования. Это стадия наиболее глубокого сна, при этом движения глаз и мышц почти прекращаются и проснуться очень сложно. Если человека все-таки разбудить, он будет долго приходить в себя, не понимая, что происходит. Именно во время медленного сна бывают такие загадочные и странные явления, как сомнамбулизм и говорение во сне.
Однажды, когда мы жили в Вашингтоне, а Изабелле было четыре года, я уложила ее спать и мы с ее отцом пошли на ужин, оставив мою маму присматривать за малышкой. Вернувшись из ресторана, мы подошли к детской кроватке и с ужасом увидели, что Изабеллы в ней нет! Мы обыскали весь дом, нигде ее не нашли, вернулись обратно в детскую и в отчаянии стали заглядывать под мебель. Изабелла оказалась мирно спящей под диванчиком для гостей.
Сомнамбулизм встречается приблизительно у 17 % детей и 4 % взрослых. Его симптомы несколько сложнее, чем можно предположить исходя из бытового названия «снохождение». По определению, данному Национальным фондом изучения сна, сомнамбулы могут «сидеть на кровати и смотреть вокруг, вставать, ходить по комнате или дому, выходить из дома и даже водить автомобиль». Считается, что резко будить такого человека нельзя, но с учетом полной непредсказуемости поведения таких людей («Это что там у тебя, ключи от машины?») лучше все же аккуратно разбудить его, отвести в спальню и уложить в постель.
Почти половина маленьких детей и 5 % взрослых разговаривают во сне. Иногда причина генетическая, но недосыпание и стресс также увеличивают вероятность разговоров во сне. Люди могут издавать неразборчивые звуки или сложные монологи, и, хотя сноговорение неопасно для здоровья, случай леди Макбет напоминает, что можно случайно выдать страшную тайну:
«ДАМА. Одета, как обычно, и, могу поклясться, спит глубоким сном. Следите за ней и не привлекайте к себе внимания. ‹…›
ВРАЧ. Видите, у нее глаза открыты!
ДАМА. Все равно она не видит ничего…
ЛЕДИ МАКБЕТ. Пятно все равно осталось… Проклятое пятно!
Исчезни, я тебе говорю…
И кто бы мог подумать, что у старика внутри столько крови?
‹…› Все еще кровью пахнут. Все ароматы Аравии не уберут запах крови с этих маленьких рук. О, о, о! ‹…› Что сделано, того не воротишь».
Или более современный пример от американской группы The Romantics: «Все секреты, которые хранишь, / ты выбалтываешь, когда спишь».
Наконец, четвертая (и последняя) стадия сна – это стадия быстрых движений глаз (сокращенно БДГ-стадия) или БДГ-сон (аббревиатура от Быстрые Движения Глаз). БДГ-фаза начинается приблизительно через полтора часа после засыпания. Дыхание становится более быстрым и поверхностным, снова повышается артериальное давление и пульс (на предыдущих стадиях они понижались), частота волн головного мозга становится выше, приближаясь к частоте бодрствования. Мышцы находятся в состоянии, напоминающем паралич. Именно во время БДГ-сна люди видят сновидения, и, если человека разбудить на этой стадии, скорее всего, он вспомнит, что ему приснилось.
Именно благодаря сновидениям в 1953 г. ученые открыли фазу БДГ-сна. Уильям Демент, который позднее, в 1970 г., открыл первую клинику изучения расстройств сна при Стэнфордском университете, тогда был аспирантом и работал вместе с Натаниэлом Клейтманом и Юджином Асерински. Демент рассказал мне, что они использовали один из первых электроэнцефалографов (ЭЭГ) для наблюдения за состоянием спящих испытуемых. Благодаря ЭЭГ они заметили электрическую активность, которая исходила не от мозга. «Моя работа заключалась в том, чтобы сидеть у койки спящего и отмечать, сопровождались ли эти искажения какими-либо движениями. Страшно утомительно! – объяснил мне Демент. – В какой-то момент я заметил, что глаз испытуемого дернулся. Сначала я подумал, что он мне подмигнул!» Однако, судя по показаниям ЭЭГ, человек глубоко спал. Тогда Демент дождался, когда на экране ЭЭГ будет снова зарегистрирована активность, и посветил фонариком в глаза испытуемого, чтобы проверить, двигаются ли они. И они двигались! (Факт, что испытуемый спокойно спал с исследователем, сидящим у кровати и следящим за каждым его движением, не менее феноменален, чем само открытие!)
