31.03.2022 Здоровье

Что такое сон и почему мы видим сновидения

Фото
соцсети

О сне написаны горы книг и научных работ, но загадок в этом явлении всё ещё много, причём чем больше исследователи открывают, тем больше возникает новых вопросов.  Свой научный разбор феномена сна предприняла, обильно цитируя учёных, корреспондент «РБК Тренды» Дарья Катуржевская.

Мы отводим на сон треть нашего времени, что может показаться расточительством в бешеном ритме современной жизни. Разбираемся, что происходит с нами во сне и почему сон на самом деле делает нас сильнее

Что такое сон

Сон — состояние, во время которого взаимодействие организма с внешним миром затормаживается, а осознаваемая психическая деятельность частично прекращается.

Сон оказывает восстанавливающее действие почти на все органы и системы организма — от мозга, сердца и легких до иммунной и нервной системы. Исследования показывают, что хронический недосып увеличивает риск заболеваний, включая сердечно-сосудистые, диабет, депрессию и ожирение.

Качественный сон является таким же важным условием выживания, как вода и пища. Ученые из Института Джонса Хопкинса объясняют исключительную важность сна через разницу между голодным и экстремально уставшим человеком. По их словам, само тело не способно «заставить» голодного человека употребить в пищу что угодно. Но когда человек слишком сильно устает, тело может «выключить» его, даже если он находится на важном совещании или за рулем автомобиля.

Во время сна люди видят сновидения. У них есть важные функции: эмоциональная разрядка и упорядочение полученной в течение дня информации. Если лишить человека той фазы сна, в которой происходит большая часть сновидений, то в его психике произойдут изменения, близкие к невротическим: повысится раздражительность и восприимчивость к стрессу, разовьется апатия, ухудшатся когнитивные способности.

Как люди изучали сон и сновидения

Люди интересовались природой сна и сновидений во все времена, зачастую наделяя это состояние мистическими характеристиками. В древнегреческой мифологии бог сна Гипнос был сыном богини ночи Никты и бога мрака Эреба и приходился братом-близнецом Танатосу — богу смерти. При этом ночной сон и сон вечный виделись древним грекам родственными состояниями. Аристотель описывал сон как «пограничное состояние между жизнью и не жизнью». Но уже в те времена люди начали замечать и использовать целебную силу сна. Жрецы бога медицины Асклепия занимались лечением больных, а его храмы — асклепионы — стали первыми оздоровительными центрами.

С развитием физиологии и психологии люди стали глубже изучать природу сна и сновидений. Русский физиолог Иван Сеченов, разработавший теорию о рефлексах, полагал, что сновидение представляет собой рефлекторный ответ мозга на внешние раздражители. Он описывал сновидение как «небывалую комбинацию бывалых впечатлений». Нобелевский лауреат Иван Павлов, создавший учение о высшей нервной деятельности, рассматривал сон как общее «охранительное» торможение структур головного мозга.

Пионером отдельной науки о сне — сомнологии — считается врач-физиолог Мария Манасеина. В 1892 году была опубликована ее книга «Сон как треть жизни человека, или физиология, патология, гигиена и психология сна» — первая в мире монография, посвященная проблемам сна. В рамках своих экспериментов Манасеина подтвердила, что сон является даже более критическим условием выживания, чем пища. Она не давала спать щенкам, в результате чего те умирали через пять-шесть бессонных суток. При этом без еды, но со сном, щенки жили в среднем по 25 дней.

Отцом научного изучения сна считают американского нейрофизиолога, уроженца Кишинева Натаниэля Клейтмана. Он экспериментально исследовал последствия депривации сна, иногда используя себя в качестве субъекта. Однажды он провел без сна 115 часов. В какой-то момент, измученный и испытывающий галлюцинации, он прокричал: «Это потому, что они против системы». После он рассказывал, что ему казалось, что он яростно спорит с коллегой о профсоюзах. В 1938 году, изучая циклы сна и бодрствования, Клейтман провел шесть недель под землей в пещере в Кентукки, пытаясь искусственно «растянуть» сутки на 28 часов. Но из попытки перестроить биологические часы ничего не вышло. Клейтман отмечал, что длительная депривация сна является формой пытки и говорил, что изможденный человек будет готов признаться в чем угодно, только бы ему позволили поспать.

