Насколько важен сон

Композитор Макс Рихтер дирижирует в Парижской филармонии: исполняется научно-минималистическая восьмичасовая композиция «Сон», цель которой — восстановительный отдых слушателей.

Если сон — естественное явление, над которым эволюция трудилась миллиарды лет, почему же так много людей мучаются бессонницей? Насколько важен сон для нашего физического и психического здоровья? Что именно происходит во сне и почему?

Почти каждую ночь мы переживаем поразительную метаморфозу.

Мозг полностью меняет свое поведение и цели, затемняя сознание. На некоторое время мы оказываемся практически парализованными. Однако наши глаза время от времени мечутся за закрытыми веками, будто мы что-то видим, и крошечные мышцы среднего уха, даже в тишине, напрягаются, словно мы что-то слышим. Мы все, и мужчины, и женщины, испытываем половое возбуждение, и неоднократно. Иногда кажется, что мы летаем. Мы приближаемся к границам смерти... Мы спим.

Около 350 года до новой эры Аристотель, размышляя о том, что именно происходит во сне и почему, написал трактат «О сне и бодрствовании». Все последующие 2300 лет вопросы греческого философа оставались без ответов, пока в 1924 году немецкий психиатр Ганс Бергер не изобрел электроэнцефалограф – прибор, регистрирующий электрическую активность мозга. И тогда изучение сна перешло в сферу естественных наук. Но лишь в последние десятилетия томография позволила еще пристальнее приглядеться к процессам, протекающим в спящем мозге, и мы приблизились к тому, чтобы дать ответ Аристотелю.

Весь в трубках и электродах, десятилетний Фрэнсис Аджуа ждет, когда начнется исследование его ночного сна в медицинском центре «Национальная система детского здравоохранения» (Вашингтон): у него выявляют причину регулярных приостановок дыхания во сне.

Все, что мы узнали о сне, подтвердило важность этого состояния для нашего психического и физического здоровья. Цикл сна и бодрствования – одна из важнейших особенностей человеческой биологии – помог приспособиться к жизни на вращающейся планете с ее бесконечной сменой дня и ночи. Не случайно Нобелевская премия в области медицины за 2017 год была присуждена трем ученым, которые в 1980–1990-х годах выявили в наших клетках «молекулярные часы», отвечающие за синхронизацию человеческого организма с солнцем. Когда этот суточный ритм ломается, у нас возникают серьезные проблемы – диабет, неполадки в сердечно-сосудистой системе и раннее старческое слабоумие.

Между тем дисбаланс между образом жизни и солнечным циклом приобрел масштабы эпидемии. «Мы словно живем внутри глобального эксперимента по изучению негативных последствий недосыпа», – замечает Роберт Стикголд, директор Центра сна и мышления Гарвардской медицинской школы.

Средний американец сегодня спит менее семи часов в сутки – на пару часов меньше, чем столетие назад. В основном это связано с распространением электрического освещения, а также телевизоров, компьютеров и смартфонов. И сон теперь видится лишь помехой, препятствующей нашей деятельности и развлечениям. Уже Томас Эдисон, изобретатель лампочки, говорил: «Сон – это абсурд, дурная привычка».

Полноценный ночной сон теперь кажется старомодным, как написанное от руки письмо. А мы все ловчим, боремся: с бессонницей снотворным, с зевотой – лошадиными дозами кофе. И избегаем того удивительного путешествия, в которое должны отправляться каждый вечер, чтобы четыре или пять раз за ночь пройти через несколько стадий сна, у каждой из которых свои особенности и функции.

Стадии 1-2

Когда мы засыпаем, мозг остается активным и запускает процесс «редактирования» – решает, какие воспоминания сохранить, а какие отбросить.

Погружение в сон происходит быстро. Человеческому организму не нравится пребывать в промежуточном состоянии, задерживаясь «в дверях». Лучше быть либо здесь, либо там, бодрствовать или спать. Поэтому мы выключаем свет, ложимся в постель и закрываем глаза. Если суточный ритм привязан к чередованию дневного света и темноты, а шишковидное тело у основания мозга выделяет мелатонин, сигнализируя, что настала ночь, и если множество других систем организма работают слаженно, то нейроны быстро впадают в сон.

