Ася казанцева о сне
Наука сна
Ася Казанцева о том, зачем нам нужно спать
Принято говорить, что весной природа пробуждается, но обычно после зимы прилива бодрости не появляется. Популяризатор науки, журналист и автор книг «Кто бы мог подумать! Как мозг заставляет нас делать глупости» и «В интернете кто-то неправ!» Ася Казанцева презентовала в Екатеринбурге новую лекцию про сон. А IMC записал, зачем нужно спать и как это правильно делать.
С точки зрения эволюции, сон бесполезен, так как повышает шанс быть съеденным. Несмотря на это, спят все млекопитающие, и (по всей видимости) все позвоночные. Беспозвоночные не спят в привычном понимании, потому что у них недостаточно для этого развит мозг. Но у них есть ритмы повышенной и пониженной активности. Поэтому для ученых вопросы о том, что такое сон, зачем он нужен и как ему удалось сохраниться в процессе эволюции, до сих пор остаются загадкой. Зато ясно, что образ существования серьезно влияет на продолжительность и качество сна.
Если вы хищник, то можете позволить себе спать очень много. А если, например, лошадь, то только стоя и не более двух часов. И лучше в окружении товарищей. Дельфины умеют спать двумя полушариями по очереди. Одновременно обоими полушариями он засыпает лишь на какие-то доли секунды. Интереснее всего с акулами: долгое время считалось, что они не спят вообще, потому что у них так работает дыхание, и им нужно плавать, чтобы вода промывала им жабры. Но в последнее время морские биологи обнаружили, что акулы находят на дне места с сильными подводными течениями, где вода промывает им жабры, пока они спят.
У людей сон делится на характерные фазы: медленный и быстрый сон. А медленный подразделяется еще на четыре стадии. В это время замедляются все процессы в организме, снижается температура, а мы можем ворочаться, писаться, разговаривать и перемещаться (если вы лунатик). Потом наступает стадия быстрых движений глаз, иначе называемая парадоксальным сном. Её следует рассматривать, как особое состояние между бодрствованием и сном. По энцефалограмме парадоксальный сон совершенно не отличим от бодрствования: мозг работает активно, снятся яркие сны, но у нас ничего не шевелится, кроме глаз. Чтобы в этом состоянии мы ненароком не выскочили из окна, у нас происходит паралич мышц, все заблокированы.
Благодаря добровольцам, которые согласились спать в томографе и смогли достичь быстрой стадии сна, ученые выяснили, что во время стадии быстрых движений глаз подавлена активность дорсолатеральной префронтальной коры. Эта область отвечает за принятие решений, представление о морали и нормах, когнитивный контроль, в ней находится наша личность. Ночью во время стадии быстрых движений глаз её активность замедлена, мы никуда не можем пойти. С другой стороны в этот момент у нас активно работает лимбическая система, отвечающая за эмоции, мотивацию и социальные отношения.
Благодаря ей иногда мы видим неприличные сны.
На людях таких экспериментов не проводили, но известно, что по вине невыспавшихся водителей ежегодно происходит почти 1500 автомобильных аварий. Когда мы долго не спим, снижаются реакции и когнитивные функции. У нас снижается чувствительность к инсулину, и, как следствие, происходит нарушение обмена веществ: люди, как и крысы, которые не досыпают, начинают больше есть.
У детёнышей, человеческих и не только, наоборот, чрезвычайно важен быстрый сон.
На детёнышах крыс проводили исследования, когда стадию быстрого сна нарушали. Такие крысы не умирают, но они вырастают не совсем обычными: у них меньше плотность серого вещества в мозгу, а также отличается поведение. В отличие от других крыс, отличающихся осторожностью, они выходят в центр пространства при тесте «открытое поле». А еще крысы, которых в детстве лишали фазы быстроволнового сна, не интересуются сексом, у них нет либидо.
Существует масса теорий на вопрос, зачем нужен сон. Скорее всего, в ходе эволюции он возник для экономии энергии. А кроме этого, сон нужен для регулирования эндокринной системы. У нас есть много гормонов, у которых есть суточные ритмы воспроизводства. Иногда эти ритмы со сном не связаны, например, уровень кортизол всегда повышения в 4-5 часов утра, независимо спим мы или нет, а уровень мелатонина повышается в темноте. Есть гормоны непосредственно связанные со сном, например, гормон роста. Он нужен не только для детей, но и, например, для заживления ран, так как стимулирует синтез белка. По всей видимости, сон нужен для «мелкого ремонта» внутренних органов.