В 1950-е годы Клейтман и его аспиранты Юджин Асерински и Уильям Демент сделали важнейшее открытие, которое легло в основу современного понимания того, как мы спим. С помощью продолжительной энцефалограммы — записи электрической активности мозга — они обнаружили в канве сна REM-фазы (от англ. rapid eye movement) или фазы быстрого сна. REM-фаза характеризуется быстрыми движениями глаз, сигнализирующими, что именно в этот период спящий человек видит сновидения. Отсюда был сделан вывод о том, что сон складывается из циклов — медленного и быстрого сна. Ученые ставили эксперименты с энцефалограммами и раньше, но никто до Клейтмана и его учеников не наблюдал за активностью мозга спящего человека на протяжении всей ночи. Исследователи полагали, что нет смысла наблюдать фактически отключенный орган такое долгое время, тем самым, лишая себя шанса обнаружить цикличный характер сна.

Отдельно сновидения изучала психология. В 1900 году основатель психоанализа Зигмунд Фрейд издал книгу «Толкование сновидений», в которой исследовал значение сна для психического здоровья человека. Для него сновидения — это «королевская дорога к бессознательному», на которой человек встречается с болезненными или запретными переживаниями и желаниями. Фрейд использовал сновидения в психотерапии, расшифровывая их тайные смыслы и проводя нити от снов в реальную жизнь.

Все ли видят сновидения

Часто последнее, что помнят люди при пробуждении, — это момент отхода ко сну, и думают, что их ночь прошла без сновидений. На самом деле, по словам врача-сомнолога, профессора, д.м.н. Романа Бузунова, в условиях достаточного сна сновидения видят все люди. Другое дело, что не всегда человек их запоминает. Специалист рассказывает: «Люди часто не помнят сны, когда просыпаются не в REM-фазе. Но если на полисомнографии распознать фазу быстрого сна и в такой момент разбудить человека, он обязательно расскажет, что ему снилось».

Незрячие люди тоже «видят» сны, но они наполнены не столько зрительными, сколько слуховыми и тактильными образами. Это подтверждает, что сновидения — не случайные картинки, а механизм, который мозг использует для обработки полученной за день информации.

Если в случае со взрослыми про сновидения можно узнать из первых уст, то с новорожденными детьми и животными сделать это несколько сложнее. И все же специалистам удалось выяснить, что они тоже видят сны.

Ученые отмечают, что мы начинаем видеть сны даже не в младенчестве, а еще до появления на свет. Активность мозга, характерная для REM-фазы сна, регистрируется у детей, начиная с 30 недели после зачатия. В это время они, скорее всего, видят сновидения о том единственном опыте, который у них есть — ощущениях в утробе матери.

На то, что животные тоже видят сны, указывают многие косвенные признаки. Коты и собаки во сне шевелят лапами и усами, выпускают когти, иногда даже рычат. В 1959 году французский ученый Мишель Жуве обнаружил, что удаление части ствола головного мозга у кошки отключало защитную функцию обездвиживания тела во время REM-фазы сна. В итоге, вместо того чтобы лежать на месте, кошки начинали беспорядочно двигаться и вели себя агрессивно. Это натолкнуло ученых на мысль о том, что животным снятся привычные действия, которые они совершают, когда бодрствуют. Исследователи Массачусетского университета Кенуэй Луис и Мэтью Уилсон провели эксперимент на крысах, бегающих по лабиринту в поисках пищи. Они записали активность нейронов в части крысиного мозга, отвечающую за память и формирование эмоций, во время реального бега и сна. В результате, схемы возбуждения нейронов в процессе бега и во время REM-фазы сна оказались очень похожи: складывалось впечатление, что и во сне крысы продолжают мысленно бежать по лабиринту.

Для чего человеку сон

Cон — неотъемлемая часть жизни, в рамках которой реализуются важнейшие биологические процессы. Вопреки распространенному мнению о том, что во сне ничего не происходит, врач-сомнолог и заведующий отделением сомнологии Федерального центра оториноларингологии ФМБА Александр Мельников отмечает, что сон — это активное состояние, во время которого организм продолжает жизнедеятельность. В отличие от самого человека, его мозг не спит. Он работает во вторую смену, трудясь над восстановлением организма.

В 1990-е годы российский ученый-физиолог Иван Пигарев представил висцеральную (от лат. viscera — внутренние органы) теорию сна. Он объяснял ее так: «Сон — это то время, когда наш мозг переключается на анализ сигналов, приходящих от внутренних органов. Если в бодрствовании кора мозга занимается сигналами из внешнего мира, во время сна она имеет дело с сигналами из мира внутреннего». Согласно теории Пигарева, во сне мозг проводит диагностику внутренних органов. Когда мы не спим, наши глаза видят, а уши слышат: информация из окружающей среды поступает в мозг. А вот, например, печень или кишечник мы не чувствуем и без учебника по анатомии с трудом сможем их обнаружить. Как раз во сне и происходит «диалог» мозга с внутренними органами.

