Что отключается во время сна
Что происходит с людьми, когда они спят
Сон является обязательной частью нашей жизни, от него зависит правильная работа организма, настроение и внешний вид. Здоровый и регулярный сон необходим для всех. Во время сна человек как будто выпадает из реального мира, однако мозг все равно работает. Кроме того, в это время с нами происходит что-то удивительное.
Непрерывная работа без ощущения запахов
Человек во время сна не чувствует запахов, и даже самый едкий не всегда может его разбудить. Обоняние притупляется, а почему это происходит неизвестно. В это время мозг способен создавать различные иллюзии, одной из которых может быть резкий запах, чего на самом деле нет.
Мозг никогда не спит, даже когда человек видит сны, его голова все равно работает, при этом решаются какие-то проблемы. Это вполне нормально и пословица: «Утро вечера мудренее», как раз объясняет данный факт.
20 минут временного паралича
Тело человека на некоторое время «парализуется», потому что происходит отключение головным мозгом нейронов, которые отвечают за движение. Это состояние необходимо нашему телу для его же безопасности. Человек полностью обездвижен и не выполняет никаких действий из сновидений. Длится явление не более двадцати минут. В основном это случается перед самим сном или же перед тем, как человек проснется.
«Очистка памяти»
На протяжении целого дня каждый из нас получает слишком много различной информации, и запомнить каждую мелочь невозможно. Потому что усиленная работа мозга начинается в тот момент, когда человек открыл глаза после сна, он старается запомнить все: где что стоит, лежит, кто говорит и что говорит – это в своем большинстве ненужная информация. Поэтому мозг во сне ее сортирует и стирает излишки.
Все что важно, мозг хранит в долгосрочной памяти, переместив информацию из кратковременной. Поэтому ночью лучше отдыхать.
Когда сон достаточно глубокий, головной мозг отключается от реальности, поэтому некоторые могут ходить во сне, разговаривать или же просто совершать какие-либо движения. Американские специалисты провели исследования, результаты которых показали, что такое поведение объясняется нехваткой сна. Он должен длиться не менее семи часов.
Что происходит с мышцами тела
Каждому понятно, что наиболее удобное положение для сна – лежа. Но почему не сидя или стоя? А потому что для полного расслабления тело должно быть ровным, как в положении стоя, но в таком случае мышцы не смогут расслабиться.
Конечно, человек может спать и в других позах, но сон при этом будет неполноценным. К примеру, сидя, мышцы спины и шеи не расслабляются, потому как не чувствуют опоры. Волокна мышц, связывающие позвонки, растягиваются, а суставы, отвечающие за их подвижность ‒ сжимаются. Поэтому после такого сна человек чувствует боль в области шеи и поясницы.
Люди, которые спят сидя и даже стоя, могут падать (мышцы расслабляются, а тело ищет удобное положение для отдыха). Стремление лечь – защитная реакция.
Но не стоит думать, что во время сна, расслабляются и отдыхают все мышцы человеческого тела, например, глаза и века всегда напряжены.
Как работают внутренние органы
Кровоток в теле человека не останавливается в ночное время, он лишь немного замедляется, как и сердцебиение. Частота дыхания уменьшается и оно становится не таким глубоким. Работа почек и печени аналогичная. Температура тела снижается на один градус. Желудок не изменяет свой рабочий темп.
Различные органы чувств работают по-разному. Например, человек просыпается от громких или непривычных звуков, но не всегда может отреагировать на запах.
Изменение температурного режима заставляет организм пробудиться. Это можно заметить, когда человек сбрасывает с себя во сне одеяло. Как только температура тела снизится до 27 градусов, он проснется. То же происходит и при повышении до 37 градусов.
Движения тела во время сна
Интересно, почему человек во время сна может переворачиваться, поджимать или распрямлять ноги, ложиться на живот или спину? В ходе проведенных исследований, ученые установили, что такое случается при появлении некоторых раздражителей: свет, изменение температуры воздуха, движение человека, спящего рядом. Все это влияет на процесс, и организм не может перейти в стадию глубокого сна. Поэтому утром может наблюдаться чувство разбитости, усталости.
