Сон как восстановительный процесс - с точки зрения нейрофизиологии

Словами Макбета Шекспир говорит о том, что сон обладает восстановительными свойствами:

...невинный сон,
Сон, сматывающий клубок забот,
Смерть дня и омовенье от трудов, Бальзам больной души и на пиру Природы — лучшее из блюд...
(У. Шекспир «Макбет». Акт II, сцена 2.
Перевод А. Д. Радловой.)

Поведенческие ритмы. В нашем поведении доминируют ритм покоя — активности (обозначен красным), который обеспечивает изменение уровня нашей активности в течение дня, и цикл сна (обозначен фиолетовым), обеспечивающий смену фаз медленного и быстрого сна в течение ночи

а) Исследования депривации сна. Мы можем судить о сне как о процессе восстановления на основании личного опыта. К концу дня мы устаем, а после сна пробуждаемся отдохнувшими. Если мы мало спим, то становимся раздражительными. Одна из концепций сна как процесса восстановления предполагает, что химические процессы, которые обеспечивают клетки энергией, замедляются во время бодрствования и ускоряются во время сна.

Даже если это так, усталость и бодрость могут быть просто аспектами суточного ритма и не иметь ничего общего с износом организма или истощением его основных ресурсов. Чтобы определить, насколько сон важен для функционирования организма, ученые провели исследования депривации сна. Результаты таких исследований не позволили точно определить функцию сна, скорее, они выявили множество физиологических и когнитивных функций, которые были в разной степени из-за депривации нарушены (Elliott et al., 2014).

Исследователь сна Уильям Демент (William Dement) участвовал в иллюстрирующем указанную точку зрения исследовании депривации сна в качестве наблюдателя. В 1965 г. в рамках научного проекта старшеклассник Рэнди Гарднер (Randy Gardner) планировал побить мировой рекорд — 260 ч (почти 11 дней) непрерывного бодрствования. Ему помогали двое одноклассников, которые не давали ему заснуть.

Гарднеру удалось установить новый рекорд, после чего он проспал 14 часов и не сообщил о каких-либо нежелательных последствиях. Следует отметить, что у отдельных индивидов депривация сна может приводить к негативным последствиям (Van Dongen et al., 2004). В связи с опасениями по поводу пагубного воздействия недосыпания на здоровье Книга рекордов Гиннесса прекратила ведение учета рекордов бодрствования.

Демент сообщает, что во время эксперимента у Гарднера были зафиксированы галлюцинации, а также нарушения когнитивных функций и памяти. Такие нежелательные явления были кратковременными. Обзоры исследований депривации сна в течение ограниченного периода времени подтверждают, что такая депривация не вызывает выраженных физиологических изменений.

При этом повторяющиеся эпизоды недосыпания и нарушение режима сна оказывают неблагоприятное воздействие на физиологические процессы они приводят к ухудшению когнитивных способностей. Результативность при выполнении требующих концентрации внимания задач снижается в зависимости от количества часов, проведенных без сна. Недосыпание приводит к авариям на производстве и транспортным авариям.

Вызванные депривацией сна нарушения не приводят к неспособности выполнить задание — лишенные сна испытуемые могут выполнять даже очень сложные задания; вместо этого они приводят к неспособности удерживать внимание. Нарушение режима сна также может стать причиной метаболического синдрома, описанного в разд. «Клинические аспекты» вот в этой статье на сайте.

Изучение депривации сна затрудняет то, что у лишенных сна испытуемых может возникнуть состояние микросна. Микросон — это кратковременный сон, длительность которого составляет до нескольких секунд. Во время микросна участники могут сидеть или стоять — при этом их глаза закрываются, и они хуже реагируют на внешние стимулы. Если вы когда-либо вели машину, будучи уставшими, вы могли пройти через микросон — вы проснулись как раз вовремя, чтобы не съехать с дороги или не попасть в более неприятную ситуацию.

Средняя продолжительность сна. На продолжительность сна влияют время, затрачиваемое на добывание пищи, и вероятность стать добычей хищника

б) Депривация быстрого сна. Ряд исследований был направлен на изучение роли фазы быстрого сна. Чтобы исключить быстроволновый сон, ученые позволяли испытуемым спать, но будили их в начале фазы быстрого сна. Депривация быстрого сна вызывает изменения двух типов. В последующих сеансах сна у испытуемых наблюдается тенденция к учащению переходов к быстрому сну, поэтому их приходится будить все чаще и чаще.

После депривации быстрого сна у испытуемых происходит восстановление фазы быстрого сна — в первую ночь после эксперимента у них наблюдается увеличение доли быстрого сна.

Поскольку большинство исследований сна ограничены по времени, выявить возникающие вследствие депривации сна долгосрочные физиологические изменения не представляется возможным. Последствия депривации сна могут проявиться лишь спустя какое-то время после завершения эксперимента. Кроме того, общей оценки поведения может быть недостаточно для выявления последствий недосыпания — необходим более глубокий анализ физиологических и поведенческих изменений.

Например, получены данные о том, что депривация быстрого сна ослабляет иммунную систему, снижая сопротивляемость инфекциям и другим заболеваниям (Lungato et al., 2015). Исследования на грызунах показывают, что депривация быстрого сна замедляет нейрогенез, в особенности в гиппокампе, приводя к нарушениям памяти и снижению устойчивости к стрессу (Kreutzmann et al., 2015).

Однако некоторые наблюдения говорят о том, что длительное или даже полное исчезновение быстроволнового сна в определенных обстоятельствах может не приводить к каким-либо негативным последствиям. Практически все антидепрессанты, в том числе ингибиторы МАО, трициклические антидепрессанты и СИОЗС, частично или полностью подавляют быстрый сон. Клиническая эффективность этих препаратов в действительности может быть обусловлена их способностью подавлять фазу быстрого сна (Wilson & Argyropoulos, 2005).

Тем не менее примерно у 6% принимающих антидепрессанты возникает поведенческое расстройство фазы быстрого сна, характеризуемое двигательной активностью, — спящий как будто бы воспроизводит сюжет сновидения. Этот симптом говорит о том, что определенные аспекты быстроволнового сна устойчивы к действию подавляющего его препарата, по крайней мере у некоторых людей (Postuma et al., 2013).

Описаны случаи повреждения нижней части ствола мозга, приводившие к утрате фазы быстроволнового сна. Пациенты с поражениями ствола мозга продолжали лечиться амбулаторно и сохраняли способность к вербальному общению. При этом их жизнь без быстроволнового сна была вполне удовлетворительной (Osorio & Daroff, 1980).

- Читать далее "Сон и сохранение воспоминаний - с точки зрения нейрофизиологии"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 29.10.2023