11.11.2016

У найширшому сенсі, динаміка життя – це процес старіння. Він характеризується змінами ряду фізіологічних показників організму. Найбільш вираженими і типовими є наступні (показники в 70...

20.03.2016

П'ятиденний семінар з санології у "Edem Resort & SPA" завершено! Тепер колектив розроблятиме концепт оздоровчої діяльності та рекреації з урахуванням вітчизняних наукових досягнень у вивченні...



26.12.2017

Американский врач Лоуренс Ле Шан в книге «Рак – поворотный момент в жизни» (Cancer As a Turning Point: A Handbook...

13.12.2017

Представленные ниже шесть психологических феноменов помогут вам не только лучше понять, почему люди повторяют одни и те же глупости каждый...

11.12.2017

Каждый человек, отработав свои ежедневные 8-10 часов, хочет только одного — рухнуть на диван, открыть банку пива или газировки да...

10.12.2017

Крейг Вентер — это тот человек, который в конце 90-х первым в мире полностью расшифровал геном человека, потом — первым...

29.07.2017

Геннадий АПАНАСЕНКО [профессор, зав. кафедрой санологии и спортивной медицины НМАПО им. Шупика] В 2008 г. увидел свет доклад Hood L....



20.12.2017

Зеленые листовые овощи замедляют старение мозга, помогая сохранить память и другие когнитивные функции. К такому выводу пришли американские специалисты из...

11.12.2017

Ученые из Германии, Нидерландов, США и Японии открыли простой способ определения продолжительности жизни.Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature Communications....

10.12.2017

Министерство здравоохранения впервые за 18 лет изменило нормы питания - вступил в силу приказ Минздрава, согласно которому детям уменьшили количество...

12.11.2017

Группа исследователей под руководством психиатра Джерри Эдвардса (Jerri Edwards) из Университета Южной Флориды выяснила, что игры для тренировки когнитивных способностей...

12.11.2017

Недавно в Киеве возле метро “Левобережная” завершена реконструкция городской “Зоны здоровья” и работы по созданию скейт парка. Эти проекты были...

Сон нам нужен больше, чем еда: без пищи можно продержаться и месяц, а без сна человек умирает через несколько дней. Однако ученые до сих пор не могут ответить на главный вопрос: зачем нам нужен сон. О загадках этого вроде бы простого, но на деле непонятного процесса «Деталям мира» рассказали специалисты в науке сна — сомнологи.

ПОЧЕМУ МЫ СП?М

Казалось бы, ответить на этот вопрос очень просто: за день мы устаем и ночью должны отдыхать. Во время сна человек не двигается и не реагирует на внешние раздражители (если они не слишком сильны). Но отдыхает далеко не весь организм — внутренние органы работают. А когда ученые стали записывать электрическую активность мозга во сне, выяснилось, что и мозг работает, и порой очень активно. Только по-другому. О работе мозга говорят и наши сновидения, иногда сложные и причудливые.

Древние люди, причем во всех цивилизациях, считали сон пограничным состоянием между жизнью и смертью. Они думали, что во время сна душа выходит из тела и путешествует в других мирах (поэтому спящего нельзя будить, иначе душа не успеет к нему вернуться). А когда человек просыпается и рассказывает о сновидениях, это считалось воспоминанием о путешествиях души.

Спим не только мы, но и все теплокровные животные — млекопитающие и птицы. Что касается холоднокровных — рептилий и амфибий, а также насекомых и других беспозвоночных, то тут взгляды ученых расходятся. Конечно, и у крокодилов, и у мух активное состояние сменяется покоем, но можно ли считать его сном?

Доктор биологических наук Владимир Ковальзон, руководитель Российского общества сомнологов, в беседе с корреспондентом «Деталей мира» ответил на этот вопрос отрицательно. По его мнению, истинным сном обладают только звери и птицы. Хотя эволюционно их сон, сложноорганизованный, состоящий из нескольких стадий, возник, конечно, из монотонного состояния покоя холоднокровных.