Однако лежать всю ночь не двигаясь также не получиться, потому как те части тела, которые соприкасаются с кроватью, испытывают сильное давление. Для здорового и полноценного сна необходима комфортная поверхность, например, полужесткий диван или пружинный матрац.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Нарушения сна причины, симптомы, методы лечения и профилактики
Нарушения сна — одна из самых распространенных клинических проблем в медицине и психиатрии. Это разнообразные нарушения, которые разделяют на две большие группы. Парасомнии связаны с необычным поведением или переживаниями во время сна, например, с кошмарными снами. При диссомниях происходит отклонение в количестве или качестве сна — развивается первичная бессонница, патологическая сонливость, нарколепсия, апноэ и другие патологии.
Нарушения сна могут спровоцировать неблагоприятные внешние факторы, например, духота в спальне, слишком теплое одеяло или переедание перед сном, а также патологические причины — заболевания внутренних органов, расстройства психики. Если проблемы со сном беспокоят вас периодически или в течение недели и дольше, скорее всего, причина носит патологический характер. В таком случае нужно обратиться к неврологу и пройти диагностику.
Симптомы нарушений сна
Проявления проблем со сном зависят от конкретного вида нарушения, которым страдает пациент:
Статью проверил
Дата публикации: 24 Марта 2021 года
Дата проверки: 24 Марта 2021 года
Дата обновления: 23 Декабря 2021 года
Содержание статьи
Причины
Физиологические нарушения сна провоцирует неблагоприятное внешнее воздействие, например:
К патологическим причинам расстройства сна относятся:
Разновидности
В зависимости от патологических процессов, которые происходят в организме и мешают нормальному сну, выделяют следующие виды расстройств:
Бессонница или инсомния
Расстройство засыпания и возможности спать в течение такого времени, которое необходимо для полноценного отдыха. Бессонница разделяется на физиологическую и патологическую. Физиологическая носит разовый или краткосрочный характер — беспокоит 1-3 ночи и связана со стрессами, физическим переутомлением, злоупотреблением кофе или алкоголем. Патологическая носит хронический характер и возникает на фоне заболеваний и психических расстройств.
Гиперсомния или патологическая сонливость
Увеличение продолжительности ночного сна до 10-14 часов и сонливостью в течение дня. Несмотря на то, что пациент спит большую часть времени, он не чувствует бодрости после утреннего пробуждения. Гиперсомния, как и бессонница, может быть физиологической, патологической, а также идиопатической — развиваться по неустановленным причинам.
Нарушение режима сна и бодрствования
Нарушение разделяется на три вида:
Парасомнии
Группа расстройств функции сна, при которых нарушаются фазы сна, происходит неполное пробуждение, наблюдается повышенная двигательная активность во сне. К этой группе нарушений относятся:
Диагностика
Диагностикой нарушений сна занимается врач-невролог. Он записывает жалобы пациента, изучает историю болезни и назначает аппаратную диагностику. Чаще всего больным рекомендуют пройти полисомнографию, иногда дополнительно проводят ЭЭГ, ЭКГ и другие обследования.
Для постановки диагноза в клинике ЦМРТ проводят комплексную диагностику со следующими анализами и аппаратными обследованиями:
Что происходит в организме во время сна
Когда человек не спит, он имеет возможность видеть, слышать, различать запахи, реагировать на раздражители, производить анализ полученной информации. Спящий человек не двигается, но органы и системы продолжают функционирование. Поэтому информация о том, почему и что происходит во время сна, а также какое жизненное значение для организма имеет сон, привлекает внимание широкого круга читателей.
Тело спящего человека
Чаще всего тело во время сна находится в положение лежа. Это объясняется тем, что релаксация требуется положения мышц, дающих им возможность расслабиться. Положение лежа полностью соответствует данному требованию.
Человек может спать, заняв и другие позы, к примеру, во время поездки в транспорте. Но в данном случае отдых не будет полноценным, так как не существует возможности содействовать расслаблению шеи и спины, мышечное напряжение которых вызывает отсутствие опоры. Это приводит к тому, что ткани подвергаются растяжению, а суставы, отвечающие за движения позвоночника, сжимаются.
В результате такого отдыха человек испытывает скованность и болевые ощущения в спине и шейно-воротниковой зоне. Люди, которые засыпают сидя, роняют голову. Происходит это из-за тяготения мышц к расслаблению и стремление тела занять положение, наиболее удобное для отдыха организма.
Какие процессы происходят в организме во время сна
Сердце приводит в движение кровь, которая осуществляет циркуляцию, снижая скорость кровообращения. При этом происходит понижение сердечных ритмов спящего. Процесс дыхания замедляется. Снижается также скорость функционирования других органов, температура тела. Желудок не нарушает привычный ритм.