Когда мы бодрствуем, нейроны – а их около 86 миллиардов – похожи на беспорядочно мечущуюся толпу, на клеточную бурю. Когда же они работают равномерно и ритмично, волны на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) бегут ровными рядами, и это указывает на то, что мозг «ушел в себя», подальше от хаоса бодрствующей жизни. Одновременно наша чувствительность ослабевает, и вскоре мы засыпаем.

Ученые называют этот этап первой стадией, прибрежной отмелью сна. Она длится около пяти минут. Затем в глубинах мозга возникают серии электрических вспышек, которые устремляются к коре – внешней оболочке мозга, отвечающей за язык и сознание. Эти полусекундные вспышки – сигма-ритмы, или сонные веретена, показывают, что наступила вторая стадия. Впрочем, мозг отнюдь не становится менее активным, как долгое время считалось: просто его активность приобретает иной характер. Теоретически сигма-ритмы стимулируют кору таким образом, чтобы сохранить недавно полученную информацию, а возможно, и связать ее с существующими знаниями в долговременной памяти. Когда в лабораториях сна люди сталкиваются с новыми умственными или физическими задачами, на следующую ночь частота их сигма-ритмов возрастает. И похоже, что, чем больше возникает сигма-ритмов, тем лучше мозг справляется с заданием на следующий день.

Некоторые эксперты предположили, что интенсивность ночных сигма-ритмов может даже служить показателем общего уровня интеллекта. Сон в буквальном смысле слова создает связи, которые вы, возможно, никогда бы сознательно не сформировали. Не случайно ведь говорят, что утро вечера мудренее.

Бодрствующий мозг приспособлен для сбора информации, спящий – для ее обработки. Другими словами, ночью мы переключаемся с «записи» на «редактирование», причем именно спящий мозг решает, какие воспоминания нужно сохранить, а какие – удалить. И не всегда отбор происходит в пользу самого нужного. Сон усиливает память – не только на второй стадии, но и в течение всего ночного цикла. Поэтому, например, солдатам, изнуренным жестокими боями, было бы лучше не ложиться спать сразу после битвы. Чтобы предотвратить посттравматическое стрессовое расстройство, солдатам следует продолжать бодрствовать шесть-восемь часов, считает нейробиолог Джина По из Калифорнийского университета (Лос-Анджелес). Исследования, проведенные ею и другими учеными, показывают, что если вскоре после тяжелого события человек ложится спать, не попытавшись сначала осмыслить происшедшее, то повышается вероятность возникновения долгосрочных неприятных воспоминаний.

Отдыхая в каюте на американском авианосце Paul Hamilton, матрос на некоторое время после пробуждения надевает светоизлучающие очки. Нита Шаттук из Школы повышения квалификации офицерских составов ВМС в Монтерее, Калифорния, тестирует эти устройства, чтобы проверить, могут ли они перенастроить внутренние часы моряков, синхронизируя их со служебными вахтами, а не с солнечным циклом.

Вторая стадия длится до 50 минут в течение первого 90-минутного цикла сна. (В другие циклы – меньше.) Сигма-ритмы поначалу возникают каждые несколько секунд, затем их частота снижается, ритм сердца замедляется. Температура тела падает. Восприятие внешнего мира теряется. Начинается длительное погружение в третью и четвертую стадии сна.

Стадии 3-4

Мы входим в глубокий, подобный коме сон, который необходим мозгу так же, как пища – телу. Это время для «физиологической уборки», а не для грез.

Все без исключения животные спят, пусть их сон и принимает непривычные нам формы. Трехпалые ленивцы проводят во сне около десяти часов в сутки, что уже представляется нам чрезмерным проявлением апатии, но и это не предел: некоторые фруктоядные летучие мыши ухитряются дремать по 15 часов, а из них, малая бурая ночница бездельничает все 20. Жирафы спят меньше пяти часов. Лошади проводят полночи стоя, а половину – лежа. У дельфинов спит одно полушарие, пока другое бодрствует, что позволяет им плавать без остановки. Большие фрегаты и другие птицы способны дремать в полете. Акулы-няньки отдыхают, собираясь в кучу на дне океана. Тараканы опускают усы, пока спят, и они, так же как и мы, чувствительны к кофеину.

В период сна ослабевают все реакции и снижается подвижность даже у животных, вообще не обладающих мозгом. Когда спят медузы, пульсация их тел замедляется, а одноклеточные организмы, такие как дрожжи, демонстрируют четкие циклы активности и отдыха. Это означает, что сон – древнейшее явление, закон природы, а его изначальная и универсальная функция заключается не в организации воспоминаний или в стимуляции обучения, но в сохранении самой жизни. Очевидно, что любое существо, независимо от размера, не может сохранять активность круглые сутки. «Бодрствование требует больших усилий, – говорит Томас Скаммелл, профессор неврологии Гарвардской медицинской школы. – Ведь приходится постоянно конкурировать с другими организмами, чтобы выжить, и, соответственно, необходим период отдыха, чтобы помочь клеткам восстановиться».

У людей это происходит главным образом во время глубокого сна, на третьей и четвертой стадиях, которые отличаются друг от друга уровнем мозговой активности, состоящей, как показывает ЭЭГ, из больших цикличных дельта-волн. На третьей стадии дельта-волны присутствуют менее половины времени; на четвертой – более половины. Во время глубокого сна наши клетки вырабатывают большинство гормонов роста, необходимых на протяжении всей жизни для функционирования костей и мышц.

Есть и другие свидетельства того, что сон крайне нужен для поддержания здоровой иммунной системы, температуры тела и артериального давления. Если сна недостаточно, мы не можем успешно контролировать настроение или быстро восстанавливаться после травм. Возможно, сон для нас важнее пищи; животные, лишенные сна, умирают быстрее, чем от голода, говорит Стивен Локли, врач из центра медицины Brigham and Women’s Hospital.

Вероятно, хороший сон ко всему прочему снижает риск развития деменции. Исследование, проведенное на мышах Майкеном Недергаардом из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк, показывает, что, когда мы бодрствуем, нейроны плотно собраны вместе, но во время сна некоторые клетки головного мозга сокращаются на 60 процентов, и промежутки между ними расширяются. Эти межклеточные пространства – место сброса метаболических отходов клеток, в частности пептида бета-амилоида, который разрушает связи между нейронами и влияет на развитие болезни Альцгеймера. Только в период сна спинномозговая жидкость проходит, как моющее средство, через эти широкие коридоры нашего мозга, вымывая бета-амилоид.

Пока происходят все эти «очистные и ремонтные работы», мышцы полностью расслаблены. Умственная активность минимальна: волны четвертой стадии на ЭЭГ выглядят как у пациентов в состоянии комы. Обычно в это время мы не видим снов и можем даже не чувствовать боли. В древнегреческой мифологии боги Гипнос (сон) и Танатос (смерть) – братья-близнецы. Возможно, греки были правы. «Мы имеем дело с очень глубоким уровнем дезактивации мозга, – поясняет Майкл Перлис, директор программы "Поведенческая медицина сна" в Пенсильванском университете. – Сон на четвертой стадии мало отличается от комы или смерти мозга. Это состояние способствует восстановлению и укреплению сил – но долго в нем находиться, пересыпать, тоже вредно».

Чаще всего мы остаемся на этой стадии около 30 минут, а затем мозг вырывается из нее. (Этот сдвиг может сопровождаться резким конвульсивным движением – по крайней мере, у лунатиков). После этого мы часто проходим через третью, вторую и первую стадии – и просыпаемся. Даже люди, не страдающие расстройствами сна, просыпаются несколько раз за ночь, хотя большинство не замечает этого: мы снова засыпаем в считаные секунды. Но на этом этапе, вместо повторения стадий, мозг меняет программу и отправляется в новое, поистине странное путешествие.

По данным центров по контролю и профилактике заболеваний в США, более 80 миллионов взрослых американцев хронически недосыпают, то есть спят меньше рекомендуемого минимума – семи часов в сутки. Ежегодно из-за усталости происходит более миллиона аварий на дорогах, множество медицинских ошибок. Даже небольшие изменения в режиме сна могут вызвать проб-лемы: в первый понедельник после перехода на летнее время, по сравнению с другими понедельниками, в Америке число сердечных приступов возрастает на 24 процента и резко повышается количество автомобильных аварий со смертельным исходом.

