Каждый из нас понимает важность полноценного сна. Но что же на самом деле происходит, когда человек спит? Как сон влияет на психику и на состояние организма? И отчего же у многих людей бывает бессонница?

Вроде бы, жизнь должна делиться на сон и бодрствование. Не спящий человек двигается, решает поставленные задачи, логически мыслит, разговаривает, осознает свои действия. Сон же является бездействием, почти параличом. Сознание «зашоривается», мозг ведет себя совершенно иначе. Однако среднее ухо все равно работает так, будто продолжает что-то слышать, глазные яблоки периодически вращаются под веками, может появиться половое возбуждение.

Более 2300 лет назад философ Аристотель написал трактат «О сне и бодрствовании», где изложил свои мысли и вопросы по поводу сна. И только недавно на эти древние вопросы начали появляться ответы. В этом людям помог электроэнцефалограф, придуманный психиатром Г. Бергером в 1924 году – это устройство способно регистрировать мозговую электрическую активность.

Вопросы сна перестали быть философскими, ими занялась точная наука, хотя и ей было непросто разобраться в столь тонких процессах. Приборы современности, конечно, позволяют подобраться значительно ближе к истине.

Итак, день сменяет ночь, а ночь день, и так было, и так будет. У наших клеток есть так называемые «молекулярные часы», которые синхронизируют тело с наличием и отсутствием солнца, то есть со сменой дня и ночи (кстати, ученым, обнаружившим эти «часы» в восьмидесятых-девяностых годах, была вручена Нобелевская премия в 2017 году). Стоит сбить эти часы, подвинуть суточный ритм, и человек начинает испытывать головокружения, боли в сердце, может развиться диабет и преждевременная деменция.

Тем не менее, сегодня тот самый здоровый баланс сна и бодрствования в соответствии с круговоротом солнца можно назвать утопией. Почему же?

Лет сто назад люди спали в среднем по 9 часов в сутки, а сейчас редкий, например, американец наберет семь часов полноценного сна. И в этом, как ни странно, виноват прогресс!

Если наши прапрадедушки ложились на закате и вставали с петухами, то теперь световой день легко продлевается простым включением привычной нам лампы. А не святое ли дело посмотреть на ночь телевизор, засидевшись допоздна? А поиграть или доделать отчет на компьютере или покопаться в смартфоне? Наверняка и вы замечали за собой желание оттянуть момент отхода ко сну, ведь не досмотрен фильм или не проверены все соцсети…

«Потом, успеется…» – отмахиваемся мы от сна, который заставит нас оторваться от интересных или необходимых дел. И уже даже как-то не модно стало нормально высыпаться: от бессонницы мы пьем таблетки, от недосыпания – кофе чашку за чашкой…

Но давайте же наконец разберем сон поэтапно, рассмотрим все стадии, которые должны в идеале повториться до пяти раз за одну ночь хорошего сна.

I-II стадии сна. Обработка данных

Здоровый человек засыпает довольно быстро: нужно, чтобы все системы работали слаженно, чтобы суточный ритм был синхронизирован с переменой дня и ночи, чтобы начал вырабатываться мелатонин. Если все совпадает, нейроны быстренько засыпают, стоит вам погасить свет, укрыться одеялом и прикрыть глаза.

На электроэнцефалограмме можно четко увидеть разницу между состоянием нейронов при сне и бодрствовании.

Если вы активны, волны, фиксируемые электроэнцефалографом, хаотично скачут, а вот у спящего человека эти волны спокойные и ровные, что указывает на «сон мозга». Чувствительность значительно снижается, тело погружается в сон. Это первый этап (продолжительность около пяти минут).

Вторая стадия знаменуется появлением сигма-ритмов (или сонных веретен) – это вспышки активности мозга, которые длятся менее секунды. Возникая в глубинной части мозга, вспышки направляются к коре, внешней части. Ранее полагали, что общая активность мозга снижается, но оказалось, что это не так, просто активность меняет свою цель.

Ученые считают, что вышеупомянутые сигма-ритмы заставляют кору головного мозга обрабатывать и сохранять недавно полученные извне данные, запомнить информацию и весьма вероятно, что даже и соотнести ее с тем, что уже имеется в долговременной памяти.

Это подтверждают и практические опыты: у добровольцев замечено усиление частоты сигма-ритмов на следующую ночь после выполнения физических упражнений или выполнения сложных заданий. Есть предположение, что возрастающая интенсивность сигма-ритмов ночью позволяет мозгу проявлять бОльшие когнитивные способности на следующий день.

У ученых есть и другие предположения, например, что существует прямая связь между уровнем интеллекта и сонных веретен, поскольку благодаря состоянию сна возникают такие связи, которые никогда не возникнут у человека бодрствующего и тем более по его собственному желанию. Не зря мы говорим, что утро вечера мудренее, и что принимать решения стоит «на свежую голову».

Итак, в состоянии бодрствования мозг собирает информацию, а в состоянии сна – обрабатывает, сортирует ее, заодно решая, что стоит сохранять, а что нет.

Удивительно, но на нашем «жестком диске» не всегда остается то, что нам действительно стоит оставить. Во сне (и не только во второй фазе) наша память усиливается, и не всегда это хорошо.

Представьте себе человека, пережившего сильнейший стресс в результате, к примеру, получения новости о смерти родственника, ограбления или побоев. Изнуренный произошедшим, не успевший прокрутить в голове и оценить события и эмоции, этот человек с большой вероятностью ляжет спать, чего делать как раз и не стоит в течение хотя бы 6-8 часов. Ведь свежие, «непереваренные» сильные негативные воспоминания тут же отложатся в долговременную «копилку», и избавиться от последствий сохраненной информации будет гораздо сложнее.

То же касается, к примеру, солдат, вернувшихся с поля боя: отложенный хотя бы на шесть часов сон предотвратит ПТСР (посттравматическое стрессовое расстройство): за эти насколько часов участник боевых действий успеет осмыслить все, что произошло с ним и его товарищами, проговорить и обсудить это. Кстати, это обязательно практикуют пожарные, вернувшиеся со сложных заданий!

Полный цикл сна (коих, напомним, должно быть 4-5 за ночь) длится около 90 минут. В первый после засыпания цикл стадия II может длиться до пятидесяти минут, в последующие – меньше. Возникающие поначалу каждые две-три секунды сигма-ритмы постепенно снижают свою частоту. Сердце бьется медленнее, снижается температура тела, которое уже не реагирует на окружающий мир. И наступают третья и четвертая стадии сна.

III-IV стадии. Наведение порядка в организме

Знаете ли вы хоть одно животное, которое не спит? Таких не существует, хотя, к примеру, насекомые впадают в некое состояние оцепенения, но и оно подобно сну. Птица фрегат способна спать на лету, паря на воздушных потоках, новорожденные касатки и новоиспеченные матери не спят первые три-четыре недели. Дельфинам нужно постоянно двигаться, чтобы избежать переохлаждения, поэтому у них засыпает только одно полушарие мозга. Моржи при необходимости способны не спать почти четверо суток, а затем отсыпаться, причем, если животное спит в воде, ему нужно обязательно часто всплывать: некоторые моржи догадываются врезаться бивнями в ледяные глыбы, оставляя голову на воздухе, а тело под водой.

Кстати, даже если у животного нет мозга, его реакции во время сна и бодрствования заметно различаются. Взять хотя бы медузу – если она спит, пульсация ее тела ослабевает… Даже дрожжи – одноклеточные организмы – «спят»!

То есть природа создала сон миллионы лет назад, когда еще и не было такого органа как мозг, и изначально функция сна заключалась в поддержании жизни организма!

Невозможно круглосуточное бодрствование, поскольку оно требует энергетических затрат и должно непременно компенсироваться периодом отдыха. Во время сна клетки восстанавливаются и организм, независимо от размера, набирается сил.

У человека происходит то же самое, причем в основном в третьей и четвертой стадии цикла сна (на стадии III дельта-волны излучаются в меньшем количестве, на стадии IV – в большем). Когда мы крепко спим, клетки вырабатывают много гормонов роста, очень важных для костей, мышц и внутренних органов.

Если человек недосыпает, то можно забыть о нормальном функционировании иммунной системы, о здоровом артериальном давлении и температуре тела. Сон помогает быстрее исцелить травмы, а уж что и говорить о том, каким злым весь день ходит невыспавшийся человек? Можно долго обходиться без пищи, а вот без сна – никак.

У исследователей также есть предположения, что здоровый сон позволяет предупреждать развитие старческого слабоумия. Опыты на мышах, проведенные в Рочестерском университете в США дали очень интересные результаты.

У бодрствующего человека нейроны в мозге располагаются вплотную друг к другу, зато во время сна они уменьшаются более чем вдвое и между ними появляются большие промежутки. В это пространство сбрасываются отходы жизнедеятельности мозговых клеток, в том числе вырабатываемый ими пептид бета-амилоид. Этот пептид вреден, поскольку при накоплении способен разрушать связи между нейронами, а это путь к болезни Альцгеймера. Так вот, когда мы спим, спинномозговая жидкость свободно промывает расширенные межклеточные пространства, избавляя мозг от опасного пептида.

