Сон. Память. Мозг. Часть 1

Сон является настолько естественным состоянием, что мало кто задумывается о том, насколько важная роль ему отведена. Более того, из-за постоянного ускорения ритма жизни и возникающей в связи с этим нехватки времени люди думают скорее о том, как успеть сделать все дела, чем о здоровом сне. Но правильно ли это? Действительно ли время, потраченное на сон, настолько бесполезно? Чтобы разобраться с этими вопросами, необходимо понять природу сна и его роль в нашей жизни.

Как развивалась наука о сне

Несмотря на то, что наука о сне получила свое развитие лишь ближе к XIX, XX векам, сон и сновидения интересуют людей с давних времен. При этом сон всегда считался чем-то мистическим, связанным с потусторонним миром. Во многих древних культурах люди верили, что спящий человек находится в особом состоянии, являющимся промежуточным между жизнью и смертью:

«...сон же, по-видимому, принадлежит по своей природе к такого рода состояниям, как, например, пограничное между жизнью и не жизнью, и спящий ни не существует вполне, ни существует, ибо состоянию бодрствования жизнь присуща главным образом благодаря ощущению»

Аристотель

До наших дней дошли народные предания, согласно которым, когда человек засыпает, душа покидает тело и блуждает по миру. Тогда верили, что если изменить внешний облик человека (разрисовать ему лицо краской и т.д.), то душа не узнает тело и человек так и не проснется.

Такое понимание сна преобладало вплоть до XIX века, пока на смену магическим идеям не пришли химические и физиологические теории, которые, в свою очередь, не добились существенных результатов. Среди этих теорий – идея П. Кабаниса и И. Мюллера о связи сна с застоем крови в мозге или идея К. Бернара, А. Моссо и И.Р. Тарханова о взаимосвязи сна с малокровием [1].

И все же, в этот период развития науки о сне есть достижение, о котором нужно упомянуть. Существенных результатов в своей работе добилась русская женщина-врач М.М. Манасеина. Ее исследования, опубликованные в немецких и французских журналах в 1880-1890-х годах, произвели настоящий резонанс в европейском научном сообществе. В своих экспериментах она смогла подробно проследить и описать физиологические изменения, происходящие в организме при длительном отсутствии сна. Оказалось, что в если долго не спать, то начинает разрушаться иммунная система, в результате чего постепенно организм умирает.

Но несмотря на то, каких успехов добилась М.М. Манассеина и другие ученые этого периода, к сомнологии как науке о сне все еще относились с недоверием и скептицизмом. Причина этому крылась в отсутствии возможности достоверно подтвердить или опровергнуть многие выдвинутые теории. Сон изучали лишь опираясь на его внешние признаки, такие как поза человека, ритм дыхания, частота пульса, температура тела и др. Глубину сна и вовсе невозможно было определить, не разбудив человека.

Поворотным моментом для сомнологии стал 1928 год. В этом году немецкий психиатр Г. Бергер изобрел электроэнцефалографию. Теперь у сомнологии появился метод, позволяющий объективно изучать сон. Результаты не заставили себя ждать: в 1939 г. А.Л. Лумис, Э.Н. Харви и Г.А. Хобарт предложили первую классификацию стадий сна [1].

Не углубляясь в исследования этого периода, можно констатировать, что к концу XX века у сомнологии уже появились и оформились единые методы анализа сна. Это привело к тому, что наука о сне стала быстро развивающимся направлением исследований. В настоящее время сомнологией в нашей стране занимаются несколько десятков центров в различных городах, особенно известны лаборатории в Москве, Санкт-Петербурге и Ростове-на-Дону.

Сон

Сон – это естественный физиологический процесс, во время которого человек пребывает в состоянии, характеризующемся минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир.