Сейчас исследователи продолжают активно изучать роль сна в жизни человека, предлагая новые доказательства исключительной биологической роли этого процесса. Единой точки зрения о функциях сна все еще не существует, но все теории объединяет идея о том, что во сне происходит восстановление организма. Роман Бузунов сравнивает сон с техническим обслуживанием автомобиля, который невозможно провести на ходу: чтобы заглянуть внутрь машины, необходимо выключить двигатель.

Александр Мельников помогает систематизировать современные представления ученых о том, что делает сон для нашего организма. По его словам, сон:

Очищает головной мозг от продуктов обмена. Во время глубокого сна активизируется специальная глимфатическая система очистки центральной нервной системы (ЦНС). Эту систему обнаружили в 2012 году нейробиолог Майкен Недергаард и ее коллеги из Медицинского центра Университета Рочестера в США. По аналогии с лимфатической системой организма, глимфатическая система представляет собой «мусороуборочный» механизм для ЦНС. Она состоит из сети микроскопических каналов между нейронами, по которым циркулирует спинномозговая жидкость. Ее задача — выводить накопившиеся за день токсины. Нарушения в работе глимфатической системы приводят к скоплению «отходов» в мозге. В результате, человек, лишающий себя качественного сна, подвергается высочайшему риску нейродегенеративных заболеваний, в том числе, болезней Альцгеймера и Паркинсона.
Исправляет генетические дефекты нервных клеток, накапливающиеся во время бодрствования. Израильские молекулярные биологи под руководством Лиора Аппельбаума выяснили, что во сне клетки мозга занимаются починкой собственной ДНК. Дело в том, что интенсивная активность нейронов в течение дня ведет к накоплению разрывов и других деформаций в их ДНК. Аппельбаум объясняет: «Это как ремонт ям на дороге. Дорожное полотно неизбежно изнашивается, когда по нему едут машины, особенно в час пик. Чинить ямы рациональнее всего ночью, когда движение не такое плотное». Исследование Аппельбаума показало, что во время бодрствования хромосомы в нейронах почти не двигаются и остаются в частично «свернутом» состоянии. Во сне же хромосомы «расплетаются», раскрывая нити ДНК: запускается процесс починки.
Стимулирует иммунную систему. Врачи часто рекомендуют больным побольше спать: сон оказывает поддержку иммунной системе. Достаточное количество сна обеспечивает сбалансированную иммунную защиту с сильным иммунитетом, эффективным ответом на вакцины и менее тяжелыми аллергическими реакциями.
Создает условия для работы систем внутренней секреции. Многие гормоны, влияющие на жизнедеятельность организма, выделяются преимущественно во сне. К ним относятся мелатонин, регулирующий циклы сна и бодрствования; гормон роста; кортизол, помогающий адаптироваться к стрессу и лептин, контролирующий аппетит.
Консолидирует память. Во сне происходит трансформация краткосрочного запоминания в длительное хранение информации. Именно поэтому специалисты советуют после изучения новой информации поспать: есть все шансы, что информация останется в голове надолго.

Зачем человеку сновидения

Роль сновидений изучена наукой еще меньше, чем функции сна. Это связано с тем, что изучение сновидений опирается на субъективный опыт людей. Роман Бузунов объясняет, что миссия сновидений включает анализ накопленной за день информации в оперативной памяти и ее категоризацию. Он поделился: «Проводились эксперименты, когда человека будили в начале REM-фазы сна, тем самым лишая сновидений. Буквально через несколько дней он становился раздражительным и вспыльчивым. Сон постепенно внедрялся в бодрствование, и человек начинал видеть галлюцинации. Сновидения настолько важны, что даже в бодрствовании мозг начинает их включать».

Мозг определяет, что пригодится человеку в будущем, при этом 90% информации забывается. По словам Бузунова, это — необходимость, тогда как абсолютная память нередко приводит к тому, что у ее владельца развиваются психиатрические расстройства. Его мозг просто не справляется с объемом информации.

Вторая задача сна — формирование рефлексов. Проигрывая различные ситуации, мозг как бы устраивает тест-драйв на будущее. Бузунов добавляет: «Это объясняет, почему ребенок видит сновидения около шести часов за ночь, а взрослый — всего полтора-два часа. Дело в том, что ребенок за первые 6 лет узнает приблизительно 80% всей аудиовизуальной информации за всю жизнь. Чтобы это проанализировать, обработать и дальше развиваться, ему нужно время».

