«Лучшее лекарство»: Зачем мы спим

МЕНЮ


Новости ИИ
Поиск

ТЕМЫ


Внедрение ИИНовости ИИРобототехника, БПЛАТрансгуманизмЛингвистика, обработка текстаБиология, теория эволюцииВиртулаьная и дополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информации

АРХИВ


Август 2017
Июль 2017
Июнь 2017
Май 2017
Апрель 2017
Март 2017
Февраль 2017
Январь 2017
Декабрь 2016
Ноябрь 2016
Октябрь 2016
Сентябрь 2016
Август 2016
Июль 2016
Июнь 2016
Май 2016
Апрель 2016
Март 2016
Февраль 2016
Январь 2016
0000

RSS


RSS новости
Ураган харви в США

Новостная лента форума ailab.ru

2017-07-23 14:00

Вы наверняка слышали, что с новыми знаниями надо «переспать», чтобы на следующее утро все стало понятнее. Сон имеет ключевое значение для консолидации памяти — перевода кратковременной памяти в долговременную. Консолидацию памяти можно сравнить с записью данных на жесткий диск компьютера; пренебречь сном — все равно что закрыть файл, не нажав на кнопку «сохранить».

Во сне мозг очень занят: он интерпретирует и структурирует новую информацию. Фаза быстрых движений глаз (БДГ-фаза), когда мы видим сны, порождает новые нейронные связи и необходима для творчества. Хорошо известны легенды о том, что Дмитрий Менделеев увидел во сне свою знаменитую таблицу элементов, а Август Кекуле — циклическую структуру молекулы бензола. Кит Ричардз из Rolling Stones рассказывал, что услышал во сне гитарный рифф, который лег в основу «(I Can’t Get No) Satisfaction».

Важность БДГ-фазы для консолидации памяти была много раз проверена учеными. В 2016 году в журнале Science был описан эксперимент, в котором у лабораторных мышей подавили активность нейронов, необходимых для БДГ-фазы. На следующий день лабораторные мыши демонстрировали признаки нарушения памяти: они не пугались в клетке, где вчера пережили стресс, а также не изучали передвинутый предмет (обычно любые изменения в окружающей среде вызывают у мышей интерес).

Консолидации памяти — сложный процесс, связанный не только с БДГ-фазой. В исследовании 2014 года ученые наблюдали под двуфотонным микроскопом за мозгом мышей, обучающихся новому упражнению. У животных, которые спали полноценно, формировалось намного больше новых синапсов — связей между нейронами двигательной коры мозга.

Прицельное нарушение разных фаз сна у лабораторных мышей показало, что для обучения новому навыку необходим медленный сон. В это время мозг «проигрывает» нейронную активность, связанную с освоением нового опыта, — по сути, тренируется во сне.

Таким образом, для консолидации памяти необходимы как быстрый, так и медленный сон. В фазе медленного сна «записанная» днем информация активируется и подготавливается к дальнейшей обработке; в БДГ-фазе формируются стабильные долговременные воспоминания.

Забудьте о плохом

Быстрый сон важен для обработки и сохранения эмоционально окрашенного опыта. Каждый замечал, что тронувшие нас события запоминаются намного лучше, чем нейтральные. Во время БДГ-фазы активна лимбическая система мозга, участвующая в регуляции эмоций.

В 2009 году Мэтью Уолкер из Калифорнийского университета в Беркли предложил гипотезу «сон для забвения и сон для запоминания» («sleep to forget and sleep to remember»). По его мнению, во время БДГ-фазы запоминаются факты пережитого опыта, но одновременно снижается яркость его эмоциональной окраски. Процесс длится несколько ночей.

Нарушение обработки эмоциональных воспоминаний во сне может быть причиной посттравматического синдрома и депрессии.

«Больше» в случае быстрого сна не означает «лучше»: важно, как информация обрабатывается. Так, люди, страдающие депрессией, после засыпания быстрее входят в БДГ-фазу и дольше в ней остаются; частота БДГ-фаз у них увеличивается. При депрессии быстрый сон занимает много времени, но протекает неправильно, интенсивно консолидируя негативные воспоминания. Многие антидепрессанты подавляют БДГ-фазу, что может объяснять их эффективность.

Зачастую бессонница — не следствие депрессии, а ее предвестник: люди, страдающие бессонницей, имеют в два раза больший риск заболеть депрессией. Хроническое недосыпание может нарушать формирование позитивных и нейтральных воспоминаний, не мешая консолидации негативных. Со временем это приводит к искаженному восприятию собственной жизни как наполненной только несчастьями.

Промывка мозга

Cон также необходим для очищения мозга от метаболитов, образующихся в процессе активности нейронов. В 2012 году команда ученых из Рочестерского университета обнаружила в мозге ранее неизвестную систему (названную глимфатической), образованную каналами вдоль кровеносных сосудов. По ним течет спинномозговая жидкость, которая омывает ткани мозга и выводит образовавшиеся токсины.

Нарушение работы глимфатической системы может быть причиной таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера. Это заболевание сопровождается накоплением в мозге определенных белков, большая часть которых выводится через глимфатическую систему. Если она не может полноценно очистить головной мозг из-за возрастных изменений или травмы, токсические вещества накапливаются и постепенно разрушают нейронные сети.

Во время сна активность глимфатической системы увеличивается в 10 раз. Клетки мозга «сжимаются» на 60%, чтобы спинномозговая жидкость могла свободно омывать ткани. Ночью головной мозг потребляет практически столько же энергии, сколько и в бодрствующем состоянии, — он занят важной работой по выводу токсинов. Мозг не может работать «на две ставки» — только или бодрствовать, или очищаться.

Сверим часы

Нехватка сна связана с ожирением и сахарным диабетом 2-го типа. У человека, который недостаточно спит, уровень гормона сытости падает, а гормона голода — растет. Уменьшается чувствительность тканей к инсулину, что вызывает рост уровня глюкозы в крови. Более того, в мозге активируются участки, которые реагируют на высококалорийную пищу.

Сон необходим для правильной работы иммунной системы: постоянное недосыпание делает человека уязвимым перед простудой. В 2015 году было проведено исследование, в котором добровольцам капали в нос жидкость с вирусом. Выяснилось, что люди, которые мало или плохо спят, после контакта с вирусом чаще заболевают, чем те, кто нормально высыпается.

Сном и бодрствованием управляют биологические часы, работу которых регулирует гипоталамус. Суточный ритм активности задает свет. Когда садится солнце, сигнал «отбой» передается от зрительных рецепторов в шишковидную железу, а она выделяет мелатонин, вызывающий сонливость.

Искусственный свет снижает выработку мелатонина и препятствует нормальному сну. Особенно вреден синий спектр, который излучают экраны смартфонов и компьютеров. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско установили, что использование гаджетов в течение часа перед отходом ко сну сильнее всего нарушает его качество.

Недостаток сна многими считается поводом для гордости: чем меньше спим, тем больше работаем, учимся и развлекаемся. Но сон — это не потерянное время. Качественный сон необходим для здоровья, настроения и остроты ума.

Правила просты: ложиться и вставать приблизительно в одно время, спать в полной темноте, за час до отхода ко сну выключать гаджеты и приглушать свет в комнате.