Этот процесс цикличен. В среднем, суточный сон включает от 4 до 6 циклов. За время одного цикла последовательно сменяя друг друга, проходят первая фаза, начиная от дремоты, переходящей в глубокий сон, и заканчивая второй фазой, которую мы называем парадоксальным (быстрым) сном. Медленный сон еще называют ортодоксальным или non-REM-сном. Именно эта фаза наступает первой и на ее долю приходится около 75% сна. При этом нужно упомянуть, что эта фаза преобладает в начале сна, тогда как перед пробуждением увеличивается длительность быстрого сна.

Быстрый (парадоксальный) сон имеет ярко выраженную активную природу. Это проявляется в быстрых движениях глаз, учащенном дыхании и активности мозга, который тратит энергию практически также, как в состоянии бодрствования. Но несмотря на то, что клетки мозга проявляют высокую активность, информация как от органов чувств к мозгу, так и от мозга к органам не поступает. Эта странная ситуация, когда в мозге кипит деятельность, но не выходит за его пределы и привела к тому, что данную фазу сна назвали парадоксальной. Помимо этого, она наводит на мысль, что в фазе быстрого сна решаются проблемы иного характера, а именно – в этой фазе обрабатывается информация, полученная за предшествующий период бодрствования.

Спать меньше, работать больше?

В среднем, сон занимает от 5 до 9 часов в сутки. «Но ведь времени и так мало?» - скажете вы. И в этих словах есть смысл. Не сложно представить, сколько всего можно было бы успеть, если бы не нужно было ложиться спать. Не потому ли Уинстон Черчилль спал по 5 часов в сутки, Бенджамин Франклин – по 4, а Юлий Цезарь и вовсе отводил сну не более 3 часов в сутки?

Поэтому и не вызывает удивления мнение, согласно которому, чем меньше спишь, тем больше времени остается для жизни. И действительно, нам нужно успеть сходить на работу, посетить лекции и различные семинары, помимо этого, встретиться с друзьями или уделить время хобби. Как все это успеть, когда в сутках всего 24 часа?

Японцы нашли свое решение.

???- или как мы называем его на русском - Инэмури. Это интересное явление, которое широко распространено в Японии. Суть его в том, что человек восполняет недостаток сна в общественном транспорте, на работе и даже в супермаркете, в общем – в любом общественном месте. Такое поведение не только не вызывает осуждения, но более того, одобряется и поощряется японцами, так как считается, что человек, уснувший в общественном месте, мало спит дома и много работает.

Эта практика вызывает интерес, но возникает вопрос о том, не вреден ли такой прерывистый сон для организма?

Доктор биологических наук, профессор Ковальзон Владимир Матвеевич уверен, что сон должен укладываться в полуторачасовые циклы, что трудно сделать, если спишь не более получаса на ходу. Более того, известный ученый считает, что нехватка сна приводит к снижению работоспособности и повышенной раздражительности, а на протяжении более длительного периода недостаток сна и вовсе может привести к серьезным нарушениям здоровья.

Таким образом, какие бы требования ни предъявлял к человеку современный мир, нельзя пренебрегать сном и тем более отказываться от него.

Альтернативные способы сна

Несмотря на то, что отказывать себе во сне нельзя, есть альтернатива, получившая широкую известность в наше время.

Заключается она в том, что люди пытаются изменить режим сна таким образом, чтобы сократить общее количество времени, необходимое на сон.

Такой подход не лишен смысла, по мнению Ковальзона В.М. Главное, что нужно делать – соблюдать циклы сна, не прерывать их. Он считает, что идеальным вариантом является ситуация, когда человек просыпается по завершении цикла, а не в его середине, что часто бывает, когда звонит будильник.

Есть различные варианты измененного режима сна, например, так называемый «полифазный» сон. Люди, практикующие такой режим, вместо продолжительного 8-часового сна, спят несколько раз в течение суток. В итоге у них получается сократить общее время сна до 4,5 часов в сутки.