Реакция на звуки
Сильные звуки способны вывести человека из сонного состояния. Данная способность организма легла в основу при разработке будильников.
Реакция на запахи
На запахи организм спящего человека реагирует по-другому. Особенно интересно, что организм спящего проявляет реакцию в фазе быстрого сна. Когда сон переходит в медленную фазу, организм не реагирует на резкие запахи.
Если учесть, что быстрая фаза занимает одну четверть в сонной структуре, понятным становится то, что во многих случаях люди гибнут во сне в результате отравления угарными веществами при горении.
Реакция на температурные колебания
При снижении температуры до 26 С и повышении выше 37 С спящий человек обязательно проснется.
Движения в сонном состоянии
По причине гравитационного действия на участки тела, касающиеся поверхности, действует максимальное давление, что приводит к изменению позы во время отдыха. Для человека характерно непроизвольное выполнение около 25 движений за период сна.
Из этого количества движений 70% имеют пагубное влияние на сон, выступая преградой достижения глубокой фазы, без которой невозможен полноценный отдых. В глубокой стадии происходит расслабление мышц, что препятствует активности человека. Поэтому сон после принятия алкоголя опасен из-за повышения давления на участки тела.
Деятельность мозга
В результате экспериментов было установлено, что во время сна мозг продолжает выполнять свои функции, изменяя при этом характер деятельности. Клетки мозга занимаются упорядочением информации, которая была получена в течение дня. Обработанная информация в дальнейшем хранится в нужной ячейке мозга.
Состояние глаз
Когда человек засыпает, происходит закатывание глаз вверх, таким образом, что попадание света на область сетчатки исключается, даже когда веки полуоткрыты.
Наблюдая за глазами спящего человека, можно определить фазу сна. Активный кровяной приток к внутренним органам и мышцам в фазе глубокого сна заставляет глазные яблоки выполнять медленные движения при полуоткрытых веках.
При самом глубоком сне глаза выполняют медленные движения. Во время быстрой фазы усиливается кровообращение, человек видит в сновидениях картинки в ярких красках.
Какие другие изменения происходят в организме спящего человека
Когда человек спит, происходит ряд изменений в функционировании организма.
Снижение температуры тела
У спящего человека ряд мышц становятся неактивными, что дает возможность организму тратить меньшее число калорий. Медициной установлено, что наиболее низкая температура тела наблюдается в 2.30 ночи.
Расслабление мышц
Во время сна мышцы расслабляются, что исключает возможность передвижения человека в сонном состоянии, при котором он мог бы подвергаться реальной опасности.
Восстановление кожного покрова
В течение дня отмирающие клетки верхнего слоя кожного покрова отторгаются организмом. В состоянии глубокого сна у человека снижается расщепление белков, которые необходимы для роста и восстановления ущерба, нанесенного действием ультрафиолетовых лучей, что оказывает благотворное влияние на кожный покров.
Сужение горла
Мышцы горла, когда человек спит, не подвергаются скованности, так как существует необходимость дышать. Но в это время происходит расслабление мышц, что приводит к сужению горла. Часто такое явление приводит к храпу.
Выработка гормонов
Медленная фаза сна является временем выработки гормонов, стимулирующих клеточное размножение и восстановление, что играет роль регулятора иммунных процессов.
Снижение массы тела
В сонном состоянии организм человека теряет воду, потея и выдыхая влажный воздух. В течение дня эти процессы также происходят, но прием пищи и воды нейтрализуют потерю массы тела, из чего следует вывод о необходимости качественного сна при соблюдении любой диеты.
Пересыхание в ротовой полости
Отсутствие процесса приема пищи во время сна приводит к резкому снижению выделению слюны. По этой причине ночью происходит пересыхание во рту, и наблюдается жажда по утрам.
Длина тела увеличивается
Установлено, что по утрам рост тела человека на несколько сантиметров больше, чем он был вечером. Это происходит по причине расправления позвоночника, так как на него отсутствует давление массы тела.
Снижение давления крови
В сонном состоянии все люди подергаются состоянию, получившему название ночного снижения кровяного давления, которое падает на 5–7 мм. рт. ст.
Очистка от токсинов
Выведение токсинов из организма дает возможность телу и мозгу восстанавливаться. Человек, плохо спящий, не обладает эффективной фильтрационной системой, что очень вредно для здоровья.