Фазы и циклы сна

Сон состоит из двух фаз: медленный сон (NREM — non-rapid eye movement) и быстрый сон (REM — rapid eye movement), которые сменяют друг друга. Большую часть ночи спящий проводит в медленной фазе, начинается сон тоже с нее. На REM-сон организм здорового взрослого человека отводит 20–25% времени. Александр Мельников отмечает, что механизмы медленного и быстрого сна отличаются, в этих состояниях активируются разные группы нейронов.

Медленный сон. Такой сон делится на три стадии: N1, N2 и N3. Стадия N1 — переход от бодрствования к засыпанию. На этом этапе (обычно длится менее 10 минут) сердцебиение, дыхание и движения глаз замедляются, а мышцы расслабляются с периодическими подергиваниями. В это время человека очень легко разбудить. В стадии N2 организм еще больше успокаивается: снижается мышечная активность, частота сердцебиений и температура. В это время регистрируются так называемые сонные веретена — длящиеся несколько секунд всплески электрической активности мозга. Считается, что сонные веретена помогают человеку запоминать информацию. N2 занимает в целом около 45–55% общего времени сна. Наконец, наступает фаза N3 или тот самый глубокий или медленноволновой сон, когда разбудить человека сложнее всего. В это время происходит основная восстановительная работа: рост и регенерация тканей, а также «очистка» мозга с помощью глимфатической системы.
Быстрый сон. В первый раз REM-фаза наступает примерно через полтора часа (90 минут) после засыпания и далее повторяется также каждые 90 минут. С течением ночи REM-фазы удлиняются, и особенно много такого сна становится под утро. Во время этой фазы глаза быстро двигаются за закрытыми векам, дыхание становится более стремительным и нерегулярным. При этом, паттерн волновой активности мозга, частота сердечных сокращений и артериальное давление почти не отличаются от периода бодрствования. В REM-сне скелетные мышцы временно парализованы: организм страхует человека от того, чтобы его тело ненароком не начало проживать сон наяву, и он не нанес увечий себе и другим. Именно поэтому, когда человеку кажется, что он бежит, прыгает с крыши на крышу или спасает мир, в реальности он неподвижно лежит под одеялом.
Медленный и быстрый сон составляют цикл сна, который в среднем составляет 90 минут. За ночь они сменяются четыре-шесть раз.

Как мы засыпаем и просыпаемся

Специалисты все еще пытаются понять, что именно происходит в мозге при погружении в сон и пробуждении. Александр Мельников объясняет на упрощенной модели: «Существует несколько центров бодрствования, расположенных ближе к стволу мозга и гипоталамусу. В их работе участвуют нейротрансмиттеры: серотонин, норадреналин, орексин. Им противостоит «центр сна», расположенный в передней части головного мозга, выделяющий гамма-аминомасляную кислоту, которая подавляет активность центров бодрствования. При пробуждениях, напротив, активируются нейроны бодрствования, подавляя нейроны сна». Специалист добавляет, что с точки зрения современной науки эта схема устарела и в реальности все еще сложнее.

На режим сна и бодрствования оказывают влияние два системы. Первая — гомеостатическая регуляция — связана с усталостью или «давлением сна», возрастающим с длительностью активности. Вторая — циркадная регуляция, синхронизирующая наш сон с суточной световой активностью. Если эти системы синхронизированы и их работе ничего не мешает, мы легко засыпаем после заката солнца и пробуждаемся после восхода.

Откуда берутся сновидения

Во сне мы возвращаемся к событиям, случившимся с нами в течение дня. Сегодня это не только наш непосредственный опыт. Любая информация, которую мы получаем из мира, в том числе, из сообщений СМИ, вызывает у нас эмоциональный и когнитивный ответ. С обилием новостей о военных конфликтах в разных точках мира, катастрофах и экономических проблемах, мозгу еще важнее регулярно совершать профилактику. Пространством для нее является сон.

Подавляющая часть сновидений происходит в REM-фазе сна. Но они могут возникать и в медленном сне, где проявляются иначе, в основном, в виде отрывочных картинок.

Во снах мы часто видим знакомые вещи в странной обстановке или беспорядочные образы. Во время REM-фазы очень активна лимбическая система, которая отвечает за формирование эмоций. При этом часть мозга, отвечающая за логику и самоконтроль — префронтальная кора, — задействована значительно слабее. Именно поэтому человек часто не осознает странность или неправдоподобность сна, пока не проснется: способность летать или появление монстров во сне могут казаться обычным делом.