То, что сон жизненно необходим, впервые стало ясно в конце XIX века из опытов российской исследовательницы Марии Манасеиной. Она работала со щенками и в течение нескольких суток не давала им спать (впрочем, очень нежным способом — она их постоянно ласкала). Через четыре-пять дней щенки умирали. Без сна организм может прожить намного меньше, чем без еды, и меньше, чем без воды. Значит, во время сна происходят какие-то очень важные процессы.

СОН, НЕПОХОЖ?Й НА СОН

В 1953 году Натаниэль Клейтман и Юджин Азеринский впервые записали электрическую активность мозга человека во время сна без перерывов в течение всей ночи — полисомнограмму. ? выяснили, что сон — вовсе не однородный процесс, потому что мозг ведет себя по-разному. На фоне медленных высокоамплитудных волн (дельта-волн), которые генерирует спящий мозг, периодически появляется высокочастотная и низкоамплитудная ритмика.

Французский исследователь Мишель Жуве описал это как две фазы сна: медленный сон и быстрый (или парадоксальный)сон. Его парадоксальность состоит в том, что в это время полностью расслабляются мышцы тела, но электрическая активность мозга очень похожа на бодрствование. К тому же в этой фазе наблюдаются быстрые движения глазных яблок, поэтому ее еще называют БДГ-сном (БДГ — быстрые движения глаз), или REM (rapid eye movement) сном.

«Парадоксальный сон — это не сон и не бодрствование, а совершенно особое, третье состояние организма», — говорит Владимир Ковальзон. А по выражению Мишеля Жуве, это «активное бодрствование, направленное внутрь».

Когда нейрофизиологи из лаборатории Мишеля Жуве впервые увидели на электроэнцефалограмме спящей кошки быстрые низкоамплитудные колебания, а произошло это в 1959 году, они решили, что кошка «притворяется спящей». Но кошка спала. А научный мир постепенно признал этот необычный сон и стал его активно исследовать. «На эту тему выдвинута масса гипотез, но их либо невозможно проверить экспериментально, либо они такой проверки не выдерживают, — сообщает Владимир Ковальзон. — ? вот каждый из нас каждые сутки полтора часа проводит в состоянии, функция которого остается совершенно загадочной!»

Медленный сон состоит из нескольких стадий. По мере того как мы засыпаем, мы переходим от дремоты к все более глубокому медленному сну, и только на фоне четвертой, самой глубокой, стадии возникает эпизод быстрого сна. Такой цикл — от поверхностного до быстрого сна — у человека занимает примерно полтора часа. За ночь мы проходим через четыре-шесть таких циклов. У младенца сон занимает очень много времени, причем половина его представлена быстрым сном. Постепенно сна становится все меньше, а в нем все меньше быстрого сна. У взрослого человека он занимает около 20% ночного сна.

Единственные млекопитающие, у которых ученые до сих пор не обнаружили быстрого сна, — дельфины.

ЧТО ЗА К?НО МЫ СМОТР?М ПО НОЧАМ

?менно во время быстрого сна нас посещают сновидения — зрительные образы, иногда очень похожие на явь, иногда — причудливые и фантастические. Если человек утверждает, что не видит снов, — не верьте, он их просто не запоминает. Доказано, что сны снятся всем. Утверждение, что одни люди видят черно-белые сны, а другие цветные, — тоже миф. Обычно о цветных снах рассказывают дети и эмоционально чувствительные взрослые, а остальные просто не концентрируются на цветах.

Естественно, в сновидениях находят отражение наши мысли, чувства, эмоции, а также состояние организма — например, они могут свидетельствовать о боли, которая в бодрствовании не ощущается. Толкователи снов пытаются связать их с будущими событиями, считая, что сон — это зашифрованное сообщение. Но не будем вторгаться в область паранаучного.

?з теорий сновидений наиболее известны теория Фрейда и теория Юнга. ?х объединяет то, что они считали сновидения проявлением бессознательного, которое во сне выходит из-под контроля сознания. Зигмунд Фрейд считал, что назначение сновидений — осуществление скрытых желаний, которые в бодрствовании подавляются нашим рассудком. Чаще всего это сексуальные желания. Его метод толкования сновидений основан на поиске ассоциаций. Карл Густав Юнг не связывал сновидения с нашим либидо, но рассматривал его как прямое выражение нашей бессознательной части личности.

Первооткрыватель парадоксального сна Мишель Жуве считал сновидения подтверждением того, что в это время в мозге идут интенсивные психические процессы. ? в наше время появляются доказательства важной роли сновидений.

СОН ? ПАМЯТЬ – М?Ф и ПРАВДА

?дея обучения во сне овладела умами несколько десятилетий назад. Очень соблазнительной казалась мысль: спать и одновременно усваивать новую информацию, которую тебе начитывает магнитофон. Но это «обучение для ленивых» так и не получило экспериментального подтверждения. Зато в том, что сон помогает усвоить выученное, многие убеждаются на себе. Перед экзаменом после зубрежки обязательно нужно поспать. Даже ученые признают: с новыми знаниями надо «переспать», чтобы они отложились в мозгу.

В 80-90-е годы стала очень популярной гипотеза, что парадоксальный сон непосредственно связан с памятью. Согласно этой очень красивой гипотезе, в парадоксальном сне происходит переработка информации, перевод памяти из кратковременной в долговременную форму. Поэтому и мозг так активно работает. В лабораториях мира прошло множество экспериментов на животных, которые вроде бы подтверждали: лишение парадоксального сна ухудшает запоминание информации. Но не все эти эксперименты были корректно поставлены, и результаты не всегда оказывались однозначными.

Со временем ученые охладели к быстрому сну и стали придавать большее значение в переработке информации медленному сну. Сегодня специалисты очень осторожно говорят про связь сна и памяти. «Эта гипотеза не отброшена, но скепсис остается, — сказал «Деталям мира» Владимир Ковальзон. — В большинстве случаев если связь есть, она довольно слабая».

Противники гипотезы о важной роли в памяти быстрого сна, по словам Владимира Ковальзона, приводят такие аргументы. В мире миллионы людей принимают антидепрессанты, которые подавляют эту фазу сна. ?звестны уже десятки людей, у которых быстрый сон исчез совсем. Но на память они не жалуются. Есть известный больной, получивший осколочное ранение в область ядра моста (отдел мозга. — ДМ), из-за чего полностью лишился быстрого сна. Но это не помешало ему окончить высшие юридические курсы, а в качестве подработки редактировать отдел кроссвордов в еженедельнике. Ясно, что с памятью у него было все в порядке.

«Если сон и участвует в процессах памяти, то это не главное, — объясняет «Деталям мира» руководитель лаборатории нейробиологии сна ?нститута высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Владимир Дорохов. — В наших экспериментах испытуемые заучивали пары слов, чтобы по одному ассоциативно вспомнить второе. Одной группе давали спать после обучения, другой — нет. Выяснилось, что сон улучшает воспроизведение только тех слов, которые были заучены с одного раза. Мы проводили эксперименты и на крысах, которых лишали сна с помощью оригинального метода: их катали на карусели, и если крыса засыпала, она падала в воду. Результат показал: лишение сна ухудшало обучение, но ненамного — на грани достоверности».

«Есть гипотеза, что во время сна мозг избавляется от ненужной информации, отсекая все лишнее и оставляя то, что действительно важно, — продолжает Владимир Дорохов. — Кроме того, скорее всего, сон влияет на творчество».

Сон и память — эксперименты на животных

Вот пример одного из последних исследований, проведенного в Национальном центре научных исследований (CNRS) в Париже. Его авторы обучали крыс навигации в лабиринте с тремя рукавами и обнаружили, что сон после обучения влияет на запоминание. Во время сна в гиппокампе (отдел мозга, связанный с памятью) наблюдались характерные комплексы острых волн. ? если заблокировать эти волны, крысы после сна хуже ориентировались в лабиринте, делали больше ошибок. Ученые пришли к выводу, что у крыс с заблокированными комплексами острых волн страдает долговременная память.

