Странно, если подумать, что почти треть нашей жизни мы проводим во сне. Зачем мы это делаем? Пока мы спим, мы уязвимы и, по крайней мере снаружи, крайне непродуктивны. В проповеди 1719 года “Вигилий, или Пробуждающий” Коттон Мэзер назвал избыток сна “греховным” и посетовал, что мы часто спим, когда должны работать. Бенджамин Франклин повторил это чувство в "альманахе Бедного Ричарда“, когда он пошутил, что "в могиле будет достаточно сна." Долгое время очевидная бесполезность сна забавляла даже ученых, которые его изучали. Исследователь сна из Гарварда Роберт Стикголд вспоминал, как его бывший сотрудник Дж. Аллан Хобсон шутил, что единственная известная функция сна - это лечение сонливости. В 2006 году в обзоре объяснений, предложенных исследователями для сна, Маркос Франк, нейробиолог, работавший тогда в Пенсильванском университете (сейчас он работает в Университете Спокана), пришел к выводу, что доказательства предполагаемого влияния сна на когнитивные способности были “слабыми или двусмысленными.”
Но в последнее десятилетие, и даже в прошлом году, тайна, казалось, ослабевает. В серии бесед с учеными в мае этого года мне предложили взглянуть на сходящиеся линии исследования, которые проливают свет на то, почему столь значительная часть нашей жизни проходит лежа инертно, с закрытыми глазами, не делая ничего, что кажется особенно значимым или относящимся к чему-либо. (Эти встречи проводились при содействии стипендии средств массовой информации Гарвардской Медицинской школы.)
Одна линия доказательств проистекает из того, что происходит, когда нарушается сон. Глядя на то, что может пойти не так, пока мы спим, мы можем получить представление о том, для чего нужен сон. Возьмем генетические нарушения. При расстройстве поведения во время быстрого сна обычный паралич, который держит наше тело в узде, когда мы входим в режим быстрого сна, исчезает, и люди физически разыгрывают свои сны. Это расстройство является довольно надежным предиктором нейродегенеративных заболеваний: одно исследование, проведенное в Центре исследований сна при больнице Сакре-Кер в Монреале, показало, что более половины пациентов, которые разыгрывали свои сны, развили ту или иную форму нейродегенеративного заболевания двенадцать лет спустя. Существует апноэ во сне, когда ваше дыхание приостанавливается во время сна, часто на несколько секунд, но иногда на несколько минут, прежде чем ваше тело ненадолго просыпается, чтобы возобновить процесс. (Часто толчок никогда не попадает в сознательную память.) В испытаниях это расстройство было связано с диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями и, как было показано, приводило к когнитивным нарушениям. Около десяти процентов населения испытывают расстройства в часы бодрствования в результате хронической бессонницы, состояния, которое было связано с низким качеством жизни, депрессией, увеличением сердечно-сосудистых заболеваний и гипертонии, когнитивными и двигательными нарушениями и рядом других заболеваний.
Для исследователей сна все эти неприятные расстройства предлагают дразнящие линии исследования. Связь между многими из них и нейродегенеративными заболеваниями или другими формами когнитивных нарушений предполагает, что сон может быть необходим для поддержания когнитивных функций. Их связь с болезнями сердца предполагает, что сон может служить для снятия сосудистого стресса. Тот факт, что бессонница связана с депрессией, предполагает, что сон может помочь нам справиться с эмоционально напряженными или другими разрушительными событиями.
Все чаще исследователи находят способы проверить эти теории более непосредственно. В 2000 году Стикголд опубликовал исследование в Science, которое стало одним из самых убедительных подтверждений роли сна и сновидений в консолидации памяти. В течение семи часов, в течение трех дней, группа людей играла в компьютерную игру Тетрис. Некоторые никогда раньше не играли в эту игру, другие были знакомы с ней, а третья группа не знала ни того, ни другого, потому что они страдали амнезией с обширными повреждениями средних височных долей и гиппокампов. Их особая форма амнезии означала, что они были неспособны формировать новые эпизодические воспоминания.
Каждую ночь, когда они засыпали, испытуемых Стикгольда постоянно будили и просили вспомнить, насколько им было известно, о чем они мечтали. Оказалось, что они мечтали о Тетрисе. Удивительно было то, что даже амнезийцы видели такие сны. Они понятия не имели, что видят, и на следующее утро не помнили ни игры, ни экспериментатора, но они вспоминали сны о падающих фигурах, которые соответствовали узорам Тетриса, которые они наблюдали ранее днем. Иногда они даже сообщали, что фигуры вращаются, чтобы вписаться в ряды.
С тех пор свидетельства о связанных с памятью функциях сна и сновидений, в частности, только усилились. В 2013 году Стикголд опубликовал краткое изложение своих исследований, начиная с исследования Тетриса, а также обзор параллельных достижений других исследователей в этой области. В этой статье он утверждал, что сон имеет решающее значение не только для консолидации памяти; это также удивительно избирательный механизм. Мы не помним всего, что происходит с нами в тот или иной день: иногда мы вспоминаем что-то просто потому, что это эмоционально, в то время как в других случаях мы прорабатываем мирские детали, чтобы выяснить, почему что-то имеет значение. Сон и сновидения, утверждает Стикголд, помогают нам просеять материал, чтобы выделить и сохранить важный вынос, будь то то, что он называет “сутью” (всеобъемлющая точка большого количества информации) или конкретной деталью. “Когда мы видим сны, мы получаем кусочки. Когда мы проснемся, мы сможем узнать все целиком," - говорит Стикголд.
В одном эксперименте нейробиолог Тюбингенского университета Ян Борн и нейробиолог Мюнстерского университета Ульрих Вагнер обучили группу людей относительно сложной математической задаче. Хотя испытуемые этого не знали, существовал более простой способ решения проблемы - абстрактное правило, которое позволяло быстро найти решение. Мало кто из испытуемых спонтанно находил решение с первого раза. Каждый участник был повторно протестирован на задании восемь часов спустя; некоторым было позволено спать, а другим - бодрствовать. Чуть меньше четверти группы, которая взяла бессонный перерыв, пришла к более быстрому решению. Но у испытуемых, которые провели эти восемь часов во сне, частота озарений более чем удвоилась: шестьдесят процентов из них теперь могли видеть кратчайший путь. Когда мы спим, наш мозг воспроизводит, обрабатывает, изучает и извлекает смысл. В каком-то смысле он так думает.
Наше физическое здоровье также, по-видимому, тесно связано со сном. В одном исследовании, предназначенном для проверки влияния сердечной функции на сон и наоборот, группа физиологов подвергла здоровых мужчин без сердечных проблем лишении сна. В различных точках они измеряли свою сосудистую приспособленность, проверяя частоту сердечных сокращений, кровяное давление и уровень определенных белков, связанных с проблемами сердца. В течение двух дней почти каждый маркер был повышен. И наоборот, в исследовании, посвященном апноэ во сне, которое тесно связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, было обнаружено, что лечение апноэ улучшает функцию сосудов в короткие сроки: как только пациенты могут спать спокойно, стресс на их сердце снимается.
Но важность сна для функционирования нашего мозга может быть еще более фундаментальной. В дополнение к своей памяти и функциям решения проблем, сон может помочь нашему мозгу оставаться острым, молодым и здоровым. Два года назад нейробиолог из Университета Рочестера Майкен Недергаард опубликовал результаты многолетних исследований функции сна. После использования новых методов, чтобы заглянуть в бодрствующий и спящий мозг мышей, она обнаружила, что сон был системой поддержания мозга. Когда мы бодрствуем, наша деятельность приводит к накоплению мусора в мозге: мы формируем токсины, такие как бета-амилоид, белок, связанный с болезнью Альцгеймера, и другие белки, которые обычно безвредны, неправильно складываются. Когда мы засыпаем, определенные каналы в нашем мозге расширяются, позволяя спинномозговой жидкости течь и очищать этот мусор. Эти механизмы были названы "глимфатической системой", кивком в сторону лимфатической системы, которая очищает наш организм от отходов и наоборот, когда наш мозг не имеет достаточно времени для отдыха, токсины накапливаются, и начинается нейродегенеративное заболевание. Действительно, одним из самых ранних признаков надвигающейся деменции является нарушение сна, и некоторые из генов, контролирующих продолжительность сна, также вовлечены в шизофрению. Нарушение сна может иметь общий биологический механизм с нейродегенеративными заболеваниями.
Все эти исследования показывают, что важная работа происходит во время сна. И все же мы знаем, что мало кто из нас спит достаточно. Некоторые из нас, возможно, даже не знают, каково это - полностью бодрствовать. Как на ваш ум сегодня влияет недостаток сна накануне вечером? Все чаще исследователи обращают свое внимание на бодрствующую жизнь и спрашивают, насколько она изменилась из-за хронического недосыпания.