Не существует диагноза «отсутствие сновидений». Но в некоторых медицинских обстоятельствах человек может перестать испытывать фазу быстрого сна. Александр Мельников отмечает, что это может происходить при тяжелых нарушениях дыхания во сне — заболевание, требующее обязательной коррекции. При таких нарушениях сбиваются как глубокий, так и быстрый сон. Быстрый сон может также подавляться при приеме определенных антидепрессантов.

Почему снятся кошмары

Ночные кошмары — это сновидения устрашающего характера, обычно приводящие к пробуждению — в этом их отличие от просто «плохих снов» с негативным эмоциональным содержанием. По словам Александра Мельникова, от обычных снов ночные кошмары отличаются выраженными отрицательными эмоциями (ужасом, страхом, тревогой, гневом), которые сопровождаются учащенным сердцебиением и частым дыханием.

Мельников выделяет такие триггеры ночных кошмаров:

острые стрессовые расстройства;
посттравматические стрессовые расстройства;
другие аффективные психические расстройства, например, депрессия или тревожное расстройство;
прием психотропных препаратов.
По словам Романа Бузунова, в случае с кошмарами мозг следует той же цели, что и с обычными снами: пытается обработать информацию. «Классический случай навязчивых кошмаров — это посттравматический синдром, например, когда человек попал в ДТП, и ему снится эта авария. Мозг, как заезженная пластинка, обращается к этой информации и не может забыть или адаптироваться. Бывают и единичные кошмары: проигрывание потенциально катастрофической ситуации. Человек думает, как он будет в этой гипотетической ситуации поступать, мозг во сне принимает решение, и кошмар заканчивается», — говорит он.

Кошмары, к счастью, снятся далеко не всем. По словам Александра Мельникова, их распространенность среди взрослых не превышает 4%. У детей ночные кошмары возникают чаще. Это происходит эпизодами, до 60–70% в возрасте 3–13 лет, но редко превращается в систематическое расстройство. Не стоит путать с ночными кошмарами так называемые ужасы сна, когда ребенок во сне садится в постели, кричит от ужаса, не узнает родителей, а утром просыпается как ни в чем не бывало и ни о чем не помнит. Специалист отмечает: «Если ночные кошмары возникают во время фазы быстрого сна, то ужасы сна — во время медленного, как и сомнамбулизм (снохождение)».

Можно ли во снe выучить иностранный язык

Поскольку человеку спать необходимо, а его мозг во сне остается активным, логично, что люди во все времена пытались найти ему «подработку». Например, очень заманчивой представлялась перспектива выучить во сне иностранный язык. В конце концов, человек спит треть своей жизни: идеальное время, чтобы постичь китайский или арабский.

Как уже отмечалось, мозг в глубоком сне консолидирует информацию за день, фильтрует ее и отправляет необходимое на долгосрочное хранение в базу памяти. Другой вопрос — возможно ли усваивать новое в течение сна.

Несмотря на ранние предположения, что гипнопедия (обучение во время естественного сна, например, через прослушивание аудиозаписей) возможна, с развитием нейробиологии стало понятно, что это не так. Ученые выяснили, что в случаях, когда происходило запоминание, участники экспериментов на самом деле просыпались или находились на грани сна и бодрствования. Так, в 1950-е годы американские ученые Чарльз Саймон и Уильям Эммонс провели опыт, прикрепив к голове испытуемых электроды и проигрывая кассеты только тогда, когда люди действительно спали. Как и предполагалось, заснув, участники эксперимента ничего не запоминали.

Однако ученые продолжают возвращаться к изучению возможности освоения нового во сне и приходят к выводу, что кое-что все же возможно. Исследователи из Института психологии Университета Берна в Швейцарии выяснили, что во сне могут формироваться ассоциации с незнакомыми словами — если проводить такое «обучение» в правильное время сна. Так, участникам опыта проигрывали слова родного немецкого языка, а затем его перевод на выдуманный язык, причем «иностранные» слова звучали точно в момент активизации нейронов в медленном сне. В эксперименте несуществующее слово «Guga» означало «слон», а «Tofer» — «ключ». Проснувшись, участники отвечали, с маленьким или большим предметом ассоциируется каждое из этих слов. В статистически значимом большинстве случаев, «Guga» ассоциировалась с чем-то большим, а «Tofer» — с маленьким.

Наука о сне продолжает стремительно развиваться, обещая человечеству новые открытия о возможностях мозга во время сна и его роли в нашей жизни. Одно понятно наверняка: достаточный сон гарантирует долгую и здоровую жизнь наяву. Как говорил Эрнест Хемингуэй: «Я люблю спать. Моя жизнь имеет тенденцию разваливаться, когда я не сплю».

Авторизуйтесь, чтобы оставлять комментарии