В другом исследовании французские и голландские ученые увидели, что во время сна мозг повторяет пережитое и происходит активный обмен информацией между корой и гиппокампом. У крыс, которых обучали находить в лабиринте сладкое молоко, во время сна нейроны словно «повторяли урок» — они испускали такие же пачки импульсов, что и при обучении. Причем сначала так разряжались нейроны гиппокампа, а сразу за ними — нейроны коры. ?з этого опыта биологи также сделали вывод, что во сне активно формируется долговременная память.

Сон и память — эксперименты на людях

Рассказывает Владимир Ковальзон: «В первом эксперименте двум группам испытуемых предлагали запоминать последовательности не связанных между собой слов. Одна группа после обучения нормально спала, а другой не давали спать в течение полутора суток. Затем обе группы тестировали на запоминание. Оказалось, что лишенные сна испытуемые запомнили на 40% меньше слов, чем участники контрольной группы.

В другом эксперименте участников обучали игре на фортепиано. Одних утром обучали, а вечером тестировали, других — наоборот. Результат: при вечерней проверке испытуемые не улучшали навыки игры, а вот те, которых проверяли утром, после ночного сна, играли значительно лучше, чем накануне. В аналогичном опыте с обучением набору текстов на клавиатуре получен тот же самый результат. ?з этого можно было заключить, что сон облегчает приобретение нового навыка».

СОН - ПОДГОТОВКА К БОДРСТВОВАН?Ю

Но если сон нужен нам не для памяти, тогда для чего? Есть мнение, что во время сна происходят важные этапы обмена веществ. «Получены данные, что во время медленного сна у мышей в коре мозга и гипоталамусе работают гены, кодирующие белки, вовлеченные в синтез макромолекул — различных ферментов и других белков, — рассказывает Владимир Ковальзон. — Похоже, что во время сна мозг подготавливается к работе в будущем бодрствовании: идет сборка молекул для последующей передачи информации. Возможно, в это время происходят биохимические реакции, требующие большого количества времени».

МОЗГ ЗАСЫПАЕТ ПО ЧАСТЯМ

В последнее время ученым стало ясно, что мозг погружается в сон не всеми структурами и не всеми клетками одновременно. Регистрируя электрическую активность отдельных нейронов, исследователи описали особый режим импульсов «пачка разрядов — пауза», который характерен для «сонных» нейронов. В таком режиме все больше нейронов перестают работать индивидуально и начинают петь в общем «сонном хоре».

«Чем больше давление сна (чем дольше животное не спит), тем больше нейронов начинают работать в режиме сна, это значит, что все больше отделов головного мозга уходит в сон. Получается, что спать могут какие-то участки мозга отдельно от других, — рассказывает на публичной лекции научный сотрудник ?нститута высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Елизавета Руцкова. — Другие же части мозга продолжают бодрствовать. Причем раньше всего засыпают ассоциативные зоны мозга, отвечающие за высшую переработку информации».

«Человеку кажется, что он бодрый, а какие-то зоны мозга у него спят, — продолжает Владимир Ковальзон. — В таком состоянии человек может ехать на лошади, но не за рулем. Это одна из самых частых причин дорожных аварий».

«В таком состоянии человек еще может решать простые задачи, но сложные — которые требуют вовлечения многих областей мозга — уже нет, —объясняет «Деталям мира» ?ван Пигарев. — Операторы могут формально не засыпать, но уже не в состоянии проводить анализ сложных ситуаций». По его образному сравнению, человек, постепенно засыпая высшими зонами своего мозга, превращается по интеллекту в обезьяну, затем в кошку, в крысу и так далее.

СОН КООРД?Н?РУЕТ РАБОТУ ВСЕХ С?СТЕМ ОРГАН?ЗМА

О новом подходе к изучению сна корреспонденту «Деталей мира» рассказал доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ?нститута проблем передачи информации (?ПП?) РАН ?ван Пигарев: «Во время бодрствования по сигналам от рецепторов органов чувств мозг обеспечивает наше поведение. Во время сна каналы от органов чувств заблокированы. Долгое время считали, что кора мозга в этот момент отдыхает. Однако регистрация электрической активности нейронов показала, что они вовсе не отдыхают, а переходят на другой режим работы. Но что отражает эта активность, оставалось загадкой.