Приверженцы такого режима объясняют возможность уменьшения продолжительности сна следующим образом. Они уверены, что человек не особенно нуждается в фазе медленного сна, задачей которого является переход в фазу быстрого сна. Таким образом, они полагают, что если перейти в фазу быстрого сна как можно скорее, сократив фазу медленного сна, это приведет к тому, что время сна сократится, а на восстановлении сил организма это никак не скажется и человек успеет восстановиться и будет чувствовать себя отдохнувшим.

Есть люди, которые практикуют альтернативные режимы сна вполне длительное время. К таким людям относится и Евгений Дубовой, который, если верить его словам, уже более 2 лет практикует полифазный сон.

Таким образом, данное направление действительно очень привлекательно. Сейчас, когда время называют самым ценным ресурсом, необходимость увеличить часы активности заставляет людей искать возможность сократить время, которое уходит на сон. Насколько это хорошая идея, сейчас сказать трудно. Люди, долгое время практикующие альтернативные режима сна, вполне довольны результатами. Они считают, что на здоровье и самочувствие это не влияет. Но нужно понимать, однако, что такое кардинальное изменение привычного режима сна не исследовано, и поэтому нельзя с точностью предсказать последствия смены режима в долгосрочном периоде. И так же, как длительная нехватка сна приводит к возможности возникновения серьезных заболеваний, так и эксперименты с длительностью и количеством сна могут впоследствии привести к неблагоприятным результатам.

Обучение во время сна: миф или реальность?

«Ну хорошо» - скажете вы, - «пренебрегать сном нельзя, попытка его сократить может вызвать негативные последствия, а что если мы будем спать, но в это время будем учиться?»

Исследования показали, что обучение возможно на этапе расслабленного бодрствования и легкой дремоты. Но стоит перейти в более глубокую фазу сна, как восприятие материала нарушается, а потом и полностью прекращается. Таким образом, постоянно поддерживать человека в состоянии легкой дремоты – не решит проблему, так как человеку необходим полноценный сон, а обучение при обычном режиме сна невозможно из-за постоянной смены фаз [4].

В итоге, становится ясно, что учиться во время сна не получится. Возможно, это является одной из причин, по которой даже признавая важность сна для жизни, многие считают, что получив возможность избавиться от него, человек сможет обрести необходимое дополнительное время, которое он потратит с большей пользой.

Но это кардинально неверное мнение. Правда в том, что даже во время сна мозг «не выключается», а продолжает работать. Он анализирует и оценивает всю полученную за день информацию, сортирует ее и формирует механизм воспроизведения, создавая, тем самым, то, что мы называем воспоминаниями.

Попытавшись отказаться от сна или сократив время, потраченное на него, мы просто-напросто лишим мозг возможности спокойно осмыслить и «переварить» весь тот объем сведений, эмоций и переживаний, полученных и скопившихся за целый день.

Подведение итогов

В современном мире преобладает мнение, что много спят лишь ленивые, в то время как успешные люди спят мало. Это заблуждение. Нормальный сон не менее важен, чем правильное питание или спорт. Пока мы спим, наш мозг не перестает работать, он обрабатывает и раскладывает «по полочкам» всю полученную за день информацию, которая впоследствии будет формировать нашу систему взглядов и ценностей, а также будет использована нами для достижения наших целей.

Из первой части статьи статьи стало ясно, что сон является неотъемлемой частью нашей жизни. Было выяснено, что сон способствует восстановлению организма и непосредственно влияет на нашу способность воспринимать новую информацию. И все же, необходимо более подробно рассказать о том, как именно сон связан с процессами мышления и запоминания.

О том, как взаимосвязаны сон, деятельность мозга и память, и пойдет речь в этой статье.

«Кто познает тайну сна – познает тайну мозга»

Данное высказывание принадлежит французскому ученому Мишелю Жуве, внесшему значительный вклад в развитие сомнологии. Смысл его в том, что так же, как механизмы, отвечающие за состояние бодрствования, так и механизмы сна являются основой для жизнедеятельности человека и выступают первичными по отношению ко всем другим системам мозга, отвечающим за эмоции и мотивацию, обеспечивающим запоминание и отвечающим за сознание, обучение и поведение [3]. Примером может служить ситуация, когда из-за нарушений механизмов восходящей активации коры большого мозга (т.е. бодрствования) человек уходит в состояние комы и таким образом вышеуказанные системы, отвечающие за такие функции, как поведение, мышление и сознание, не могут быть реализованы.

