Как развивался сон?
Представьте себе двух животных одного вида, которые обитают в опасной среде, где еще и не хватает еды. Животное А проводит день в поисках пищи и помощников, избегая хищников. Когда наступает ночь, оно отдыхает, становясь неподвижным, но бдительным. Животное В следует той же схеме, но во сне практически не может осознавать окружающий мир.
Как вы думаете, у кого будет больше шансов на выживание? Конечно, у первого. Это парадокс, который окружает эволюцию сна. Спор идет о том, почему все, кроме самых простых животных, эволюционировали, чтобы проводить большую часть своей жизни без сознания. Одна из идей в том, что сон сохраняет энергию. Однако исследования показали: люди сжигают почти столько же калорий во сне, сколько и во время бодрствования.
Законы эволюции говорят, что если что-то, например, сон, представляет собой риск, тогда от него должна быть польза, перевешивающая этот риск. Десятилетия исследований связывают бессознательное состояние с обработкой памяти, эмоциональной стабильностью и даже с «промыванием» мозга. Но неизвестна истинная причина: спим ли мы из-за этих процессов, или мы эволюционировали, чтобы выполнять их во время состояния покоя, так как это более эффективно, чем днем.
У Земли есть собственный ритм, цикл света, у животных есть циркадные ритмы. У большинства они устанавливаются на основе уровня освещенности, но даже у слепых пещерных рыб, которые всегда жили под землей, есть биологические часы.
Профессор из Кембриджского университета Энди Бил изучает таких животных. Он говорит, что у каждой клетки в теле есть ритм. Поэтому для организмов жизненно важно иметь способ синхронизации, даже если они не могут использовать для этого солнце. Из-за этого, возможно, сон возник как способ сгруппировать процессы в организме, гарантируя клеткам одновременное поддержание функций.
К сожалению, эволюционные теории трудно доказать. Поэтому на данный момент стоит разобраться в возникновении сна.
Почему лишение сна опасно?
Некоторые семьи кажутся проклятыми. Приблизительно в среднем возрасте у многих членов семьи развиваются странные симптомы: потоотделение, тремор и, что особенно неприятно, полная и разрушительная бессонница. Это признаки крайне редкого нейродегенеративного заболевания — фатальная семейная бессонница.
Генетическая мутация у больных пациентов приводит к образованию в мозге деформированных белков, повреждающих таламус — контрольный переключатель между бодрствованием и сном. Без нормального функционирования этой области сон просто невозможен. Больные впадают в своего рода бодрствующую кому. С момента появления симптомов они в редких случаях могут прожить больше года.
Недавние исследования показали, что клетки мозга спящих мышей сжимаются, что позволяет спинномозговой жидкости легче циркулировать, убирая мусор, который накапливается вокруг активных клеток в течение дня. Эти шлаки переносятся в лимфатические узлы и выводятся из организма. Возможно, сон жизненно необходим, потому что без него побочные продукты накапливаются в мозге.
Трудно проверить гипотезу о том, что сон очищает мозг, и изучение людей с фатальной семейной бессонницей не может дать ответы на все вопросы. Нельзя даже точно узнать, как и из-за чего появляется это заболевание — само по себе или это повреждение головного мозга.
Исследования на животных дают другую подсказку. Эксперименты показали, что лишенные сна крысы умирают в течение месяца. Но доказать, что их убил именно недостаток сна, довольно сложно. Возможно, смерть была спровоцирована стрессом от повторного пробуждения. Самый длинный зарегистрированный период бодрствования у здорового человека — 11 дней (студент Рэнди Гарднер в 1964 году и британец Тони Райт в 2007 году). К концу этого периода Гарднер потерял когнитивные функции, испытывал перепады настроения и даже галлюцинации. Несмотря на это, он потом выздоровел за пару дней и больше не было долговременных проблем со здоровьем. Возможно, он не все время находился в стадии бодрствования.
Исследования показали, что люди, лишенные сна, проваливаются в микросон, о котором они не знают. Это может длиться всего лишь несколько секунд и происходить только в одной части мозга, когда человек вроде бы не спит и нормально функционирует.
Так может ли лишение сна убить? Или мозг будет сопротивляться, чтобы защитить себя? Ответа нет.
Почему мы видим сны?
На протяжении тысячелетий сновидения очаровывали ученых и философов и до сих пор сбивают их с толку. Первоначально считалось, что сновидения возникают только во время быстрой фазы сна (быстрое движение глаз) и, похоже, именно тогда конструируются самые сложные образы. Но вы можете что-то видеть и на других этапах: это больше похоже на фотоснимки, связанные с сильными эмоциями. Но почему так происходит?
Сновидения помогают с функцией обработки памяти. Мозг спящих крыс активирует те же нейроны, которые используются в течение дня, как если бы они переживали что-то или обдумывали. Вероятно, то же самое происходит с людьми: сон, особенно если он включает в себя быструю фазу, может улучшить способности решения проблем.
Во время сна мозг сортирует информацию, полученную в течение дня, решает, что хранить, и устанавливает связь между новыми фактами и воспоминаниями. Вполне возможно, что сновидения помогают в этом.
Другая теория заключается в том, что сны помогают в эмоциональной обработке. Когда мы впервые что-то сохраняем в памяти, связанные эмоции становятся яркими, но со временем они тускнеют. Вот почему потери и травмы сглаживаются и меркнут. Возможно, сновидения помогают этой диссоциации, позволяя обрабатывать воспоминания и устранять некоторые эмоциональные связи.
Быть совой вредно для здоровья?
Еще одна загадка связана с людьми, считающимися «жаворонками» и «совами». Некоторые уже в семь утра готовы вскочить с кровати и встретить день, а другие до победного конца жмут кнопку повтора на будильнике и начинают свое пробуждение с литра кофе. Этот феномен изучает исследователь сна Сэм Джонс в Университете Эксетера. Разобрав генетику и поведение примерно 700000 человек, он и его команда обнаружили более 300 генов, которые играют роль в ранних и поздних подъемах.
Однако предыдущее исследование показало, что только 25% «жаворонков» и «сов» определяются генами. Джонс говорит, что не столько генетика обуславливает ваш хронотип, сколько ваши привычки, образ жизни, еда и так далее. Тщательный анализ показал, что у «поздних» людей повышена вероятность развития шизофрении, депрессии и других заболеваний. Это связанно еще и с тем, что «совы» пытаются вписаться в общество, которое создано «жаворонками» и для «жаворонков».
Почему некоторым людям нужно меньше спать?
Вы наверняка встречали таких людей, которые успевают делать за день больше, чем возможно. Они говорят, что главный секрет в четырех часах сна. Но действительно ли им хватает этого? Или потом такой образ жизни выльется в проблемы?
В 2009 году исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско во главе с профессором Ин-Хуэй Фу обнаружили, что носители определенного гена спали в среднем на два часа меньше, чем нормальные люди. Но потом нашли три поколения семьи, которые не обладали этим геном и спали меньше, чем положено. При сканировании их геномов была выявлена мутация, связанная с короткой длительностью сна. Такие люди не страдают от проблем со здоровьем. Хотя, конечно, все индивидуально. Нет никаких точных доказательств, что у других обладателей гена будет такая же ситуация со сном. Кому-то действительно хватает четырех-пяти часов для отдыха и восстановления организма.
До сих пор неизвестно, почему некоторые люди засыпают, когда их голова падает на подушку, в то время как другие часами ворочаются. Или почему одни могут спать где угодно и когда угодно, а другие нуждаются в полном отсутствии раздражающих факторов, чтобы заснуть. Многие вопросы, к сожалению, остаются без ответов.