Сексуальное возбуждение
Представители обоих полов нередко возбуждаются во сне. Возникает подобное явление по причине повышения активности мозга спящего человека, что требует увеличения объема кислорода. Это приводит к тому, что возросший поток крови вызывает набухание половых органов.
Апноэ
Многие люди испытывают страдания от явления, называемого апноэ, для которого характерно появление задержек дыхания между вдохами и выдохами. Такие задержки могут продолжаться до нескольких минут.
Бруксизм
По статистике, около 5% людей испытывают во сне скрежетание зубами, что нередко приводит к повреждению зубов. Медицина точно не установила причины такого явления. Но предполагается, что бруксизм является формой снятия напряжения.
Самое главное
Во время сна организм человека продолжает выполнять важные функции. Поэтому чтобы быть здоровым, необходимо приложить максимум усилий для обеспечения достаточного крепкого сна.
Как устроен механизм сна — и что в нем может сломаться?
Разбираемся, из каких слагаемых состоит здоровый сон
Список снотворных препаратов, которые можно купить в аптеке по рецепту, длинный: барбитураты, бензодиазепины, Z-гипнотики — и это только названия групп лекарств. Но лучшим лечением проблем со сном все еще остаются гигиена сна и когнитивно-поведенческая терапия бессонницы. Снотворное помогает уснуть, но не выспаться. Состояние мозга после приема таблеток не похоже на естественный сон, а бессонница усиливается, а не исчезает. Почему снотворное не работает? Чтобы понять это, нужно сначала разобраться, как работает сон. Тогда сразу станет понятно, и откуда берутся проблемы со сном, и как на них правильно воздействовать.
Проблема в том, что ученые до сих пор не разобрались в механизме сна и даже не могут выделить один главный «центр сна». Чтобы мы могли уснуть, пожить в мире грез и проснуться, в организме 24/7 работает сложная система. Одни ее механизмы действуют параллельно друг другу, другие — связаны теснее и функционируют по цепочке. Представьте фабрику: в одном цехе занимаются белками циркадного ритма, в другом — синтезируют из серотонина мелатонин, в третьем — охлаждают и прогревают тело, в четвертом — активируют или успокаивают нервную систему. Случись в одном отделе забастовка или поломайся оборудование, конечный продукт (сон) станет неправильным. Кособоким или поломанным. Речь не только про проблему с засыпанием: это и про ночные пробуждения, и про дневную сонливость, и про сон, который не приносит отдыха, — то есть и про количество, и про качество сна одновременно.
Отдел медленного и быстрого сна
Кажется, что у нашего организма есть два главных состояния: сон и бодрствование. На самом деле это не так. В этом месте сомнологи часто ссылаются на древнеиндийские трактаты Упанишады, и это правда захватывающая история.
В Упанишадах сказано, что есть бодрствование, когда человек осознает окружающий мир, дрема со сновидениями, где он из увиденного в бодрствовании формирует новый мир, и сон, в котором мы освобождаемся от желаний, тревог уз тела, сливаемся с Брахманом и испытываем блаженство. Эти три формы сознания соединяются в форме сверхсознательного подлинного Я — но его ученые, увы, не нашли. Зато доказали, что мы действительно переживаем первые три состояния как в Упанишадах: бодрствование, глубокий медленноволновой сон (Non-REM-сон, тот, который более всего похож на стандартное представление о сне как об отдыхе организма) и быстрый сон (БДГ-сон, REM-сон, в котором наш мозг работает совсем особенным образом).
Зачем такие сложности? Никто точно не знает. Красивое объяснение смен фаз сна дает британский нейробиолог, профессор Калифорнийского университета в Беркли и автор книги «Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях» Мэттью Уолкер: сон — это генеральная уборка в мозге. Лишние воспоминания удаляются, актуальные — проигрываются заново и переносятся из краткосрочной памяти в долгосрочную. Во время медленного сна мозг определяет мусор — ненужные нейронные связи — и удаляет их. Во время быстрого сна мы рефлексируем и укрепляем нейронные связи — возможно, потому и видим сновидения.
Важно, чтобы в нашем сне присутствовали обе фазы. Недостаток быстрого сна делает нас менее способными различать чужие эмоции и регулировать свои — то есть снижает эмоциональный IQ. Интересно, что у детей с аутизмом быстрого сна меньше, чем у детей без этого расстройства (хотя о причинно-следственной связи говорить рано). Избирательное лишение крысят в экспериментах быстрого сна искажало процесс формирования синапсов между нейронами в нервной системе и делало их во взрослом возрасте замкнутыми и депрессивными.
Похожие исследования с депривацией глубокого сна замедлили развитие мозга крысят и сделали их менее социально активными. Что касается сна взрослых людей, то он и без вмешательства ученых неэффективен: к 40 годам человек теряет 60–70% глубокого сна, к 70 годам — 80–90%. Эти цифры не безобидны: вместе с глубоким сном мы теряем способность обучаться и помнить, а еще копим токсичный амилоидный протеин в мозге и из-за этого рискуем заболеть Альцгеймером.
Чтобы испытать влияние депривации той или иной фазы сна, не обязательно ждать до 70 лет. В первой половине ночи мы переживаем медленный сон с короткими промежутками быстрого, во второй — быстрого с вкраплениями медленного. Уснув в полночь и проспав шесть часов вместо положенных восьми, мы теряем не 25% сна, а 60–90% быстрого сна. А уснув в два часа ночи и проснувшись в восемь утра — какую-то долю медленного сна. Быстрый сон также блокируют алкоголь, многие антидепрессанты и — снотворное. Но об этом позднее.
Отдел биоритмов
Каждая наша клетка подчинена биологическим часам, которые регулируют циркадные ритмы. Те адаптируют организм к разным этапам дня. Это не только переключение из режима «сон» на «бодрствование», но и все, что происходит с организмом в течение дня: температура, давление и пульс, как быстро протекает метаболизм и даже хочется есть или нет.
Стоит держать в уме, что вообще-то в биологическом дне человека не 24 часа, а примерно 24 часа: в среднем 24 часа 15 минут. (В среднем — потому что период циркадного ритма отличается от человека к человеку. Так что и с партнером, и с котом мы живем по разному времени, даже если спим в одной постели.) «Внутренние часы» спешат, и мы неизбежно переживаем мини-джетлаг. Каждый день.
Цех супрахиазматического ядра
Над пересечением зрительных нервов в самом центре нашего мозга, в передней доле гипоталамуса, есть небольшой, но важный участок — супрахиазматическое ядро. Все 20 000 его нейронов ежесекундно анализируют световые сигналы и подводят «биологические часы». Даже слепота не мешает супрахиазматическому ядру понимать, день сейчас, вечер или ночь: свет распознают особые нейроны в структуре сетчатки глаза, светочувствительные ганглионарные клетки (pRGC). Полная и частичная слепота чаще всего вызвана повреждением других фоторецепторов глаза, палочек и колбочек, а светочувствительные ганглионарные клетки не затрагивает — поэтому, если глаза на месте, организм знает, день сейчас или вечер.
Цех мелатонина
Сигнал о свете или его отсутствии идет от нейронов супрахиазматического ядра через гипоталамус и спинной мозг в верхний шейный ганглий и эпифиз или шишковидную железу (интересно, что в аюрведе ее называют «чакрой третьего глаза»). Эпифиз синтезирует всем знакомый нейромедиатор серотонин — а после сигнала от верхнего шейного ганглия превращает его в «гормон сна» мелатонин (тот самый, который покупаешь в аптеке без рецепта — только естественный).
Мелатонин не создает состояние сна, а только говорит организму: «Сейчас самое время для этого полезного действия!» Его концентрация плавно возрастает в сумерки, достигает максимума около четырех-пяти утра по местному солнечному времени (около 05:00–06:30 в Москве) — после чего медленно снижается. С рассветом, который дает эпифизу сигнал перекрыть кран с мелатонином, мы просыпаемся.
Достаточно небольшого светящегося предмета мощностью от 8 люксов, чтобы сбить с толку наше супрахиазматическое ядро и задержать синтез мелатонина. Для сравнения: самая скромная лампа накаливания мощностью в 20 Вт или светодиодная в 3 Вт производит 250 люксов.
Цех «циркадных» белков
«Циркадный» ген, period, кодирует белок PER — тот накапливается ночью, разлагается в течение дня и определяет, чувствуем мы себя бодрыми или уставшими. PER-белку помогают два вспомогательных белка, TIM (кодируется геном timeless) и DBT (кодируется геном doubletime). TIM стимулирует накопление PER в организме, DBT — наоборот, блокирует это накопление. Из-за этой взаимной работы или, даже можно сказать, постоянной борьбы TIM и DBT уровень PER в течение суток нестабилен и колеблется — в соответствии с циркадными ритмами. Мутации в PER приводят к проблемам со сном.