Деятельность этих механизмов (бодрствования и сна) связана с деятельностью нейронов. Исследования во второй половине XX века показали, что наше мышление и сознание, реализуемые в состоянии бодрствования, возможны только при нормальной работе коры головного мозга. Обеспечивается эта работа воздействием подкорковых структур, называемых активирующими. Нейроны этих структур располагаются на всех уровнях мозговой оси и выделяют вещества, воздействующие на мембрану, поддерживая ее в состоянии тонической деполяризации, которая необходима, чтобы остальные нейроны могли обрабатывать сигналы и отвечать на них.

Таким образом, состояние тонической деполяризации, возникающее в определенных участках мозга, образует своеобразные центры активации мозга, которые условно можно назвать «центрами бодрствования».

Раз есть «центры бодрствования», то было сделано логичное предположение о том, что существуют и «центры сна». Опыты подтвердили данное мнение. Такой центр обнаружили в ядре гипоталамуса. Оказалось, что там находится группа нейронов, которые не реагируют при бодрствовании и быстром сне, но чрезвычайно активны при медленном.

«Все они выделяют один и тот же химический посредник — гамма-аминомасляную кислоту, главное тормозное вещество мозга. Стоит только активирующим нейронам по каким-то причинам ослабить свою активность, как тут же включаются тормозные нейроны и снижают ее еще больше. Так постепенно сон углубляется, пока не срабатывает расположенный в гипоталамусе механизм переключения (триггер) и вся система перебрасывается в другое состояние — либо бодрствования, либо парадоксального сна».

Ковальзон В.М. «Обучение и сон»

Периодически сменяя друг друга, «центры сна» и «центры бодрствования» обеспечивают нормальную работу мозга.

Память и сон

«Мы – это то, что мы помним».

Черниговская Т.В.

Речь шла о сне и о том, как он влияет на работу мозга, так при чем тут память? Ответ прост. Именно сведения, хранящиеся в памяти, формируют нас как личностей. Все, что мы когда-либо видели, слышали и чувствовали – все это и есть мы. Более того, каждый раз попадая в новую ситуацию, мы обращаемся именно к памяти, так как часто в ней содержатся если не ответы, то сведения, которые помогают нам искать эти ответы.

Таким образом, память помогает нам адаптироваться к постоянно изменяющимся условиям окружающего мира.

«Виды» памяти

Память подразделяется на декларативную и процедурную. Первая отвечает за воспроизведение информации о каких-либо событиях, связанных с жизнью индивида, либо сведений вообще, не привязанных к определенной жизненной ситуации. Декларативная память – это знание «чего-то». Именно ее мы используем, когда пытаемся дать определение какому-либо понятию или пересказать события прошлого дня.

В отличие от декларативной, процедурная память – это знание «как». Ее мы задействуем, когда пытаемся определить, как нам действовать[2]. Например, вы решили завязать шнурки на ботинках. Вы можете это сделать, даже не задумываясь. Почему? Потому что процесс завязывания уже находится в вашей процессуальной памяти и поэтому вы делаете это автоматически. То же самое с катанием на велосипеде.

Такое деление памяти, разумеется, условно, в реальности виды памяти отдельно не встречаются, а проявляют себя комбинировано. Возьмем процесс обучения новому танцу: вам необходимо запомнить не только порядок движений (за что отвечает декларативная память), но и отрепетировать все до «автоматизма» (что обеспечивается процедурной памятью).

Стадии процесса запоминания

Так же, как и сон цикличен, так и процесс запоминания можно разделить на стадии. Эти стадии: кодирование, интеграция, транслокация и консолидация.