В течение жизни около трети из нас испытывают, по крайней мере, одно диагностируемое расстройство сна: от хронической бессонницы и приступов приостановки дыхания до синдрома беспокойных ног (непреодолимое желание постоянно шевелить конечностями) и более редких и странных расстройств. Так, нарколепсия – неконтролируемые приступы внезапного засыпания – часто вызваны сильными положительными эмоциями, когда, например, человек слушает смешную историю или пробует вкусную еду. Люди с синдромом Клейне-Левина каждые несколько лет спят почти без перерывов в течение недели или двух (и возвращаются к нормальной жизни без заметных побочных эффектов). А сонный паралич (невозможность двигаться в первые несколько минут после пробуждения), как показали исследования Гарвардского университета, породил множество рассказов о похищении людей инопланетянами.

Бессонница, безусловно, самая распространенная сегодня проблема, которая вынуждает множество взрослых людей (в США – 4%) принимать снотворное. Страдающим бессонницей, как правило, требуется больше времени, чтобы заснуть, или же они просыпаются ночью, либо сталкиваются с обеими этими проблемами. Если сон – такое универсальное естественное явление, над которым эволюция трудилась миллиарды лет, то почему же так много людей мучаются с ним? Можете винить эволюцию, жизнь в современном мире – или несоответствие между ними.

Любой человек, спящий менее шести часов в сутки, имеет склонность к депрессии, психозу, инсульту и ожирению. Бессоница ослабляет весь организм.

Эволюция наделила нас, как и других существ, сном, который поддается корректировке по времени и легко прерывается в случае опасности: скажем, если рядом плачет ребенок или приближаются шаги хищника. Мозг может быстро перейти с «автопилота» на систему «ручного управления», которая разбудит нас в чрезвычайной ситуации.

Однако в современном мире древняя, врожденная готовность к пробуждению постоянно срабатывает в ситуациях, не угрожающих жизни, таких как волнение перед экзаменом или переживания из-за нехватки денег. До промышленной революции, которая подарила нам будильники и фиксированный график работы, люди часто могли противодействовать бессоннице, просто поспав утром подольше. Теперь такой возможности нет. И если вы один из тех, кто гордится способностью быстро заснуть почти где угодно, то лучше не хвастайтесь – это признак острого дефицита сна, особенно если вам еще нет сорока.

Сегмент мозга, первым страдающий от недосыпа, – префронтальная кора, ответственная за принятие решений и поиск выхода из затруднительных ситуаций. Недоспавшие люди более раздражительны, капризны и иррациональны. «По-видимому, недостаток сна в какой-то степени влияет на все познавательные функции мозга», – считает Кьяра Чирелли, нейробиолог из Института сна и сознания в штате Висконсин. Известно, что попавшие в полицию недоспавшие люди готовы признать любые обвинения в обмен на сон.

Сон воспринимается как прерывание деятельной жизни, однако самое настоящее зло — хроническая бессонница. В Японии около 40 процентов населения спит менее шести часов в сутки. Сон в общественном месте, как в этом круглосуточном кафе в Токио, считается естественным и не вызывает осуждения окружающих.

Каждый человек, спящий менее шести часов в сутки, имеет склонность к депрессии, психозу и инсульту. Недосып также напрямую связан с ожирением: без достаточного отдыха в организме в избытке вырабатывается грелин, «гормон голода», который заставляет человека есть больше, чем нужно. Доказать причинно-следственную связь в таких случаях – сложная задача, поскольку необходимые для этого эксперименты нельзя проводить на людях. Но ясно, что бессонница ослабляет весь организм.

Послеобеденный сон не решает проблему; не решают ее и медицинские препараты. «Сон не однороден, – объясняет Джеффри Элленбоген, сомнолог из Университета Джона Хопкинса, консультирующий компании по вопросам взаимосвязи высокой производительности и здорового отдыха сотрудников. – Сон – не марафон; он больше похож на десятиборье. Идея манипулировать сном с помощью лекарств и приборов выглядит заманчивой, но мы еще недостаточно знаем об этом процессе, чтобы пытаться искусственно управлять им, – это слишком рискованно».