Вообще, сегодня известно даже не три «часовых» гена, а 14, и «циркадных» белков тоже больше. Например, белок CRY активируется при освещении и влияет на TIM, TIM — на PER. Взаимодействие этих и подобных им белков формирует наш хронотип — образ жизни в биологические сутки согласно индивидуальному циркадному ритму.
Представьте шкалу с двумя полюсами: на одном конце — «жаворонки», которые рано ложатся и рано встают, на другом — «совы». Большинство людей находятся не на полюсах, а где-то между ними — таких «середнячков» от 60 до 80%. Исследовав это пространство «между», хронобиологи выделили семь хронотипов. (Выяснить свой можно с помощью опросника Munich Chronotype Questionnaire (MCTQ).)
Так что «отдел биоритмов» работает по такой схеме:
Циркадные белки задают общий ритм, то есть хронотип → света нет → светочувствительные ганглионарные клетки успокоились и больше не передают нервные импульсы → супрахиазматическое ядро успокоилось → эпифиз увеличивает секрецию мелатонина → пора спать.
Проблемы со сном, которые возникают в «отделе биоритмов», коррелируют с самыми разными болезнями: депрессией и БАР, диабетом, непереносимостью глюкозы и даже раком. Международное агентство по исследованию рака при ВОЗ уже назвало работу в ночную смену «вероятно канцерогенной». При этом «ночная смена» — просто удобное определение. На самом деле это про всех, кто так или иначе вынужден бодрствовать во время, которое его внутренние часы считают ночью (например, вставать в 6 утра, если вы «сова»), или часто пересекает часовые пояса.
«Циркадные» нарушения сна называют расстройствами циркадного ритма сна (circadian rhythm sleep disorders, CRSD), но диагностировать их сложно. Например, синдром задержки сна (delayed sleep phase syndrome/delayed sleep phase disorder): человек засыпает под утро и чувствует себя уставшим просто потому, что ему пришлось подняться слишком рано по его биологическим часам. Этот синдром связан с генетической мутацией и не мешает жить, если спать, допустим, с 4 до 13 часов. Не-специалист, да и специалист тоже, может перепутать синдром задержки сна с бессонницей.
Отдел торможения и активации
По-настоящему сон рождают нейромедиаторы, тормозящие или активирующие центральную нервную систему. Если «тормозных» медиаторов мало или «активирующих» много, мы долго ворочаемся в постели без сна — даже если не перелетали в другой часовой пояс, вовремя отложили гаджеты и с биоритмами тоже все в порядке.
За процессы активации и торможения отвечают два конкурирующих блока внутри вегетативной нервной системы. Первый блок, симпатическая нервная система, мобилизует организм: заставляет сердце биться чаще, ускоряет метаболизм, расширяет зрачки. Похоже на состояние «бей или беги», верно? Не зря. Стресс — именно тот элемент, который активирует симпатическую нервную систему. Второй блок, парасимпатическая нервная система, готовит нас к отдыху.
Цех норадреналина
Когда сигнал об отсутствии света идет в «цех мелатонина», он проходит через верхний шейный ганглий. Тот не только подает сигнал эпифизу, что пора нажать на кнопку «мелатонин», но и уменьшает синтез нейромедиатора норадреналина. Норадреналин вырабатывается в ответ на стресс вместе с адреналином и кортизолом, что тормозит центры сна и активизирует центральную нервную систему. Это главный медиатор симпатической нервной системы, и поэтому после ссор или накануне важного дня так сложно забыться: все дело в лишней дозе норадреналина.
Цех таламуса
Когда мы забываемся естественным и здоровым сном, а точнее — его глубокой медленноволновой фазой, то не слышим шума машин за окном, не осознаем, холодно или жарко в комнате, и не чувствуем, что легли на руку и отдавили ее. Сигналы сенсорной системы блокируются таламусом — зрительным бугром в центре мозга. Он не пропускает сигналы в кору головного мозга и не дает ей осознанно воспринять их. Грубо говоря, вы слышите — но не слушаете, смотрите — но не видите. Кора головного мозга отдыхает и не концентрируется на мелочах.