Мышцы в это время расслаблены полностью, а мозговые волны настолько же слабы, как у человека в коме. Сны, как правило, не снятся, чувствительность к боли – минимальна. По факту, мозг почти бездействует, но это необходимо, чтобы набраться сил и привести в порядок все системы.

Длится такое «коматозное» состояние порядка получаса, а затем происходит резкий выход из этого состояния, иногда сопровождаемый вздрагиванием, конвульсивным движением. Затем часто идет переход из четвертой в третью, вторую и первую стадии сна, и человек просыпается, хотя даже и не заметит этого – засыпает снова в течение нескольких секунд.

Статистика США показывает, что 80 и даже более миллионов граждан страны не проводят во сне рекомендуемого количества времени, а это минимум 7 часов. Это ведет к возрастанию числа сердечных приступов, невнимательности, которая может стоить жизни другим людям, например, на дороге или на операционном столе…

Тридцать процентов людей хотя бы раз в жизни сталкиваются с расстройствами сна – от синдрома беспокойных ног, бессонницы и остановки дыхания до весьма сложных и нераспространенных расстройств. Взять, к примеру, сонный паралич (невозможность пошевелиться сразу после пробуждения: это состояние пугает и заставляет людей верить в похищения инопланетянами). Синдром Клейне-Левина заставляет человека засыпать на неделю и даже две, а затем возвращаться к обычной жизни. А из-за нарколепсии можно впасть в глубокий сон «на ровном месте».

Популярнее всех расстройств сна, конечно, бессонница. Человеку тяжело уснуть и/или он часто просыпается ночью, а для того, чтобы справиться с проблемой, приходится пить таблетки. Недосыпание, то есть сон менее шести часов, это путь к нервным расстройствам, депрессии, ожирению, проблемам в организме в целом. Кто виноват в мучениях стольких людей? Может быть, дело в том, что мы хотим перехитрить природу?

Сон человека, как любого другого живого существа, имеет свойство сдвигаться во времени в зависимости от внешних факторов и прерываться, если очень необходимо. Это механизм защиты от опасности, когда мозг переключается с естественного процесса на управляемый и может разбудить человека в случае чего. То есть эволюция продумала и это. Но не всегда мы просыпаемся от того, что нашей жизни в теории может что-то угрожать: включиться этот механизм может и от нервного перенапряжения (экзамен, семейные неприятности, волнительное ожидание).

Когда-то бессонница не так мешала людям, потому что можно было просто подольше поспать. Сегодня же тому, кто должен быть в 9 на работе, такое провернуть не получится. Некоторые из нас способны уснуть где угодно и когда угодно, но это вовсе не суперспособность, а показатель серьезной нехватки сна, и это весьма опасно.

Мозг очень страдает от недобора часов сна, и в первую очередь плохо приходится префронтальной коре мозга, той его части, что отвечает за процессы, связанные с мышлением, принятием решений и решением сложных задач. Недосыпание ведет не только к раздражительности, но и к склонности принимать необдуманные и нелогичные решения: например, невыспавшийся человек согласен на все предложения, только бы его уже оставили в покое и дали поспать.

Еще одним минусом малого количества часов сна является риск переедания. Казалось бы, в чем может быть связь? Оказывается, не отдохнувший организм вырабатывает слишком много гормона грелина, отвечающего за чувство голода. Отсюда переедание и лишний вес.

«Добрать» недостающие часы сна днем – не выход, да и медпрепараты и всяческие приборы – не спасение. Врачи уверены: несмотря на достижения науки, процесс сна слишком мало изучен, чтобы массово использовать медицинскую технику и лекарства для управления сном. Это может быть опасно.

Не все отрезки цикла сна приносят организму пользу, и если бы их можно было отключить, у нас бы прибавилось огромное количество времени. Когда-то, лет сто назад, бытовало мнение, что во второй половине ночи сон вообще бесполезен, и полезно в это время бодрствовать. Эта теория была позже опровергнута, ибо как раз вторая часть ночи – время для особого периода сна, о котором мы далее и расскажем.

Период быстрого сна

Словосочетание «быстрый сон» слышали все, хотя и не все понимают, что это такое. А обнаружили и выделили его в 1953 году ученые Чикагского университета.

На электроэнцефалограмме быстрый сон неотличим от обычного, так что особого значения показателям не придавали. Зато любопытство стало вызывать то, что в этот период отмечаются движения глазных яблок и прилив крови к репродуктивным органам. Выяснилось, что эти процессы происходят в определенный период. Это был настоящий прорыв в науке сомнологии!

По тем данным, которыми располагает современная наука, ночной сон выглядит следующим образом. Сначала мозг проходит уже разобранные нами четыре стадии, потом наступает резкое пробуждение на очень короткий срок, за этим – 5-20 минут быстрого сна, и все сначала, однако длительность быстрого сна возрастает с каждым разом примерно вдвое.

Ученые считают, что именно период быстрого сна – время для восстановления клеток организма.

А как вам вероятность рассматривать сновидения как сумасшествие? Галлюцинации и сновидения можно ставить в один ряд, ведь и в том, и в другом случае мы видим то, чего реально-то и нет, верим в это, считаем, что так и должно быть. Вспомните любой из своих ярких запомнившихся снов с его весьма бредовой последовательностью событий…

Вопрос сновидений волновал умы с древних времен, а трактовали их и как божественные наставления (например, в Библии цари, и не только они, просили толковать свои сны), и как подсказки подсознания, и другими способами. Сейчас же многим ученым безразличны те образы, что человек видит во сне, поскольку они считаются результатом беспорядочного возникновения нейронных импульсов. Смысла в этой «игре мозга» никакого нет, зато проснувшись, человек собирает картинку из увиденных кусочков.

Есть специалисты, которые такого мнения не разделяют, полагая, что сновидения – результат обработки полученных накануне данных и эмоций. Природа создала этот механизм для упорядочивания файлов и оценки их необходимости в будущем.

Думаете, что не видите снов? Это не так, они есть, но вы их не помните, и это, кстати, очень хорошо: значит, вы качественно спите. Увидеть сон можно и на стадии медленного сна, но сновидение будет размытым и бессюжетным.

Продолжительность периода сновидений, то есть быстрого сна, составляет за ночь порядка двух часов, у пожилых людей – несколько меньше, вероятно, из-за процессов старения мозга и меньшего количества новой информации. А вот новорожденные, которые могут спать в сутки часов 16-17, примерно восемь часов находятся в приближенном к быстрому сну состоянии. Кстати, в таком же состоянии находится плод еще в материнской утробе примерно с 26 недели.

Исследователи уверены, что в периоды быстрого сна мозг находится в некоем состоянии тестирования своих возможностей. По-научному процесс называется кортикализацией функций.

Что происходит с телом?

Температура не повышается, оставаясь на самом низком уровне. Мышцы расслаблены, не двигаются (кроме сердца, диафрагмы, ушей и глаз), сердечный ритм учащается, реакция на раздражители отсутствует. Зато может присутствовать храп – результат вибрации воздуха в обмякших тканях дыхательных путей. А в мозгу проносятся самые разнообразные картинки – от слона с крыльями до многомиллиардного состояния. И мы уверены, что все реально.

Почему так трудно во сне отличить вымысел от реальности? Потому что мозг отключает все области, отвечающие за самоконтроль и логику. Клетки мозга не «общаются» между собой, так как прекращается выработка нейромедиаторов серотонина и норадреналина, которые выступают в роли «телефонных проводов». Получается, что в этот период наше сознание оказывается химически изменено, хотя потребление энергии мозгом стопроцентно, как во время бодрствования.

Зигмунд Фрейд считал, что наши сновидения – порождения наших инстинктов, то есть страха, агрессии, сексуального влечения, любви, радости. И он был прав, потому что за быстрый сон отвечает лимбическая система, которая порождает многие из основных инстинктов человека! Некоторые считают, что страшные, кошмарные сны мы видим чаще, чем хорошие, но, скорее всего, дело лишь в том, что кошмар запомнить проще. Потому что страшный сон с бОльшей вероятностью заставит немедленно проснуться по причине потенциальной опасности, а вот расставаться с приятным сновидением смысла и нет.

А почему же тогда вращаются глазные яблоки и подрагивают веки? Можно подумать, что движения глаз – признак «рассматриваемых» во сне объектов. На самом деле, объяснение элементарное. В период быстрого сна активируется варолиев мост – особый участок стволового мозга, импульсы от которого идут к части мозга, отвечающей за движения глаз. Летаем и падаем мы во сне по той же причине – те же импульсы «расталкивают» отделы мозга, связанные с движением.

Но вот фаза быстрого сна прошла, за ней идут мгновения пробуждения, затем снова погружение в сон, либо пробуждение с сохранившимися (весьма вероятно) воспоминаниями о последнем сне. Окончательно вернуться к реальности нам может помочь свет дня или лампы, который, достигнув сетчатки даже через прикрытые веки, дает сигнал супрахиазмальному ядру: пора просыпаться.

Сон – удивительное, прекрасное и загадочное явление. Сколько еще открытий предстоит совершить сомнологам? Никто не знает, ведь тайны «суперкомпьютера», который всегда с нами, безграничны!