Существует забавная теория про сон, которую разрабатывает Иван Пигарёв. Он считатет, что во сне мозг переключается с обработки той информации, которая поступает от внешней среды на ту, которая идет от внутренних органов, используя те же самые мозговые мощности.
Есть такое понятие sleep debt – «сонный долг»: если вы пропустили одну ночь сна, то в течение ближайших суток вы можете наверстать его без серьёзных последствий для здоровья. А если вы продолжите, начнёт страдать ваш мозг.
Днём можно спать, но при тёмных занавесках и в маске для сна. В идеале делать это стоит в одно и то же время суток, чтобы не «сбить» биологические часы.
Сон нужен не столько, сколько запоминать, чтобы забывать всякую ерунду. О том, что он важен для запоминания, показывают поведенческие эксперименты: если людей научить чему-то, а потом отправить спать, они покажут лучшие результаты запоминания, чем те, с кем провести действия в обратном порядке (сон – потом учеба). Вы, наверное, знакомы с ситуацией, когда вам нужно готовиться, но вы весь день на что-то отвлекаетесь, и только поздно вечером садитесь учиться, а потом идёте спать. Так вот, вы всё делаете правильно.
Нейробиология доказывает, что учиться надо перед сном, а потом высыпаться.
При этом не нужно спать нужно в прохладном помещении. Сон глубже у тех, кто сначала согрелся, а потом спит в комфортной для себя температуре.
Осознанные сновидения более или менее признаны наукой нейрофизиологией. Их можно описать как промежуточное состояние, которое чуть-чуть ближе к бодрствованию, чем стадия быстрого сна. Это тонкий баланс, которого сложно достичь.
Чтобы их добиться, нужно долго вести дневник сна, а в нем выделять паттерны, которые постоянно возникают. После этого нужно всегда спрашивать себя, спплю я или нет, когда в реальной жизни появляется объект из сна. Когда эта привычка укоренится в мозгу (для этого нужно несколько месяцев тренировок), то можно спросить себя во сне: «Сплю ли я сейчас?», и от удивления немедленно проснуться. После еще нескольких месяцев, у вас может получиться нащупать этот баланс: понять, что вы спите, но остаться во сне и начать там экспериментировать. Правда, непонятно, какой в этом практический смысл, кроме развлечения.
Почему сон и движение так важны для нашего мозга: интервью Аси Казанцевой
Лента новостей
Все новости »
Почему нет биологического смысла учиться утром? Можно ли сказать, что наша личность обусловлена индивидуальной микроархитектурой мозга и почему образ жизни играет важнейшую роль для формирования новых нейронных связей?
Любовь, память, решения — все это рождается внутри нашего мозга. То, что мы используем его лишь на 10%, не более чем миф — об этом научный журналист Ася Казанцева писала еще в своей первой книге. В 2019 году она выпустила уже третью — «Мозг материален», в которой подробно рассказывает о нашем главном рабочем инструменте.
Этот процесс можно наблюдать на уровне отдельных клеток. Например, для распознавания цветов у нас есть красные и зеленые колбочки. Но проблема в том, что спектры их чувствительности очень сильно перекрываются, то есть, когда вы видите зеленый цвет, то и красные колбочки в этот момент тоже активны. На уровне информации от сетчатки невозможно точно сказать, какой цвет видит человек и можно ли ему переходить дорогу по пешеходному переходу. Но дальше, на более высоких уровнях обработки зрительной информации в мозге, есть клетки, которые буквально вычитают один сигнал из другого. И уже они с уверенностью говорят: «Сигналы от зеленых колбочек интенсивнее, чем от красных, так что дорогу переходить можно». Или наоборот.
Такие же процессы можно изучать на уровне крупных отделов мозга. Скажем, многие исследователи наблюдают за тем, как люди что-нибудь покупают за настоящие деньги, лежа в томографе. Можно видеть, как прилежащее ядро, «центр удовольствия», активируется тем сильнее, чем больше человеку нравится товар. И одновременно островковая кора, связанная вообще-то с болью и отвращением, активируется тем сильнее, чем более высокую цену запросили исследователи. А медиальная префронтальная кора сопоставляет сигналы от этих областей, и по активности этих отделов мозга исследователи могут уверенно предсказать решение человека до того, как он сам ответил, будет покупать предложенный товар или нет.
Что касается движения, здесь все просто: современные люди двигаются гораздо меньше, чем двигались наши предки, и мозг просто не рассчитан на такой пассивный образ жизни и не может полноценно функционировать в таких условиях. Он просто начинает страдать от недостатка кровоснабжения. Во время аэробной нагрузки у нас учащается пульс, к мозгу поступает больше крови, и это позволяет мозгу синтезировать больше молекул, необходимых для формирования новых синапсов. Дети, подростки и молодые взрослые еще как-то справляются, потому что у них достаточно энергии и они обычно могут набрать достаточно физической активности, просто потому что играют, бегают, гуляют, хотя бы даже подметают пол. А вот к сорока годам человек зарабатывает на автомобиль, домработницу и доставку суши на дом, перестает двигаться, и это очень плохо отражается на его когнитивных функциях. Пожилые люди и вовсе попадают в ужасный замкнутый круг: они плохо себя чувствуют, из-за этого не ходят гулять, из-за этого начинают чувствовать себя еще хуже.
В принципе у шимпанзе тоже есть такая проблема. Самка не заводит нового ребенка, пока не вырастила предыдущего хотя бы лет до четырех, чтобы он мог уже сам находить себе пропитание. И из-за этого шимпанзе очень немногочисленны и все время балансируют на грани вымирания. Рожать ребенка раз в четыре года — это слишком мало для того, чтобы наращивать численность вида в условиях опасной дикой природы.
Предки человека смогли выбраться из этой эволюционной ловушки, по-видимому, как раз потому, что у них появилась любовь. Это клей, который удерживает мужчину рядом с женщиной и побуждает приносить ей еду. В таких условиях шансы на выживание потомства гораздо выше, можно заводить по ребенку в год и в итоге достигнуть численности в 7,5 млрд.
Ася Казанцева: Зачем нужно спать и как делать это правильно
Спойлер — нейробиологи не знают точно, зачем спать, и постоянно меняют мнение о том, как правильно спать. Если бы у меня было всего 30 секунд, то я бы рассказала, что:
Под катом конспект на 7 минут чтения часового выступления про сон Аси Казанцевой «Зачем нужно спать и как делать это правильно». Еще один поинт в копилку полезных материалов про сон — Sleep Hackers.
Промотать к видео
Как животные спят
Ученые предполагают, что спят все млекопитающие, все позвоночные. Беспозвоночные не спят в привычном нам смысле, но у них тоже есть циклы активности.
Сон резко повышает вероятность быть съеденным, так что избавление от сна было бы сильным эволюционным преимуществом. Но так не произошло.
Есть вариабельность длительности сна в зависимости от места пищевой цепочке. Льву, у которого нет естественных врагов, нормально поймать добычу и спать по 18 часов, спокойно переваривая обед. А лошади или другому крупному копытному приходится спать по 2 часа в сутки, причем основную часть времени на ногах. Спят лежа они по 15 минут, только из-за фазы быстрого сна, когда парализована активность мышц. Делают это копытные в окружении бодрствующих сородичей.
Долго ученые думали, что акулы не спят, т.к. из-за физиологии им необходимо двигаться и создавать поток воды, чтобы жабры фильтровали кислород. В последнее время дайверы находят морские пещеры с подводными течениями, где на дне лежат акулы. Потоки воды промывают их жабры. Энцефалограмму с акулы никто не снимал, но похоже, что акулы так спят. Некоторые исследователи считают, что за плавание у акул отвечает спинной мозг, так что они могут и плавать и спать головным мозгом (дополнение автора).
Дельфины и киты вообще спят половинками мозга, чтобы не утонуть.
Классическое исследование депривации сна на мышах
Ссылка на учебник, откуда иллюстрация.
Мыши живут на вращающейся платформе, в одинаковых условиях, им в мозг вживляют электроды. Одной дают спать, другой нет. Та, что спит живет на платформе не очень весело, но долго. Та, что не спит, начинает много есть, худеет и умирает через месяц.
Не всегда понятно, почему мышка умерла. У нее поврежден мозг, но не на столько, чтобы умирать от этого. У нее угнетена иммунная система, но в лаборатории можно создать стерильную среду без бактерий.
На людях такие эксперименты не проводили.
Последствия недостатка сна у людей
По данных американской ассоциации сна 1,5 тысячи человек гибнут от недостатка сна на дорогах. Всего происходит около 100 000 ДТП в год из-за недосыпа, в них 70 000 людей получают травмы.
Недостаток сна сильно снижает скорость реакции. Человек еще может вести автомобиль, но не сможет правильно или своевременно отреагировать на внештатную ситуацию.
Люди толстеют от недостатка сна. Из-за недостатка сна у человека снижается чувствительность к инсулину. Этот гормон помогает усваивать глюкозу из крови. Если инсулин есть, но клетки на него не реагируют, они не усваивают глюкозу, отправляют сигнал, что они «голодные» и человек переедает.
Это еще грозит диабетом второго типа, когда клетки не реагируют правильно на инсулин, отправляют сигнал, что нужно больше инсулина, поджелудочная начинает вырабатывать больше инсулина, поджелудочная истощается, выработка инсулина прекращается и человеку приходится делать инъекции инсулина.
Мелатонин
Гормон, который вырабатывается, когда мы спим в темноте. На мелатонин завязано восстановление организма и правильная работа иммунной системы.
Иммунная система борется не только с бактериями и вирусами. Она еще уничтожает раковые клетки организма. В норме почти в любом организме есть небольшое количество раковых клеток, которые иммунная система вскоре убьет. Рак же начинается, если иммунная система по каким-то причинам вовремя не заметила раковые клетки и они сильно разрослись. Вероятность раковых заболеваний повышается, если человек не спит или спит при свете.
Гормон роста
Сон важен детям из-за выработки гормона роста. Но у взрослых гормон роста отвечает за восстановление и мелкий «ремонт» — заживление ран, к примеру.
На животных проводили эксперименты, из-за лишения сна они медленнее заживляют раны.
Если вы делаете прививку, то у вас должны начать вырабатываться антитела. Когда группа добровольцев во имя науки недосыпала после прививки, то через 3 недели анализы показали, что прививка им не помогла — организм не смог выработать достаточное количество антител. Эта часть добровольцев иммунитет против заболеваний не выработала.
Если вы не спите начинаются проблемы с иммунитетом, интеллектом и обменом веществ. Но это не отвечает на вопрос зачем спать и какова основная функция сна.
Обработка информации
Т.к. мы спим «мозгом», можно предположить, что спим мы для мозга.
Современный нейробиологический мейнстрим думает, что сон нужен для обработки информации, и перехода информации из кратковременной памяти в долговременную.
Было исследование 2009 года, крыс учили проходить лабиринт, а когда они засыпали, сканировали мозг крысы и видели, что мозг последовательно активировал те же участки, что и при прохождении лабиринта.
Вот тут есть большой обзор исследований по теме сна.
Стадии сна
Пожилым людям (60+) тяжелее погрузиться в стадию медленно-волнового сна. Некоторые исследователи думают, что возрастные проблемы с памятью могут быть из-за этого.
Лиза Маршалл попробовала с помощью транскраниальной электрической стимуляции «помогать» мозгу запоминать информацию. [Ссылка 1], [Ссылка 2].
Участники эксперимента заучивали пары слов, проходили тестирование вечером, а потом они ложились спать с электродами на голове. Половина спала с включенными электродами, половина с выключенными. Испытуемые ничего не ощущали, волны 0,75 Гц незаметны для восприятия. Утром участники проходили тест повторно. Все показали результаты лучше, чем вечером, сон помогает запоминать. Но те, кому не включали стимуляцию, вспомнили на две пары слов больше, а те, кому включали — на пять.
До сих пор Лиза Маршалл ведет работу только с пожилыми людьми.
Медленно-волновой сон — мы спим глубоко, нам не снятся сны, понижается температура, понижается давление, замедляется сердечный ритм, замедляется обмен веществ. На этой стадии мы можем разговаривать во сне, совершать лунатические движения.
Быстро-волновой сон, он же REM/БДГ — энцефалограмма почти не отличается от состояния бодрствования. Нам снятся сны. Во время этой стадии подавлено действие префронтальной коры головного мозга, которая отвечает за силу воли, когнитивный контроль, представление о приличном. Из-за этого во сне мы часто совершаем социально-неприемлемые действия.
Во время этой стадии сна подавлены движения скелетных мышц, мышц рук и ног. С этим связан сонный паралич. Вокруг этого явления много мифов родилось.
Стадия медленно-волнового сна, судя по всему важнее для организма, она в начале сна длиннее, а быстро-волновой сон сначала совсем короткий. Для взрослого организма быстро-волновой сон не так важен. Есть антидепрессанты, у которых побочка — сильное сокращение стадии быстро-волнового сна. Люди годами их принимают и нормально себя чувствуют.
Просыпаться легче на переходе от медленного сна к быстрому и совсем легко на окончании быстрого сна.
Будильники
Есть будильники по фазам сна, но они или неудобные или ненадежные. Если это датчик на матрасе, то человек во время медленно-волнового сна может быть тоже неподвижен — точность потеряна.
Самый надежный вариант — энцефалограмма, но не каждому по душе спать в датчиках.
Есть браслеты, которые измеряют пульс, это чуть надежнее, чем просто датчик движения. Можно попробовать разные будильники и поискать подходящий.
Существуют ли совы и жаворонки
Да, научное сообщество их признает. В первую очередь это основано на опросах, где люди заполняют желаемое для них время отхода ко сну, время пробуждения, время продуктивной работы.
Плюс проводили физиологические эксперименты. Есть суточные температурные циклы. Температура тела у человека ниже всего в 4-6 часов утра, у жаворонков этот минимум наступает раньше, а у сов позже. После достижения температурного минимума организму нужно еще пару часов сна, и жаворонок может встать в 6 и чувствовать себя хорошо, а сова не может
Человек в течение жизни меняет предпочтения.
Если жить в районе, где рассвет наступает рано, а за день человек устает, то сова превращается в стабильного жаворонка. Хотя биологический жаворонок в такой ситуации ложился и вставал бы еще раньше.
Чем ближе к экватору — тем больше жаворонков. Вероятно из-за того, что там рано темнеет, а днем невозможно работать из-за жары.
Маленькие дети встают рано.
В подростковом возрасте начинается сдвиг, к 20 годам человек обычно достигает «совиного максимума» и основную часть жизни люди более склонны к совиному образу жизни.
После 50-ти лет многие вновь возвращаются к более раннему пробуждению.
Жаворонки лучше учатся в школе и университете, т.к. недосып снижает совам интеллектуальные возможности, мотивацию, внимательность, силу воли.
У сов есть некоторое преимущество в IQ, которое усиливается с возрастом. Возможно тут дело лишь в том, что когда человек сова, ему важнее стать умным, чтобы найти себе такую работу, которая позволит построить график жизни под его потребности.
Генетические биологические часы
В гипоталамусе находится супрахиазматическое ядро, которое отсчитывает суточные ритмы. Эти ритмы примерно укладываются в 24 часа.
Похоже, что совы и жаворонки появляются от того, что биологические часы спешат или отстают. Когда в мире прошло 24 часа, организм думает, что прошло 23 или 25.
Встречаются мутации в генах, которые сдвигают желание спать, к примеру, с 14 часов после пробуждения, на 15 часов. Если человека не трогать и лишить солнечного света, он может начать жить по своему ритму и каждый день ложиться на час позже, чем в прошлый раз.
Обычно солнечный свет корректирует отклонения наших часов.
Вот ссылка на статью 2019 года про влияние циркадных ритмов сердечно-сосудистые заболевания (дополнение автора).
Самая важная информация про сон
Правильный режим света поможет и нормально уснуть и легко проснуться.
Жаворонкам легче жить обычно из-за того, что они спят в темноте. Но жаворонки страдают зимой — просыпаться в темноте плохо. Мозг не понимает, что уже утро и пора активироваться, он не может подвести свои внутренние часы.
Облегчить жизнь могут очень яркие лампы на рабочем месте и прогулка в обед под солнышком.
Алкоголь помогает быстро уснуть, но поверхностно. Ночью люди часто просыпаются от отравления уксусным альдегидом.
Если у человека проблемы с бессонницей и он хочет наладить сон, ему придется отказаться от всех психостимулирующих веществ — алкоголь, кофеин, никотин.
Никотин тоже стимулирует, он конкурирует с ацетилхолином. Нейробиологи ненавидят Алана Кара за то, что он рассказывает, что вы можете спать и не курить 8 часов. Во время сна организму не нужен ацетилхолин или заменяющий его никотин. Это нормально.
Лучше спят люди, у которых физнагрузка есть, но не прямо перед сном. Если вы куда-то быстро бежали перед сном, у вас выбрасывается в кровь адреналин, которые ускоряет сердцебиение, которое перед сном должно замедляться.
Советы
Про темноту уже было выше.
Тишина — это скорее про монотонность. Многим нормально спится под монотонные звуки, вроде тиканья часов.
Осознанные сновидения
Наука их признает. Технологии есть разные, их можно найти в интернете.
Их удалось доказать т.к. осознанные сновидения происходят на стадии быстрых движений глаз. С испытуемыми в лаборатории заранее договаривались, что если им приснится осознанный сон, то они будут подавать сигналы глазами.
Это позволяет исследователям соотнести, что в момент осознанного сна показывает энцефалограмма или томограмма. В мозге в этот момент состояние между быстро-волновым сном и бодрствованием.
Во время быстро-волнового сна обычно подавления префронтальная кора. Во время осознанного сна она тоже подавлена, но не так сильно.
В лобной и теменной областях появляются гамма-волны частотой от 25 до 120 Гц. Эти волны плохо изучены, т.к. они похожи на просто сокращения мышц, и во многих приборах их просто отфильтровывают.
Но предполагается, что на частоте 25-120 Гц мозг работает над какими-то серьезными задачами и концентрируется. Такие волны не характерны для сна, но во время осознанных сновидений такие волны есть.
Урсула Восс попробовала применить транскраниальную стимуляцию переменным током, чтобы заставить людей видеть осознанные сны. Если на мозг подавали волны 25 или 40 Гц, то людям чаще снились осознанные сны.
Мы ничего не понимаем
Есть группа гипотез, которая говорит, что сон нужен, чтобы наводить в мозге порядок — накапливать полезные вещества и вымывать неполезные.
Не понятны все механизмы, которые связывают сон с работой иммунной и эндокринной систем.
Сон продолжает оставаться огромной загадкой в нейробиологии. Но ни один нейробиолог не сомневается, что спать важно.
Если вы хотите быть умным и здоровым — спите хорошо.
Вопросы
Методики полифазного сна работают?
Если ваши циклы 1,5 часа и больше, да. Если вы будете спать меньше, то вы не будете успевать до быстроволновой фазы, это частично нарушит обработку информации.
Детям и подросткам не стоит экспериментировать, им важно спать достаточно. Если крысиным детям не давать спать достаточно, то они вырастают злобными, несчастными, глупыми взрослыми, склонными к риску и не интересующимися самками крыс (Я не уверена, что сейчас все еще про крыс).
Какие витамины принимать людям, которые вынуждены скакать по биоритмам?
У меня много перелетов, я сапожник без сапог и у меня нет правильного режима сна. Я принимаю витамины группы B. Витамины группы В нужны для работы нервной системы, их часто добавляют в энергетики. Особенно важны они для людей, которые едят мало мяса и животных продуктов.
Но лучше, чтобы любые препараты подбирал врач после пары ночей в его лаборатории.
А можно спать по 4 часа?
Большинству взрослых людей необходимо 4-5-6 циклов сна. Это от 6 до 9 часов сна, чаще всего. Если вы не будете досыпать регулярно, вы будете чувствовать себя плохо.
Можно переломить биоритм и из совы стать жаворонком, но нельзя переломить нужду организма в определенном количестве циклов сна в день.
Обучение во сне — реальность?
Нет, это миф. Судя по исследованиям, у нас во сне слишком подавлены сенсорные системы и сигналы для мозга не доходят, так что обучение во сне не работает.