Если таламус вышел из строя и его «сенсорные ворота» ночью не закрываются, сон не приходит. Так получается при фатальной семейной бессоннице (FFI, Fatal familial insomnia) — редкой генетической болезни, при которой мутация одного гена превращает нормальные белковые молекулы в инфекционные прионы. В результате атаки прионов на таламусе появляются амилоидные бляшки, он перестает блокировать сенсорные ощущения, больной не может уснуть — и со временем умирает.
Цех орексина
Цех аденозина
Пока мы бодрствуем и расходуем энергию, вспомогательные клетки нейронов головного мозга, астроциты, выделяют аденозин. Каждую секунду не-сна концентрация аденозина растет, пока мы не чувствуем sleep pressure (давление сна): веки слипаются, а челюсть неудержимо рвется зевнуть. Кофеин блокирует чувствительные к аденозину рецепторы, то есть чувство усталости — но не саму усталость и потребность во сне.
Пик концентрации аденозина, после которого мы отключаемся (если только не выпили кофе), наступает через 16–20 часов после пробуждения — то есть, проснувшись в 8 часов утра, вы почувствуете сонливость около полуночи. Пока мы спим, концентрация аденозина падает до минимального уровня. Чтобы организм разобрался с усталостью прошедшего дня и был готов уставать снова, нужно примерно 8 часов сна — то есть уснув в полночь, к 8 утра мы расправились с аденозином и готовы бодрствовать.
Цех ацетилхолина
В нервных окончаниях парасимпатической нервной системы образуется ацетилхолин — медиатор, который снижает уровень возбуждения, когда пора отдохнуть, или, наоборот, тормошит мозг, если тот слишком вялый. Поэтому его воздействие на организм называют нормализующим. Во время глубокого сна концентрация ацетилхолина падает на 50%, в быстром сне — увеличивается до значения вдвое большего, чем при бодрствовании.
Взаимодействие ацетилхолина с другими «цехами» сна выглядит как-то так:
Накапливается аденозин → снижается уровень ацетилхолина → мы засыпаем и погружаемся в глубокий сон.
Во время сна выделяется ацетилхолин → из глубокого сна мы переходим в быстрый.
Выделяется ацетилхолин + выделяется орексин → мы просыпаемся и бодрствуем.
У пациентов с болезнью Альцгеймера концентрация ацетилхолина всегда снижена — поэтому, считают ученые, именно ацетилхолин через сон помогает нам запомнить что-то новое.
Цех ГАМК
Отростки ацетилхолиновых нейронов дотягиваются до гиппокампа и в нем уже сообщают другим нейромедиаторам, что пора бы уже работать или, наоборот, отдохнуть. Так они действуют на гамма-аминомасляную кислоту, нейромедиатор ГАМК — самый важный элемент сна с точки зрения фармакологии: именно его активизируют большинство снотворных.
Когда ГАМК соединяется с соответствующим рецептором в нервной клетке, в клетку проникают отрицательно заряженные ионы хлора. За счет этого клетка «тормозится». ГАМК постоянно гасит действие глутамата и других возбуждающих медиаторов — для 40% клеток нашего организма, так что ее значение огромно. Это происходит не только во сне, но и когда, к примеру, нам нужно сконцентрироваться: нейроны мозга выделяют ГАМК, те тормозят центральную нервную систему, и мы сосредотачиваемся на главном.
Когда ГАМК недостаточно, чтобы затормозить наши движения и эмоции, появляются тревожность и бессонница. С нехваткой ГАМК связаны и синдром дефицита внимания (СДВГ), когда ребенку или взрослому тяжело усидеть на одном месте, и эпилепсия, когда единичная зона мозга перевозбуждается и инициирует эпилептический припадок.
Резюме
Итак, механизм сна — это фабрика. Вместе работа трех отделов — «отдела медленного и быстрого сна», «отдела биоритмов» и «отдела торможения и активации» — превращает наш сон в настоящее предприятие, в котором от работы одного отдела зависят все остальные. Первый отдел отвечает за то, чтобы ночью мы проходили две фазы сна — медленного и быстрого. Второй подстраивает организм под время суток: напоминает, когда нужно уснуть, а когда — проснуться. Третий отдел включает механизмы торможения центральной нервной системы, когда мы устали, и, наоборот, активирует нервную систему, когда мы отдохнули. Или когда испытали стресс — потому-то после нервного дня так тяжело уснуть.