Клейтман предположил, что движение глазных яблок и сновидения могут быть связаны между собой. Тогда исследователи принялись будить испытуемых, как только замечали движения глазных яблок, и просили рассказывать все, что те видели во сне. Исследователи обнаружили, что разбуженные таким образом люди помнили свои сновидения достаточно ярко и подробно – люди, проснувшиеся самостоятельно, помнили мало, да и то очень смутно. «Вот мое любимое сравнение, – сказал мне Демент, – до того как был обнаружен БДГ-сон, мы думали, что уснуть – это как поставить машину в гараж на ночь и достать ключ зажигания. Нет активности, нет энергии. А теперь мы знаем, что уснуть – это как припарковать машину, поставить на ее нейтральную передачу и оставить двигатель включенным». Мне нравится такая метафора, я бы даже ее дополнила: уснуть – это как если бы машина ночью начинала управлять собой сама и отправлялась выполнять всякие разные важные дела за нас.
Последовавшее исследование позволило углубить знания о взаимосвязи между движениями глазных яблок и сновидений. Эти движения могут быть вызваны «сменой декораций» в наших снах, как если бы мы переходили к следующему «акту сновидения». За ночь цикл сна, включающий в себя все четыре стадии, повторяется четыре-пять раз, и с каждым новым циклом стадия БДГ-сна становится длиннее. Во время первого цикла продолжительность БДГ-сна составляет около десяти минут, а на последнем – около часа. В сумме за ночь взрослые проводят около 20 % сна в БДГ-фазе, а грудные младенцы – почти 50 %.
Ученые только начинают узнавать, какие еще процессы происходят в головном мозге во время БДГ-сна, помимо сновидений. Согласно результатам исследования, проведенного в Калифорнийском университете в Беркли, БДГ-сон помогает справляться с эмоциональным напряжением. Испытуемым показали изображения, вызывающие сильную эмоциональную реакцию. Спустя 12 часов им показали те же изображения еще раз. Согласно результатам сканирования мозга, испытуемые, которым удалось поспать за эти 12 часов, реагировали не так эмоционально. У них была зарегистрирована более низкая активность миндалевидного тела – эмоционального центра мозга. То есть обработку изображений выполнила более спокойная и рациональная часть головного мозга. «Исследование показывает, что сон играет критически важную роль в эмоциональной обработке информации. Это открывает широкие возможности для психотерапии», – написала Эльс ван дер Хельм, ведущий автор исследования.
Между недостатком сна и уровнем стресса тоже существует важная взаимосвязь. Недосыпание приводит к повышению уровня кортизола, гормона стресса. Кроме того, недостаток сна оказывает влияние на многие гены, которые участвуют в обработке стресса и регуляции иммунной системы организма. Исследователи из Суррейского университета в Великобритании обнаружили, что недосыпание меняет экспрессию более 700 генов и увеличивает активность так называемых воспалительных генов. Это изменение происходит уже через неделю регулярного недосыпания. Организм наших предков готовился к потенциальной травме (например, нападению животного), активируя воспалительные гены в качестве защитной реакции. Наш организм проделывает подобное постоянно, если мы мало спим. По словам Малкольма фон Шанца, одного из авторов исследования, недостаток сна «готовит тело к травме, но она не случается». Это могло бы легко объяснить взаимосвязь между недосыпанием и такими негативными последствиями для здоровья, как инфаркт и инсульт.
Хочешь быть умным – спи
Одно из самых важных научных открытий заключается в том, что сон, в сущности, работает как бригада дворников, которые ночью очищают мозг от токсичных белков, накапливающихся между клетками мозга за день. Майкен Недергаард, сооснователь Центра трансляционной нейромедицины Рочестерского университета, занималась изучением механизма, лежащего в основе очистительной функции мозга. «Это похоже на посудомоечную машину, – пишет она. – Мы же не едим с грязных тарелок, так почему мы соглашаемся жить, не используя всю мощь и весь потенциал нашего мозга?»
Исследования, которые Недергаард проводила на мышах, показали, что глимфатическая система («канализация» мозга) более активна во время сна и играет критическую роль для поддержания мозга в исправном состоянии. Когда мыши засыпали, клетки их мозга уменьшались в размерах, освобождая больше пространства для спинномозговой жидкости, которая, свободно протекая через мозг, в буквальном смысле вымывала токсические отложения, образование которых связывают с развитием болезни Альцгеймера. Предварительные исследования показали, что похожий процесс, возможно, происходит в головном мозге людей, – факт, который мог бы стать важным прорывом в профилактике и лечении деменции. Вымывание ненужных химических продуктов и токсинов происходит исключительно во время сна, потому что, когда мы бодрствуем, мозг слишком занят, управляя другими функциями тела. Как говорит Недергаард, «мозг обладает ограниченным количеством энергии и, похоже, должен выбирать между двумя противоположными функциональными состояниями: бодрствовать (и оставаться в сознании) или спать (и заниматься очищением). Это как принимать гостей: вы можете либо развлекать их, либо убираться в доме, но делать и то и другое одновременно невозможно».
Если у мозга не хватает времени на то, чтобы вымыть все ненужные токсины и химические продукты, это имеет очень серьезные последствия. По словам Клэр Сэкстон из Оксфордского центра по функциональной магнитно-резонансной томографии мозга, недостаток сна со временем приводит к уменьшению размера головного мозга. Клэр сказала мне: «Мы обнаружили, что неудовлетворительное качество сна повышает вероятность уменьшения объема головного мозга в течение трех – пяти лет. На данный момент вопрос звучит так: является ли недосыпание причиной изменения структуры головного мозга, или же его следствием либо это два взаимовлияющих процесса».
Никогда не упускайте шанс поспать.
Фрэнк Найт, сооснователь Чикагской школы экономики
Ясно одно: здоровье мозга напрямую зависит от качества и количества сна. Регулярное недосыпание постепенно приводит к невосполнимой потере клеток головного мозга – еще один аргумент в пользу того, что недосыпание по будням нельзя «компенсировать» воскресным сном «до обеда». Исследователи Пенсильванского и Пекинского университетов провели совместное исследование, в ходе которого было обнаружено, что недосыпающие мыши утратили 25 % клеток голубоватого пятна – области головного мозга, отвечающей за умственную активность, концентрацию внимания и когнитивные функции. «В целом мы всегда предполагали, что полное восстановление когнитивной деятельности возможно как после краткого, так и долгосрочного лишения сна, – сказала Сигрид Визи, одна из авторов исследования. – Однако несколько исследований, проведенных на людях, показывают, что даже после трех суток полноценного сна устойчивость внимания и еще несколько функций когнитивной деятельности не нормализуются. Это поднимает вопрос о том, что последствия недосыпания для головного мозга являются непоправимыми». Она также добавила, что до недавнего времени «никто и не думал, что недостаток сна может так сильно сказываться на деятельности мозга».
По результатам исследования, проведенного в 2014 г. в Высшей медицинской школе Университета Дьюка и Национального университета Сингапура, было установлено, что чем меньше мы спим, тем быстрее стареет мозг. У пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера, желудочки мозга (полости в головном мозге, заполненные спинномозговой жидкостью) расширяются по мере того, как размер мозга сокращается, а его борозды и извилины становятся более выраженными и между ними образуются полости. Исследователи установили, что недостаток сна у пожилых людей увеличивает скорость увеличения желудочков мозга и снижает эффективность когнитивной деятельности, что и является симптомами старения мозга, связанного с началом болезни Альцгеймера. Это было впоследствии подтверждено результатами двух исследований, проведенных в Уппсальском университете в Швеции. По результатам первого исследования, мужчины, которые имели проблемы со сном, в 1,5 раза чаще страдали от болезни Альцгеймера. В ходе второго исследования было обнаружено, что всего одна бессонная ночь приводит к увеличению количества двух редких молекул головного мозга (NSE и S-100B), что является признаком повреждения мозга. (Если вам хочется спать прямо сейчас – не стесняйтесь, закрывайте книгу и ложитесь в постель!)
Факт: экономика Соединенных Штатов ежегодно теряет $63 млрд из-за снижения работоспособности, вызванного недосыпанием.
Общее психическое здоровье также связано со сном. Канадские и французские исследователи обнаружили, что регулярный ранний отход ко сну снижает риск развития психических заболеваний. Лежащий в основе этого механизм задействует ультрадианные ритмы – циклы, на которые делится 24-часовой циркадианный ритм. Ультрадианные ритмы регулируют температуру тела, выработку гормонов и аппетит и управляются дофамином – нейромедиатором, связанным с участками головного мозга, отвечающими за награждение и удовольствие. Дисбаланс дофамина, вызванный проблемами со сном, может привести к развитию биполярного расстройства и шизофрении.
Кроме того, сон связан с долголетием. Когда я писала эту книгу, старейшим человеком на земле являлась Сюзанна Мушатт Джонс по прозвищу Мисс Сьюзи. 116-летняя долгожительница проживала в Бруклине, Нью-Йорк. Когда репортер из Daily News спросил ее, в чем секрет ее долголетия, она ответила: «Я сплю» – и даже показала, как именно.
Сон, память и когнитивная деятельность
Ученые приближаются к разгадке таинственной связи между сном и памятью. В ходе недавнего исследования Калифорнийского университета в Беркли было обнаружено, что плохая память и плохой сон связаны между собой. Их объединяет бета-амилоид – белок, который, возможно, вызывает болезнь Альцгеймера. Ведущий автор исследования, нейробиолог Мэттью Уокер объясняет: «Чем больше бета-амилоида содержится в определенных частях головного мозга, тем сложнее вам уснуть и, соответственно, тем хуже ваша память. Кроме того, чем меньше вы спите, тем хуже вымывается этот токсин. Это замкнутый круг».
Помимо того, что недосыпание негативно влияет на процесс запоминания, оно также приводит к тому, что люди могут «вспоминать» то, чего никогда не было. Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине обнаружили, что недостаток сна способствует созданию ложных воспоминаний. Испытуемые, которые спали по пять и менее часов, чаще подтверждали, что смотрели новостной видеоролик, хотя на самом деле этого не происходило. Они также гораздо чаще вставляли в свои личные истории информацию, которую им ранее предоставили исследователи. Ведущий автор исследования Стивен Френда сказал: «Известно, что недосыпание наносит большой урон здоровью и когнитивной деятельности. Похоже, что, помимо этого, недосыпание приводит к тому, что наши воспоминания становятся нестабильными и легче поддаются влиянию».
В 2015 г. исследователи Университета штата Вашингтон продемонстрировали, насколько снижается когнитивная деятельность из-за недосыпания. Испытуемых разделили на две группы: одна группа спала как обычно, а другая не спала в течение 62 часов подряд. Испытуемые должны были нажимать на кнопку, когда видят определенную цифру, и не нажимать, если видят любую другую. Как только участники обеих групп усвоили это правило, инструкция была изменена на прямо противоположную. Ни один человек из группы лишенных сна не выполнил новое задание верно, хотя им давалось 40 попыток. «Помимо того, что неспавшие испытуемые медленнее восстанавливались, их способность к восприятию новой информации была просто уничтожена», – сказал Пол Уитни, ведущий автор исследования.
Факт: человек, не спавший 24 часа подряд, и человек, в крови которого содержится одна промилле алкоголя, находятся в одинаковом состоянии – садиться за руль в таком виде – нарушение закона.
Мэттью Уокер из Калифорнийского университета в Беркли и Роберт Стикголд из Отделения сомнологии Гарвардского университета изучали влияние, которое оказывает сон на освоение моторных навыков и скорость запоминания. Участники исследования выучили несколько комбинаций клавиш. Наутро скорость набора возросла по всем комбинациям на 17–20 %. Причем наиболее впечатляющий прогресс наблюдался по самым сложным заданиям – 28,9 %. То есть чем сложнее задача, тем важнее как следует выспаться перед ее выполнением.
Стикголд выступил на TEDx с речью «Сон, память и сновидения» о том, что сон помогает лучше понимать мир вокруг и тем самым – самих себя. В качестве примера он рассказал сказку о сапожнике, который выкроил заготовки для пары новых кожаных сапог, но не успел их сшить и лег спать, а утром обнаружил, что сапоги готовы, хотя поблизости никого не было. «Это не сказка, – объясняет Стикголд. – Это процесс, который происходит каждую ночь. Сон, как волшебный эльф-помощник, сшивает вместе все заготовки, и наутро мы обнаруживаем нечто более интересное, чем новая пара сапог». По его словам, мы находим лучшее понимание собственной жизни: «Когда мы пытаемся постичь смысл каких-то событий в нашей жизни, мы на самом деле пытаемся связать их со всем остальным».
Сложные процессы, происходящие в головном мозге во время сна, не только интересуют сомнологов, но и служат источником вдохновения для изобретателей. Например, для Демиса Хассабиса, владельца компании DeepMind по разработке искусственного интеллекта (ИИ), купленной Google в 2014 г. Миссия компании заключается в использовании ИИ и открытий нейронауки для решения серьезных мировых проблем.
Стюарт Рассел, эксперт по ИИ, удачно выразил ключевую идею, которая подстегивает Хассабиса и его команду: «Собственно говоря, машина, которая спит и видит сны, в долгосрочном периоде служит дольше, чем машина, которая все время работает. Под сном в данном случае подразумевается полное отключение функций считывания и действия, а под сновидениями – многократное повторное воспроизведение опыта в целях максимизации обучения». Хассабис объяснил мне: «Это парадокс. Нам кажется, что сон – это неэффективная трата времени, в то время как это наиболее эффективное времяпрепровождение для обучения и памяти». Мы снова видим, как в наиболее передовой и футуристической области науки лучшие умы человечества подчеркивают важную связь между сном и продуктивностью.
Не зря говорится: утро вечера мудренее. Вчера Фауна ломала голову над своей задачкой, а сегодня – проснулась с готовым ответом…
Джон Стейнбек. Благостный четверг
По результатам последних научных исследований, принцип «утро вечера мудренее» до сих пор остается самым результативным подходом к решению большинства проблем. Ученые Эксетерского университета (Великобритания) обнаружили, что «сон почти в два раза увеличивает вероятность вспомнить ранее забытую информацию. Резкий прирост доступности воспоминаний, наблюдаемый после сна, может указывать на то, что некоторые воспоминания за ночь укрепляются. Это подтверждает гипотезу о том, что во время сна мы активно повторяем информацию, которую мозг считает важной». Студенты, имейте в виду: не нужно корпеть над конспектами до рассвета – экзамен пройдет намного успешнее, если вы выспитесь как следует.
Нейробиологи Рассел Фостер из Оксфорда и Стивен Локли из Гарварда обнаружили еще одну интересную взаимосвязь между сном и консолидацией памяти, проследив роль сна в эволюционном развитии. Оказалось, что процесс обучения у первых живых организмов происходил именно во время сна, что существенно повышало их шансы на выживание. Их мозг имел достаточно энергии для обучения, но меньше отвлекался на «шум» извне – идеальные условия для эффективного закрепления нового опыта, полученного за день. «Накоплен значительный ряд доказательств того, что сон необходим для обработки недавно задействованной кратковременной памяти (то есть перевода наиболее важной информации в долговременную память) и укрепления долгосрочной памяти». Сон не просто помогает дольше хранить воспоминания, он преобразует их, согласно результатам бразильского исследования, которое показало, что во время БДГ-сна связи между нейронами не только укрепляются, но и перестраиваются. Это также объясняет, почему полноценный сон положительно сказывается на творческом мышлении.
Сон и здоровье
Для всего остального тела сон важен не меньше, чем для мозга. Например, науке до сих пор неизвестно лекарство от простуды, зато известно, что недосыпание – это эффективный способ увеличить вероятность ее подхватить. Исследователи Университета Карнеги – Меллона в течение 14 дней следили за сном испытуемых, получивших риновирус (вирус, вызывающий простуду). Испытуемые, которые в среднем спали менее семи часов, заболевали простудой в три раза чаще, чем те, кто спал по восемь или более часов. Еще сильнее на вероятность заболевания влиял такой фактор, как эффективность сна – процент времени отдыха, в течение которого испытуемые действительно спали. При 92 % испытуемые заболевали в 5,5 раза чаще тех, чья эффективность сна составила 98 %.
Сон – это не только хорошее профилактическое средство от простуды, но и не менее эффективное лекарство в том случае, если вы все-таки заболели. В Италии даже есть поговорка: «Лучший врач – это кровать». Аксель Штайгер из Мюнхенского института психиатрии общества Макса Планка утверждает, что природа работает на нас: «Болезнь часто вызывает сильную сонливость, и ‹…› сон способствует выздоровлению». Главное – не мешать. Тот факт, что сонливость является симптомом болезни, еще раз напоминает нам о том, что человеческий организм прекрасно осведомлен о пользе сна.
Кроме того, сон способствует повышению эффективности лечения. В 2012 г. исследователи из Питтсбургского университета доказали, что увеличение продолжительности сна значительно повышает уровень антител в крови пациентов, получивших вакцину против гепатита B, а сон длительностью менее шести часов может привести к снижению эффективности вакцины.
Недосыпание влияет даже на скорость распространения рака. Исследователи Чикагского и Луисвиллского университетов обнаружили, что у мышей, получивших раковые клетки, нарушения сна и его низкое качество привели к повышенной агрессивности опухолей, более быстрому росту рака и снижению способности иммунной системы сопротивляться опухоли на ранних стадиях. «Дело не в опухоли, а в иммунной системе, – объяснил руководитель исследования Дэвид Гозал, заведующий педиатрическим отделением Детской больницы Комер при Чикагском университете. – Фрагментарный сон снижает способность иммунной системы справляться с раком, и опухоль начинает распространяться быстрее».
По результатам исследования, проведенного в 2015 г. в Центре исследования рака имени Фреда Хатчинсона в Сиэтле, была установлена связь между вероятностью смертельного исхода от рака груди и недостатком сна в ночь перед постановкой диагноза. Оказалось, что уровень смертности среди женщин, которые спали пять и менее часов перед днем, когда им сообщили диагноз, был в полтора раза выше, чем среди женщин, которые в ту ночь спали семь-восемь часов. Кроме того, у недосыпающих людей ниже болевой порог, поэтому уровень боли, который обычно вполне выносим, выдержать намного сложнее.
Факт: каждую секунду за рулем засыпает один американец.
Еще один аргумент в пользу того, что сон является биологическим императивом, – влияние сна на репродуктивное здоровье. Недосыпание связано с мужским и женским бесплодием, так как нарушение суточных ритмов негативно сказывается на выработке гормонов и численности сперматозоидов. Датские исследователи в 2013 г. обнаружили, что у мужчин, спящих менее шести часов или имеющих частые нарушения сна, численность сперматозоидов снижена более чем на 25 %. Недосыпание также может привести к эректильной дисфункции. «Тестостерон вырабатывается ночью, – пишет Лиза Шивес, руководитель сомнологического центра Northshore Sleep Medicine в городе Эванстон. – Исследования показывают, что, во-первых, сокращение общего времени сна может привести к снижению уровня тестостерона у мужчин, а во-вторых, БДГ-сон необходим для выработки и выделения тестостерона».
Сон важен даже для тех, кто еще не родился. Все знают выражение «есть за двоих», но беременные женщины должны также «спать за двоих». В последнее время среди будущих мамочек стало популярным составлять план родов, но недосыпание значительно снижает вероятность того, что все пройдет как задумано. Исследователи Калифорнийского университета обнаружили, что у женщин, спавших менее шести часов на девятом месяце беременности, роды длились дольше, а кесарево сечение проводилось в 4,5 раза чаще.
Аппетит и метаболизм также связаны с количеством сна. По результатам исследования, проведенного Гарвардской медицинской школой в 2012 г., у здоровых взрослых, спавших в среднем по 5,6 часа в сутки на протяжении трех недель, наблюдался сниженный обмен веществ в покое и повышенный уровень глюкозы после еды – это означает повышенный риск развития ожирения и диабета.
Кстати, между недосыпанием и диабетом тоже есть взаимосвязь. Нехватка сна увеличивает риск развития резистентности к инсулину – гормону, отвечающему за поглощение сахара из крови и его запасание или трансформацию в энергию. А инсулиновая резистентность – предвестница диабета. Для диабетиков здоровый сон важен не меньше, чем специальная диета. (По иронии судьбы Томас Эдисон, победивший сон, страдал диабетом.)
Связь между сном и проблемами с лишним весом широко известна и подтверждена многочисленными исследованиями, но новые открытия ученых помогают нам лучше осознать, насколько она прочна. Стоит хотя бы одну ночь не выспаться – и на следующий день обязательно захочется съесть что-нибудь жирное. Исследователи Пенсильванского университета провели следующее исследование: одна группа испытуемых не спала всю ночь, а второй группе спать разрешили. (Кажется, пора провести исследование по изучению последствий подобных исследований!) Коротая бессонную ночь, каждый испытуемый из группы «неспящих» съел приблизительно 1000 лишних килокалорий. На следующий день потребление калорий в обеих группах было практически одинаковым, однако в группе лишенных сна большая часть килокалорий поступила из жирной пищи. Автор исследования Хенгай Рао объяснил, что причина такого поведения заключается в том, что даже одна бессонная ночь приводит к изменениям в так называемой сети выявления значимости (salience network) – области головного мозга, которая связана с принятием решений, в данном случае с выбором пищевых продуктов.
Вот он, твой час, о Душа, твой полет за пределы слова,
Прочь от книг, от ремесла, день стерт, и выучен урок…
Уолт Уитмен. Ясная полночь
Самоконтроль требует значительного количества психической энергии, запас которой ограничен. В состоянии усталости ее почти не остается. В 2015 г. исследователи Клемсонского университета выяснили, что недосыпание приводит к таким серьезным последствиям, как «совершение импульсивных поступков, рассеянность внимания, принятие необдуманных решений». Тот же вывод подтверждается другим исследованием, по результатам которого бросить курить оказалось намного проще тем испытуемым, кто полноценно высыпался.
«Спал, спал и все равно не выспался»: реальность и наше представление о ней
Иногда мы беспокоимся, что спим мало, хотя в действительности спим достаточно. Исследователи из Чикагского, Миссурийского и Стэнфордского университетов установили, что иногда мы спим больше, чем нам кажется. Длительность сна испытуемых отслеживалась с помощью трекера сна, а перед началом исследования все участники заполнили анкету. 13 % ответили, что никогда или редко чувствуют себя отдохнувшими после пробуждения, а две трети участников выбрали вариант «практически всегда». На самом деле реальная разница продолжительности сна между двумя группами составила только четыре минуты. Кроме того, испытуемые, которые жаловались на частые ночные пробуждения, действительно просыпались ночью, однако продолжительность их сна была больше в среднем на 19 минут, чем у тех, кто не жаловался на подобные проблемы. Соавтор исследования Диана Лодердейл прокомментировала это так: «Если во время [ночного] пробуждения вы испытываете тревогу, то это время может показаться вам длиннее, чем если бы вы проводили его более спокойно».
Существуют и другие причины утренней усталости. Исследователи Майкл Декер и Элизабет Дамато из Университета Кейс Вестерн Резерв назвали такое состояние «инерцией сна». Они объяснили мне, что люди, как правило, просыпаются во время фазы неглубокого сна или во время БДГ-фазы, когда мозг активен, что облегчает переход от сна к бодрствованию. Если человек просыпается на стадии медленноволнового сна, то тогда, как они выразились, «резкий переход в активное состояние сознания похож на прыжок через каньон». Причина заключается в том, что в это время «метаболические процессы головного мозга замедляются, а кора головного мозга, которая отвечает за восприятие и реакцию на окружающую среду и, в сущности, является „нами“, как бы „отсоединена“ от других областей головного мозга, которые активны». Обычно стадия медленноволнового сна происходит в начале ночи, но если наш цикл сна нарушен такими внешними факторами, как смена часовых поясов, алкоголь или плачущий ребенок, то она может наступить только ранним утром – одновременно со звонком будильника.
Не зеваем (или зеваем?)
Зевание заразительно, но зевнуть нарочно практически невозможно. Быть может, вы зеваете прямо сейчас (это нормально, потому что даже чтение о зевании вызывает зевоту). Еще один интересный факт: мы начинаем зевать еще в утробе матери. Это установил Роберт Провайн, нейробиолог из Мэрилендского университета (округ Балтимор) и мировой специалист по зеванию.
Многие думают, что зевота – признак сонливости, однако это сигнал организму и мозгу проснуться, не терять бдительности или вернуться в происходящее – что-то типа ненавязчивой корректировки курса. Люди зевают не только когда скучают, но и когда предвкушают какое-либо событие. «Олимпийские спортсмены зевают перед соревнованием. Виолончелисты зевают перед концертом», – говорит Провайн.
Теория Провайна также включает идею о том, что зевание сопровождает изменение поведения: «От бодрствования ко сну, от сна к бодрствованию, от внимания к скуке, перед нападением, сексуальным возбуждением, переходом из одного состояния в другое». Что же касается заразительности зевоты, то по результатам последних исследований это может быть примитивной формой эмпатии. Сообщите эту информацию своему начальнику в следующий раз, когда он заметит, что вы зеваете на совещании.
Кому можно мало спать?
В современной культуре абсолютно нормально (особенно для брутальных мужчин) считать, что на сон не нужно много времени. Большинство людей даже хвастаются этим: «Знаете, некоторым, чтобы быть бодрым и здоровым, нужно спать целую ночь. Но только не мне». На самом деле менее чем 1 % всего населения относится к категории людей, которые могут мало спать без каких-либо негативных последствий для организма. Многие из нас все бы отдали, чтобы получить такую способность, но вообще-то это генетическая мутация. Если вы захотите обсудить это со своими друзьями-генетиками за воскресным обедом, то скажите так: исследователи Калифорнийского университета в Сан-Франциско установили, что «изменение одной последовательности ДНК приводит к замене пролина аргинином в 385-й аминокислоте белка DEC2». Вот простой перевод для тех, у кого нет научной степени по генетике: вы либо с этим родились, либо нет. Способность мало спать невозможно развить специальными тренировками или выработать усилиями воли (и, как ни странно, занятие любимым делом не приводит к подобной мутации). Однако существует теоретическая вероятность того, что ген, отвечающий за малую потребность в сне, можно имплантировать эмбрионам и таким образом сократить потребности в сне еще не рожденных детей. Но, как говорит Тилль Рённеберг, «сомневаюсь, что кто-то захочет сокращать длительность сна, когда мы по-настоящему поймем, для чего он нужен».
Вопреки здравому смыслу, преимущественное большинство людей отказывается признавать, что они не вошли в лигу одного процента, хватаясь за любую статью, в которой говорится, что спать пару часов в сутки, может быть, не так-то уж и вредно (я поступала так годами).
Такие статьи не редкость. Например, в 2015 г. в журнале Current Biology были опубликованы результаты исследования, проведенного под руководством Джерома Зигеля из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Целью этого исследования было изучение сна в трех племенах охотников-собирателей, живущих в Южной Америке и Африке, которые в среднем спят от 5,7 до 7,1 часа в сутки. После этой публикации во многих изданиях, в том числе научных, появились статьи под многообещающими заголовками, смысл которых сводился к тому, что необходимость сна сильно преувеличена.
Разумеется, каждому хочется верить информации, которая оправдывает сложившийся уклад жизни. Я связалась с Джеромом Зигелем, и он сказал, что «некоторые статьи подчеркивали короткую продолжительность сна потому, что так материал звучал более сенсационно». Однако настоящая проблема намного глубже: нам нужно научиться не выдавать желаемое за действительное, перепутав громкие слова с настоящими научными данными.
Если попытаться выразить все открытия сомнологов в одном предложении, то, пожалуй, лучше всего сказал Дэвид Гозал: «Люди любого возраста, национальности и профессии должны понимать, что сон, как и другие навыки здорового образа жизни, – это не коммерческий товар, а физиологическая функция жизнеобеспечения». Только прочно усвоив эту фундаментальную истину, мы сможем по-настоящему наслаждаться жизнью.