Конечно, если бы мы могли просто отменить ненужные части сна, это прибавило бы несколько десятилетий к нашей сознательной жизни. На заре сомнологии, в 1930–1940-е годы, некоторые ученые даже считали, что вторая половина ночи бесполезна для отдыха, и можно вовсе не спать в это время. Позже выяснилось, что как раз в этот период мы оказываемся во власти сколь необычной, столь и необходимой формы сна, которая, по сути, представляет собой особенный тип сознания.

На фотопортретах, сделанных на ночных улицах Токио в сиянии неоновых вывесок, видна радуга цветов: одни способны возбуждать, другие — расслаблять.

Быстрый сон

Пребывая в состоянии безумия, мы мечтаем, летаем и падаем – хотя можем этого и не помнить. 

Сон с быстрым движением глаз, или быстрый сон, был открыт лишь в 1953 году Юджином Асерински и Натаниэлем Клейтманом из Чикагского университета. Прежде, из-за отсутствия отличительных признаков на ранних снимках ЭЭГ, быстрому сну не придавали особого значения, считая вариацией первой стадии. Но после того как были зафиксированы характерные движения глаз и сопровождающий эти движения прилив крови к половым органам, стало понятно, что самые яркие сновидения случаются как раз на стадии быстрого сна, и это был прорыв в сомнологии.

Обычно здоровый сон вначале проходит через четыре стадии, затем происходит мгновенное возвращение к бодрствованию, и далее следуют от пяти до двадцати минут быстрого сна. С каждым последующим циклом время быстрого сна увеличивается примерно вдвое. Сомнологи полагают, что определенная последовательность медленного и быстрого сна оптимизирует наше физическое и умственное восстановление. На клеточном уровне во время быстрого сна активизируется синтез белков, необходимых для функционирования организма.

Каждый раз, переживая стадию быстрого сна, мы буквально сходим с ума. Психоз – это состояние, характеризующееся галлюцинациями. Некоторые сомнологи говорят, что сновидения и есть разновидность психоза: мы полностью уверены, что видим то, чего нет, и мы принимаем как должное, что время, место и даже люди могут трансформироваться или неожиданно исчезать.

От древних греков до гадалок и Зигмунда Фрейда – много веков сновидения были исполнены очарования и окутаны тайной, их воспринимали как сообщения от богов или от подсознания. Сегодня многие эксперты-сомнологи не интересуются конкретными образами и событиями в снах, считая сновидения результатом хаотичных нейронных импульсов. Даже если они преисполнены эмоций, то смысловой нагрузки лишены. Только после пробуждения мозг в поисках смысла быстро «сшивает» сюжет из беспорядочных обрывков.

Впрочем, не все специалисты разделяют это мнение. «Содержание сновидений, – говорит Роберт Стикголд из Гарварда, – является частью возникшего в ходе эволюции механизма для оценки свежих воспоминаний и их пользы в последующей жизни».

Даже если вы не можете вспомнить ни одного сна, вы все равно их видите. Отсутствие воспоминаний о сновидениях на самом деле признак здорового сна. Благодаря новым технологиям удалось определить, что происходит на физическом и химическом уровнях, когда нам что-то снится на стадии медленного сна, однако считается, что такие сны больше похожи на увертюры к большим представлениям. Только во время быстрого сна на нас обрушивается вся мощь ночного безумия.

Каждый раз, переживая стадию быстрого сна, мы буквально сходим с ума. Психоз – это состояние, характеризующееся галлюцинациями. Некоторые сомнологи говорят, что сновидения и есть разновидность психоза.

Часто говорят, что сны являются мгновенными вспышками, но это не так: они занимают почти всю фазу быстрого сна, около двух часов за ночь, хотя этот показатель уменьшается по мере старения – возможно, потому что с возрастом наш мозг становится менее гибким, обучается во время бодрствования хуже и получает меньше информации для обработки в период сна. Новорожденные дети спят до 17 часов в день и проводят около половины этого времени в состоянии, подобном быстрому сну. А еще около месяца в утробе матери (вероятно, с 26-й недели беременности) плод пребывает в состоянии, очень похожем на быстрый сон. Считается, что все время, проведенное в состоянии быстрого сна, что-то вроде тестирования программного обеспечения для мозга, подготовки к полномасштабному запуску. Этот процесс называется кортикализацией функций. И это не что иное, как активация ума.