Еще в 90-е годы было доказано, что крысы, лишенные сна, умирают через несколько суток. Мозг погибших крыс проанализировали и не нашли в нем никаких патологических изменений. Но кожа животных, лишенных сна, покрывалась язвами, они теряли в весе, у них нарушалась работа системы пищеварения, выходила из строя иммунная система. Все указывало на то, что сон нужен прежде всего не мозгу, а остальному организму.

Вот мы и предположили, что во время сна, в то время как сигналы от внешнего мира отключаются, к нейронам коры мозга поступает информация от внутренних органов. Активность нейронов коры во время сна обеспечивает координацию всех систем организма: сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и др. А лишение сна приводит к краху скоординированной работы этих систем».

Теория получила подтверждение в экспериментах. ?ван Пигарев и его коллеги обнаружили, что нейроны зрительной коры мозга, которые во время сна переставали получать информацию от сетчатки глаза, начинали реагировать на сигналы, приходящие из органов желудочно-кишечного тракта. А в тот момент, когда животное просыпалось, эти же нейроны возвращались к зрительной функции. Позднее было показано, что нейроны других зон коры мозга во время сна переключаются на обработку сигналов от сердечно-сосудистой системы. Результаты, подтверждающие висцеральную теорию сна, надежно воспроизводились в многочисленных экспериментах на кошках, кроликах и обезьянах.

СНОВ?ДЕН?Я ОТРАЖАЮТ ПЕРЕРАБОТКУ ?НФОРМАЦ??

Гарвардские медики предлагали студентам-испытуемым задачу: найти выход в компьютерном лабиринте четырех уровней сложности. После освоения лабиринта одних студентов заняли просмотром видео, а других уложили спать. Через пять часов испытуемым снова предложили побродить по лабиринту. Оказалось, что студенты, которым в перерыве дали поспать, стали проходить лабиринт быстрее, чем те, кто не спал. Но еще большая разница обнаружилась, когда испытуемых попросили рассказать, что занимало их мысли во время бодрствования и сна.

В отчете о своих сновидениях 4 из 50 испытуемых рассказали, что им снилось что-то, ассоциативно связанное с лабиринтом. Один из них во сне пытался решить задачу, а трое попадали в некое похожее на лабиринт помещение. ?нтересно, что именно эти четверо сильнее всего улучшили время решения задачи. Показатели спящих, но не видевших во сне лабиринт студентов улучшились скромнее.

Ученые отмечают и то, что эти четверо медленнее остальных решали задачу при первом предъявлении. Очевидно, она оказалась для них труднее, чем для прочих. Вероятно, именно по этой причине их сновидения были ассоциативно связаны с лабиринтом. Авторы эксперимента считают, что они показали: во сне происходит активация мозга, направленная на запоминание предшествующей информации. А показателями активации служат связанные с этой информацией сновидения. В результате мозг обучается решать изначально сложную для него задачу.

ПАРАДОКСАЛЬНЫЙ СОН КАК ЗАЩ?ТА ОТ СТРЕССА

Еще в советское время нейрофизиологи Вадим Ротенберг и Виктор Аршавский выдвинули гипотезу, связывающую парадоксальный сон и поисковую активность (направленную на изменение стрессовой, неблагоприятной ситуации). По этой гипотезе парадоксальный сон обеспечивает механизм психологической защиты. Чаще всего при стрессе доля парадоксального сна у человека увеличивается, становится больше сновидений. Если наяву человек, подавленный стрессом, отказывается от поиска выхода, это грозит серьезными осложнениями. Но парадоксальный сон компенсирует ситуацию: мозг во сне словно пытается найти решение задачи.

По материалам "Детали мира"

Все статьи раздела »

Комментарии: