Кнопка «Выкл.»: зачем тратить треть жизни на сон?

Отказ от сна ради работы снижает производительность труда каждого работника в среднем на 11 дней в году. При этом в некоторых языках даже появились специальные слова для обозначения смерти от переутомления на рабочем месте. Основательница The Huffington Post Арианна Хаффингтон провела расследование и доказала, что недосыпание снижает нашу продуктивность, портит здоровье, а иногда и разрушает личную жизнь. T& публикуют отрывок из ее книги «Революция сна: Как менять свою жизнь ночь за ночью», которую весной выпускает издательство «Альпина Паблишер», — о том, зачем учить машины спать, как сон помогает нам понять жизнь и почему на выходных невозможно отоспаться за рабочие дни.

Почему мы спим

Стремительное развитие науки сна в последние несколько десятилетии? полностью перевернуло представление о потребности спать, которое оставалось неизменным веками. Каждыи? день публикуются новые исследования, и, хотя предмет изучения отличается, все они подводят нас к одному выводу: нам может показаться, что во время сна тело и мозг бездеи?ствуют, как будто кто-то нажал на кнопку «Выкл.», но это очень далеко от правды.

Хотя сон по-прежнему остается загадкои?, ученые сделали множество удивительных открытии? о том, что в деи?ствительности происходит в человеческом теле во время сна. Сомнологи развеяли массу вредных и неверных заблуждении? о сне. Зная о процессах, которые происходят в мозге, пока мы спим, трудно поверить, что отдыхающии? организм и вправду так неимоверно занят.

Вопрос, которыи? главным образом волнует большинство людеи?, звучит так: «Почему мы вообще спим? Какои? смысл проводить треть своеи? жизни в состоянии бездеи?ствия, неразумно тратя кучу времени?» Говоря о базовых потребностях и желаниях людеи?, мы, как правило, подразумеваем питание и размножение. Тем не менее сон не менее важен для выживания. Эрин Хэнлон, доцент Центра по изучению сна, метаболизма и здоровья Чикагского университета, подчеркивает, что сон важнее: «Потребность в сне может превалировать даже над потребностью в пище. Если вы будете сознательно пытаться не спать — мозг просто отключит вас».

По результатам многих исследовании? известно, что произои?дет, если мы не будем спать, а вот одна история, которая произошла на самом деле. В 1959 г. нью-и?оркскии? радиоведущии? Питер Трипп не спал на протяжении 201 часа подряд (более восьми днеи?) в поддержку Благотворительного фонда «Марш гривенников» и ежедневно вел радиопередачи из стекляннои? будки на Таи?мс-сквер. Афиши окрестили эту акцию «бессонным марафоном». На четвертыи? день Трипп стал грубым и язвительным, а еще через два дня у него появились сильные галлюцинации и развилась паранои?я. Температура тела сильно снизилась, и, хотя ведущии? все еще бодрствовал, приборы показывали, что головнои? мозг спит. На последнии? день «бессонного марафона» Триппу показалось, что наблюдавшии? его врач — сотрудник похоронного бюро, которыи? пришел забрать его тело.

Каждыи? из нас знаком (надеюсь, не так близко) с нервным истощением, которое случается, когда мы сопротивляемся сну. (Разве есть что-то, что может сравниться с чувством уюта и спокои?ствия, которое испытываешь, когда наконец ложишься в постель в конце трудного дня?) Но откуда берет начало желание спать? Существует множество гипотез, почему мы нуждаемся в сне. Вот четыре основные теории.

Согласно теории бездеи?ствия, сон — это адаптивная реакция организма, выработанная в ходе эволюции. Животные, которые спали по ночам, реже попадались хищникам на глаза. Очевидныи? недостаток этои? теории заключается в том, что, несмотря на то что неподвижность может быть отличным защитным механизмом, в сочетании с невозможностью активно сканировать пространство эта теория не похожа на эффективную стратегию укрытия от хищников (кроме того, где гарантия, что навык передается детям генетически?). Согласно второи? теории — теории сохранения энергии — сон появился как способ снизить количество килокалории? (то есть энергии), которое мы должны потреблять и тратить ежедневно, так как во время сна замедляется скорость метаболических процессов. (Это как сократить свои ежемесячные расходы, чтобы поправить финансовое здоровье.) Третья теория называется теориеи? восстановления, так как сон — это способ восстановить ресурсы, потраченные за день. И, наконец, последняя теория — теория неи?ропластичности, согласно которои? сон — это функция поддержания и развития головного мозга.

Все эти теории имеют много общего, особенно две последние. Это подтверждают слова Патрика Фуллера из Гарвардского университета: «Спать полезно для бодрствования», или, как сказал его коллега Аллан Хобсон: «Мозг спит, мозг вызывает сон, мозг нуждается в сне».

Питер Трипп во время «бессонного марафона»

Мы никогда достоверно не узнаем, почему возник сон, однако, как говорит сомнолог Чикагского университета Аллан Рехтшаффен, «если сон не выполняет какую-то жизненно необходимую функцию, то это самая большая ошибка эволюции». Современная наука уже доказала его жизненно важную роль. Сон выполняет ряд сложных функции?, связанных с развитием и очищением мозга, обучаемостью, запоминанием, аппетитом, иммунитетом и старением. Помимо этого, сон оказывает критическое влияние на настроение, здоровье, творческие способности и отношения с людьми.

Итак, что заставляет нас засыпать вечером и просыпаться утром? Режим сна и бодрствования регулируется двумя взаимосвязанными системами: одна из них называется гомеостаз сна и бодрствования и регулируется внутренними сигналами тела, а вторая — циркадианныи? (суточныи?) ритм и регулируется внешними сигналами, в первую очередь дневным светом. Гомеостаз сна и бодрствования, несмотря на сложное название, — процесс интуитивно понятныи?: чем дольше мы бодрствуем, тем сильнее нам хочется спать, а чем дольше мы спим, тем скорее проснемся. Ученые называют это «давление сна», так как оно увеличивается во время бодрствования и снижается, как только вы засыпаете.

Название второи? системы, циркадианныи? ритм, происходит от латинских слов circa (вокруг) и dies (день). Циркадианныи? ритм — это цикл, которыи? длится приблизительно сутки. У людеи? циркадианные ритмы управляются небольшои? группои? клеток головного мозга, расположеннои? в гипоталамусе (прямо над зрительными нервами). По сути, это контрольные часы организма, настроенные приблизительно на 24 часа (точное время у каждого человека свое). Для точнои? и слаженнои? работы циркадианных ритмов требуется регулярная смена дневного света и темноты, кроме того, они взаимодеи?ствуют с нарастанием и падением «давления сна», которое регулирует сонливость и бодрость в течение дня.

Ритм сна постоянно меняется в зависимости от различных факторов, например того, сколько мы спим и когда. Младенцу требуется несколько месяцев, прежде чем его ритм сна станет циркадианным — об этом отлично известно всем измотанным родителям малыша. Каждыи? новыи? жизненныи? этап вынуждает людеи? менять свои привычки, в том числе ритм сна.

Засыпание, возможно, не кажется вам увлекательным процессом, но по сути оно напоминает великолепно поставленныи? танец, завораживающии? своеи? сложностью. Когда поздним вечером циркадианныи? ритм подходит к концу, максимальнои? высоты достигает давление сна, накопленное за день. Ученые иногда называют этот временнои? период «зонои? первичнои? сонливости» или открытием «ворот сна». Перес Лави, президент Израильского института технологии? Технион, дает такое определение: «резкии? переход от высокого уровня включенности к состоянию краи?неи? сонливости». Это значит, что мы уснем быстрее и легче, если ляжем спать, как только откроются ворота сна.

Факт: 60% людеи? во всем мире спят, не выпуская телефон из рук.

До того как я осознала важность сна, я относилась к нему как к врагу, считая, что нужно либо активно с ним бороться, либо игнорировать. Зону первичнои? сонливости я обходила за версту, как заминированное поле. Я изобрела множество способов работать вопреки желанию спать: слушала музыку для тренировок, чтобы взбодриться, ела (даже если не хотела), умывалась холоднои? водои? (только что спички в глаза не вставляла!). Естественно, каждую ночь, когда через мою жизнь проезжал ночнои? поезд, направлявшии?ся в ворота сна, я делала все возможное, чтобы не сесть на него. […]

Хочешь быть умным — спи

Одно из самых важных научных открытии? заключается в том, что сон, в сущности, работает как бригада дворников, которые ночью очищают мозг от токсичных белков, накапливающихся между клетками мозга за день. Маи?кен Недергаард, сооснователь Центра трансляционнои? неи?ромедицины Рочестерского университета, занималась изучением механизма, лежащего в основе очистительнои? функции мозга. «Это похоже на посудомоечную машину, — пишет она. — Мы же не едим с грязных тарелок, так почему мы соглашаемся жить, не используя всю мощь и весь потенциал нашего мозга?»

Исследования, которые Недергаард проводила на мышах, показали, что глимфатическая система («канализация» мозга) более активна во время сна и играет критическую роль для поддержания мозга в исправном состоянии. Когда мыши засыпали, клетки их мозга уменьшались в размерах, освобождая больше пространства для спинномозговои? жидкости, которая, свободно протекая через мозг, в буквальном смысле вымывала токсические отложения, образование которых связывают с развитием болезни Альцгеи?мера. Предварительные исследования показали, что похожии? процесс, возможно, происходит в головном мозге людеи?, — факт, которыи? мог бы стать важным прорывом в профилактике и лечении деменции. Вымывание ненужных химических продуктов и токсинов происходит исключительно во время сна, потому что, когда мы бодрствуем, мозг слишком занят, управляя другими функциями тела. Как говорит Недергаард, «мозг обладает ограниченным количеством энергии и, похоже, должен выбирать между двумя противоположными функциональными состояниями: бодрствовать (и оставаться в сознании) или спать (и заниматься очищением). Это как принимать гостеи?: вы можете либо развлекать их, либо убираться в доме, но делать и то и другое одновременно невозможно».

Если у мозга не хватает времени на то, чтобы вымыть все ненужные токсины и химические продукты, это имеет очень серьезные последствия. По словам Клэр Сэкстон из Оксфордского центра по функциональнои? магнитно-резонанснои? томографии мозга, недостаток сна со временем приводит к уменьшению размера головного мозга. Клэр сказала мне: «Мы обнаружили, что неудовлетворительное качество сна повышает вероятность уменьшения объема головного мозга в течение трех–пяти лет. На данныи? момент вопрос звучит так: является ли недосыпание причинои? изменения структуры головного мозга, или же его следствием либо это два взаимовлияющих процесса».

Ясно одно: здоровье мозга напрямую зависит от качества и количества сна. Регулярное недосыпание постепенно приводит к невосполнимои? потере клеток головного мозга — еще один аргумент в пользу того, что недосыпание по будням нельзя «компенсировать» воскресным сном «до обеда». Исследователи Пенсильванского и Пекинского университетов провели совместное исследование, в ходе которого было обнаружено, что недосыпающие мыши утратили 25% клеток голубоватого пятна — области головного мозга, отвечающеи? за умственную активность, концентрацию внимания и когнитивные функции. «В целом мы всегда предполагали, что полное восстановление когнитивнои? деятельности возможно как после краткого, так и долгосрочного лишения сна, — сказала Сигрид Визи, одна из авторов исследования. — Однако несколько исследовании?, проведенных на людях, показывают, что даже после трех суток полноценного сна устои?чивость внимания и еще несколько функции? когнитивнои? деятельности не нормализуются. Это поднимает вопрос о том, что последствия недосыпания для головного мозга являются непоправимыми». Она также добавила, что до недавнего времени «никто и не думал, что недостаток сна может так сильно сказываться на деятельности мозга».

По результатам исследования, проведенного в 2014 г. в Высшеи? медицинскои? школе Университета Дьюка и Национального университета Сингапура, было установлено, что чем меньше мы спим, тем быстрее стареет мозг. У пациентов, страдающих болезнью Альцгеи?мера, желудочки мозга (полости в головном мозге, заполненные спинномозговои? жидкостью) расширяются по мере того, как размер мозга сокращается, а его борозды и извилины становятся более выраженными и между ними образуются полости. Исследователи установили, что недостаток сна у пожилых людеи? увеличивает скорость увеличения желудочков мозга и снижает эффективность когнитивнои? деятельности, что и является симптомами старения мозга, связанного с началом болезни Альцгеи?мера. Это было впоследствии подтверждено результатами двух исследовании?, проведенных в Уппсальском университете в Швеции. По результатам первого исследования, мужчины, которые имели проблемы со сном, в 1,5 раза чаще страдали от болезни Альцгеи?мера.

В ходе второго исследования было обнаружено, что всего одна бессонная ночь приводит к увеличению количества двух редких молекул головного мозга (NSE и S-100B), что является признаком повреждения мозга. (Если вам хочется спать прямо сеи?час — не стесняи?тесь, закрываи?те книгу и ложитесь в постель!)

Факт: экономика Соединенных Штатов ежегодно теряет $63 млрд из-за снижения работоспособности, вызванного недосыпанием.

Общее психическое здоровье также связано со сном. Канадские и французские исследователи обнаружили, что регулярныи? раннии? отход ко сну снижает риск развития психических заболевании?. Лежащии? в основе этого механизм задеи?ствует ультрадианные ритмы — циклы, на которые делится 24-часовои? циркадианныи? ритм. Ультрадианные ритмы регулируют температуру тела, выработку гормонов и аппетит и управляются дофамином — неи?ромедиатором, связанным с участками головного мозга, отвечающими за награждение и удовольствие. Дисбаланс дофамина, вызванныи? проблемами со сном, может привести к развитию биполярного расстрои?ства и шизофрении.

Кроме того, сон связан с долголетием. Когда я писала эту книгу, стареи?шим человеком на земле являлась Сюзанна Мушатт Джонс по прозвищу Мисс Сьюзи. 116-летняя долгожительница проживала в Бруклине, Нью-И?орк. Когда репортер из Daily News спросил ее, в чем секрет ее долголетия, она ответила: «Я сплю» — и даже показала, как именно.

Сон, память и когнитивная деятельность

Ученые приближаются к разгадке таинственнои? связи между сном и памятью. В ходе недавнего исследования Калифорнии?ского университета в Беркли было обнаружено, что плохая память и плохои? сон связаны между собои?. Их объединяет бета-амилоид — белок, которыи?, возможно, вызывает болезнь Альцгеи?мера. Ведущии? автор исследования, неи?робиолог Мэттью Уокер объясняет: «Чем больше бета-амилоида содержится в определенных частях головного мозга, тем сложнее вам уснуть и, соответственно, тем хуже ваша память. Кроме того, чем меньше вы спите, тем хуже вымывается этот токсин. Это замкнутыи? круг».

Помимо того, что недосыпание негативно влияет на процесс запоминания, оно также приводит к тому, что люди могут «вспоминать» то, чего никогда не было. Исследователи из Калифорнии?ского университета в Ирвине обнаружили, что недостаток сна способствует созданию ложных воспоминании?. Испытуемые, которые спали по пять и менее часов, чаще подтверждали, что смотрели новостнои? видеоролик, хотя на самом деле этого не происходило. Они также гораздо чаще вставляли в свои личные истории информацию, которую им ранее предоставили исследователи. Ведущии? автор исследования Стивен Френда сказал: «Известно, что недосыпание наносит большои? урон здоровью и когнитивнои? деятельности. Похоже, что, помимо этого, недосыпание приводит к тому, что наши воспоминания становятся нестабильными и легче поддаются влиянию».

В 2015 г. исследователи Университета штата Вашингтон продемонстрировали, насколько снижается когнитивная деятельность из-за недосыпания. Испытуемых разделили на две группы: одна группа спала как обычно, а другая не спала в течение 62 часов подряд. Испытуемые должны были нажимать на кнопку, когда видят определенную цифру, и не нажимать, если видят любую другую. Как только участники обеих групп усвоили это правило, инструкция была изменена на прямо противоположную. Ни один человек из группы лишенных сна не выполнил новое задание верно, хотя им давалось 40 попыток. «Помимо того, что неспавшие испытуемые медленнее восстанавливались, их способность к восприятию новои? информации была просто уничтожена», — сказал Пол Уитни, ведущии? автор исследования.

Мэттью Уокер из Калифорнии?ского университета в Беркли и Роберт Стикголд из Отделения сомнологии Гарвардского университета изучали влияние, которое оказывает сон на освоение моторных навыков и скорость запоминания. Участники исследования выучили несколько комбинации? клавиш. Наутро скорость набора возросла по всем комбинациям на 17–20%. Причем наиболее впечатляющии? прогресс наблюдался по самым сложным заданиям — 28,9%. То есть чем сложнее задача, тем важнее как следует выспаться перед ее выполнением.

Стикголд выступил на TEDx с речью «Сон, память и сновидения» о том, что сон помогает лучше понимать мир вокруг и тем самым — самих себя. В качестве примера он рассказал сказку о сапожнике, которыи? выкроил заготовки для пары новых кожаных сапог, но не успел их сшить и лег спать, а утром обнаружил, что сапоги готовы, хотя поблизости никого не было. «Это не сказка, — объясняет Стикголд. — Это процесс, которыи? происходит каждую ночь. Сон, как волшебныи? эльф-помощник, сшивает вместе все заготовки, и наутро мы обнаруживаем нечто более интересное, чем новая пара сапог». По его словам, мы находим лучшее понимание собственнои? жизни: «Когда мы пытаемся постичь смысл каких-то событии? в нашеи? жизни, мы на самом деле пытаемся связать их со всем остальным».

Сложные процессы, происходящие в головном мозге во время сна, не только интересуют сомнологов, но и служат источником вдохновения для изобретателеи?. Например, для Демиса Хассабиса, владельца компании DeepMind по разработке искусственного интеллекта (ИИ), купленнои? Google в 2014 г. Миссия компании заключается в использовании ИИ и открытии? неи?ронауки для решения серьезных мировых проблем.

Стюарт Рассел, эксперт по ИИ, удачно выразил ключевую идею, которая подстегивает Хассабиса и его команду: «Собственно говоря, машина, которая спит и видит сны, в долгосрочном периоде служит дольше, чем машина, которая все время работает. Под сном в данном случае подразумевается полное отключение функции? считывания и деи?ствия, а под сновидениями — многократное повторное воспроизведение опыта в целях максимизации обучения». Хассабис объяснил мне: «Это парадокс. Нам кажется, что сон — это неэффективная трата времени, в то время как это наиболее эффективное времяпрепровождение для обучения и памяти». Мы снова видим, как в наиболее передовои? и футуристическои? области науки лучшие умы человечества подчеркивают важную связь между сном и продуктивностью.

По результатам последних научных исследовании?, принцип «утро вечера мудренее» до сих пор остается самым результативным подходом к решению большинства проблем. Ученые Эксетерского университета (Великобритания) обнаружили, что «сон почти в два раза увеличивает вероятность вспомнить ранее забытую информацию. Резкии? прирост доступности воспоминании?, наблюдаемыи? после сна, может указывать на то, что некоторые воспоминания за ночь укрепляются. Это подтверждает гипотезу о том, что во время сна мы активно повторяем информацию, которую мозг считает важнои?». Студенты, имеи?те в виду: не нужно корпеть над конспектами до рассвета — экзамен прои?дет намного успешнее, если вы выспитесь как следует.

Неи?робиологи Рассел Фостер из Оксфорда и Стивен Локли из Гарварда обнаружили еще одну интересную взаимосвязь между сном и консолидациеи? памяти, проследив роль сна в эволюционном развитии. Оказалось, что процесс обучения у первых живых организмов происходил именно во время сна, что существенно повышало их шансы на выживание. Их мозг имел достаточно энергии для обучения, но меньше отвлекался на «шум» извне — идеальные условия для эффективного закрепления нового опыта, полученного за день. «Накоплен значительныи? ряд доказательств того, что сон необходим для обработки недавно задеи?ствованнои? кратковременнои? памяти (то есть перевода наиболее важнои? информации в долговременную память) и укрепления долгосрочнои? памяти». Сон не просто помогает дольше хранить воспоминания, он преобразует их, согласно результатам бразильского исследования, которое показало, что во время БДГ-сна связи между неи?ронами не только укрепляются, но и перестраиваются. Это также объясняет, почему полноценныи? сон положительно сказывается на творческом мышлении.