Температура тела во время быстрого сна остается на самом низком уровне. Сердцебиение, по сравнению с другими стадиями сна, учащается. Мышцы, за несколькими исключениями – глаза, уши, сердце, диафрагма – обездвижены. К сожалению, это не мешает некоторым храпеть: это проклятие для соседа по постели (и причина создания сотен приспособлений против храпа) вызвано тем, что турбулентный поток воздуха вибрирует в расслабленных тканях горла или носа. Во время быстрого сна у нас полностью пропадает способность к реакции на раздражители, может непроизвольно открываться рот. И тем не менее мозг способен убедить нас, что мы катаемся на облаках или сражаемся с драконами.

Вера в невероятное объясняется тем, что во время быстрого сна логические центры и области самоконтроля почти отключаются. Выработка двух особых веществ, серотонина и норадреналина, полностью останавливается. Поскольку эти нейромедиаторы позволяют клеткам мозга общаться, и без них наша способность учиться и запоминать новую информацию была бы сильно нарушена, мы оказываемся в состоянии химически измененного сознания. При этом мозг полностью активен, поглощая столько же энергии, сколько в период бодрствования.

В Швеции у сотен детей иммигрантов, чьим семьям угрожает депортация, проявляется синдром отстраненности — расстройства, при котором ребенок уходит от реальности, не реагирует даже на болезненные раздражители, и его приходится кормить через зонд — иногда в течение многих лет. «Сейчас она уже не страдает», — говорит врач Элизабет Хулткранц о десятилетней Лейле Ахмед, сирийской беженке.

Быстрым сном управляет лимбическая система – дикие джунгли разума, где возникают некоторые из основных инстинктов. Фрейд был прав, сны действительно соотносятся с нашими примитивными эмоциями – половым влечением, агрессией и страхом, но также и с восторгом, радостью и любовью. Хотя кажется, что нам снится больше кошмаров, чем приятных сновидений, это, скорее всего, неверно. Кошмары просто с большей вероятностью приводят в действие систему стремительного пробуждения мозга.

Во время быстрого сна особенно активен варолиев мост – похожая на валик часть стволового мозга. Электрические импульсы от варолиева моста часто направлены на участок мозга, управляющий мышцами глаз, поэтому глазные яблоки быстро поворачиваются из стороны в сторону, хотя веки остаются закрытыми. То же самое можно сказать и про те области мозга, которые ответственны за движение, поэтому во сне часто возникает ощущение полета или падения. Мы видим цветные сны, если мы не слепы с рождения, и в этом случае сны не имеют визуальных образов, но остаются эмоционально насыщенными. Мужские и женские сны, по всей видимости, эмоционально схожи. Каждый раз, когда мужчина видит сон, даже если он не эротический, у него возникает эрекция; у женщин кровеносные сосуды во влагалище насыщаются кровью. И хотя мы спим, какими бы абсурдными ни были наши сны, мы почти всегда убеждены, что бодрствуем. В голове человека находится величайшая машина виртуальной реальности.

Конец быстрого сна обычно отмечается кратким пробуждением. Если мы просыпаемся естественным образом, без будильника, последнее сновидение часто завершает отдых. А помогает пробуждению дневной свет: когда свет просачивается сквозь веки и достигает сетчатки, сигнал об этом посылается в глубинную область мозга – супрахиазмальное ядро (СХЯ), а мы открываем глаза и возвращаемся к реальной жизни.

Или нет? Возможно, самая замечательная вещь, связанная с быстрым сном, заключается в том, что мозг может работать независимо от наличия или отсутствия внешних раздражителей. Как художник, устроившийся в тайной студии. Во сне, точнее в первый период быст-рого сна, самый сложный и совершенный инструмент, известный миру, свободен делать и видеть что пожелает. Для мозга это, можно сказать, время игр. Некоторые ученые полагают, что именно на стадии быстрого сна мы становимся особенно умными, проницательными, творческими и свободными. Сон – время, когда мы по-настоящему живем.