На этапе кодирования информация обрабатывается и преобразовывается в зрительные образы. По сути, создается «внутримозговая модель» [2] того события или явления, которое мы хотим запомнить. Затем эта модель образов встраивается в уже приобретенный ранее опыт человека. Данный процесс получил название интеграции. При транслокации информация анатомически реорганизуется. После чего следует этап консолидации. Он характеризуется наличием двух важных функций, одна из которых отвечает за стабилизацию, а вторая – за усиление. «Консолидация делает след памяти более стабильным» и происходит это во время бодрствования. Во время сна осуществляется восстановление «затертых» следов и усиливается память.

Помимо этих основных этапов запоминания, не надо забывать про активное «стирание следов» или, другими словами, забывание. Но надо иметь в виду, что забывание является процессом временным. Потому как после того, как информация находит место в долговременной памяти, она уже никуда не исчезает. Проблемы возникают с несовершенством механизма извлечения и воспроизведения информации.

Так как связаны память и сон?

Эта взаимосвязь хорошо видна, если мы рассмотрим результаты эксперимента, проведенного над испытуемыми. Их всех разделили на две группы. Каждой необходимо было выучить определенное количество слов. Затем одну группу лишали сна в течение полутора суток, а вторая группа спала нормально. Дальнейшее тестирование этих групп дало следующие результаты: «не спавшие испытуемые воспроизвели на 40% меньше слов», чем испытуемые выспавшейся группы [2].

Вышеуказанный опыт проверял декларативную память или «память на события», но не менее интересные результаты получились и в опыте с не-декларативной памятью. Суть опыта заключалась в следующем:

Испытуемых обучали игре на пианино утром, в 10 часов. Вечером (в 10 часов) при проверке успешности урока никакого улучшения не было, но на следующее утро (в те же 10 часов) оно оказалось значительным (рис.10). Если же обучение проводилось вечером (в 10 часов), то существенное улучшение отмечалось следующим утром, в 10 часов, но при проверке в тот же день в 10 вечера его уже не было.

Ковальзон В.М. «Обучение и сон»

Таким образом, после ночного сна результаты испытуемых были гораздо лучше.

Но закреплению наших навыков способствует не только ночной, но и дневной сон. Он также значительно улучшает наш навык воспринимать и запоминать новые сведения. Об этом свидетельствует эксперимент, где две группы обучались работе на клавиатуре. Данный опыт интересен тем, что группа, «поспавшая» днем, стала печатать на 16% быстрее. Но что еще более интересно, так это то, что на следующий день после ночного сна результаты групп сравнялись. Данное обстоятельство показало, что как ночной, так и дневной сон позволяет ускорить обучение.

Так что же в итоге?

Спите. Не злоупотребляйте отдыхом, думая, что так сможете более эффективно провести день. Именно здоровый сон помогает человеку справляться с поставленными задачами.

Думайте. Наш мозг уникален, даже пока мы спим, он продолжает работать, обрабатывая информацию и превращая ее в воспоминания, которые будут формировать наш опыт.

Тренируйте память. Не забывайте, как сказала Черниговская Т.В.: «Мы – это то, что мы помним», так что запоминайте все, ведь именно обширные знания и прожитый опыт, накопленный за годы жизни, делают нас теми, кем мы являемся.

Литература:

1. Ковальзон В.М. Основы сомнологии: физиология и нейрохимия цикла «бодрствование–сон» [Электронный ресурс] / В. М. Ковальзон. — 3-е изд. (эл.).—М. : БИНОМ. Лаборатория знании?, 2014.—239с. : ил., [32] с. цв. вкл.

2. Ковальзон В.М. Обучение и сон. Природа, 2009, №7, 3-11.

3. Ковальзон В.М. Мозг и сон. Журнал высшей нервной деятельности, 2013, том 63, No 1, с. 48–60.

Автор: Закирова Ляйсан

Редактор: Чекардина Елизавета Юрьевна

Источник: www.sleep.ru

Комментарии: