Нервные клетки во время сна

Во время сна мозг ослабляет межнейронные контакты, чтобы нейроны сохранили способность к восприятию новой информации.

Нервные клетки общаются друг с другом с помощью синапсов – особых межклеточных контактов, которые пропускают электрохимический импульс от нейрона-передатчика к нейрону-приемнику.

Импульс между клетками перескакивает не сам по себе (хотя бывают и такие межнейронные соединения), а посредством специальных веществ нейромедиаторов, к которым относятся дофамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота и многие другие: нейрон-передатчик выбрасывает нейромедиатор в синаптическую щель, а нейрон-приемник ловит нейромедиаторные молекулы своими рецепторами и генерирует на своей мембране такой же импульс, который бежит дальше.

Вся нервная деятельность завязана на синапсы и нервные цепи, и память – не исключение: чтобы хорошо что-то запомнить, нужно, чтобы сформировались прочные межнейронные контакты. Однако если нейроны будут без конца усиливать свои синапсы, то это в конце концов приведёт к информационному беспорядку и истощению самих клеток, так что никакого обучения и запоминания не получится. Можно предположить, что нервные клетки должны специально ослаблять силу межнейронных контактов, чтобы поддерживать равновесие между необходимостью помнить старое и усваивать новое. Известно, что во время бодрствования синапсы всё время усиливаются, так что сам собой напрашивается вывод, что их ослабление, спасающее нервную систему от перегрузки, происходит во сне.

Исследователи из Института Джонса Хопкинса показали, как именно это происходит. Ричард Хагенир (Richard Huganir) и его коллеги проанализировали состояние нейронов в центрах памяти у мышей во время сна и во время бодрствования, причём особое внимание обращали на синаптические рецепторы нейронов-приемников. Оказалось, что у спящих мышей число рецепторов к нейромедиаторам уменьшалось на 20%.

То есть Homer1a в нужный момент запускает ослабление синапсов, уменьшая количество рецепторов к нейромедиаторам – в результате у проснувшегося мозга будут ресурсы для восприятия нового. Но как сам белок угадывает, что индивидуум уснул и можно браться за работу?

В статье в Science говорится, что Homer1a реагирует на уровень норадреналина и аденозина. Норадреналин поддерживает организм в бодрствующем состоянии, и, когда его много, белок Homer1a уходит из зоны синапса, когда же уровень норадреналина падает, Homer1a в синапс возвращается. Причем Homer1a реагирует на возрастающую потребность во сне: когда мышей принудительно лишали сна на несколько дней, количество этого белка в синапсах увеличивалось, хотя мыши не спали. Причина здесь в аденозине, который постепенно накапливается во время бодрствования и вызывает сонливость – если у животных блокировали действие аденозина, уровень Homer1a в синапсах так и не повышался.

Наконец, исследователи проверили, действительно ли ослабление синапсов необходимо для эффективной работы мозга. Мышей сажали в клетку, где по полу время от времени пробегал слабый электрический разряд, так что вскоре животные понимали, что в этой клетке ничего хорошего ждать не стоит, и, оказавшись в ней снова, замирали на месте – обычная реакция грызунов на стресс. Затем мыши отправлялись спать, а после сна их снова сажали либо в электрическую клетку, либо в какую-то другую.

Поспавшие мыши, попав в то место, где их били током, 25% времени проводили в ступоре – они хорошо помнили и клетку, и связанные с ней неприятные ощущения. В другой клетке мыши тоже время от времени пугались, но неизмеримо реже, так что на стрессовую реакцию приходилось всего 9% времени пребывания.

Картина менялась, если у животных подавляли ослабление синапсов. Ожидалось, что в таком случае память вообще станет хуже, но вышло несколько иначе: мыши впадали в стресс намного чаще и в электрической клетке, и в безопасной. Сами авторы работы объясняют это так: из-за того, что все межнейронные контакты сохранили свою первоначальную силу, животным стало трудно отличить одну клетку от другой, как если бы слишком сильные воспоминания искажали восприятие. Иными словами, ослабление синапсов необходимо, чтобы не путаться в груде равнозначной информации.

Но насколько такое ослабление затрагивает мозг в целом? Отчасти на этот вопрос отвечает другая статья, также опубликованная в Science – в ней нейробиологи из Висконсинского университета в Мадисоне пишут, что они проанализировали около семи тысяч синапсов в моторной и сенсорной коре мозга мыши и в результате пришли к выводу, что синапсы во время сна уменьшаются примерно на 18%.

Исследователи подчёркивают, что сокращение не затрагивало самые большие синапсы – вероятно, они формировали нервные цепочки, отвечающие за самую важную информацию, которую ни в коем случае нельзя потерять. Конечно, несколько тысяч синапсов из моторной и сенсорной коры – это ещё не весь мозг, однако есть все основания полагать, что сонное регулирование синапсов в той или иной степени происходит и в других его областях.

Во сне в спинном и головном мозге происходит быстрый рост миелиновой оболочки, которая изолирует нервные волокна, как при обмотке электрических проводов.

Исследователи сна фокусировались прежде на наблюдениях за переменами активности нервных клеток в процессах сна и бодрствования животных. Уже понятно, работа вспомогательной клетки нервной системы резко меняется в зависимости от того, во сне животное или бодрствует, говорит Кьяра Чирелли, Висконсинский университет в Мэдисоне.

Миелиновая оболочка предназначена для важной роли в работе всей нервной системы. Без нее в нервах слабо проходит сигнал, что обычно выражается в легком онемении конечностей и в параличе либо слепоте. Подобные последствия можно увидеть у больных рассеянных склерозом. Основываясь на новых данных, Чирелли с коллегами предполагает, что существенное или хроническое недосыпания могут усиливать ряд симптомов рассеянного склероза.

Ученые изучали гены в олигодендроцитах, из чьих клеток состоит миелин, у грызунов. Часть грызунов лишили сна, а другая часть спала нормально. Эксперты обнаружили, что гены, которые стимулируют формирование миелиновой оболочки, оказались активными у грызунов во сне. Но если мышей лишали нормального сна, у них активировались те гены, которые связаны со смертью клеток и обычной реакцией на стресс.

Анонсы рубрики

Если ночью у вас несколько раз останавливается дыхание, возможно, в области мозга, ответственной за память, есть повышенные скопления биомаркера Альцгеймера — белка тау.

Исследователи из медицинской школы университета Мэриленда открыли механизм влияния мужских половых гормонов андрогенов на строение мозга.

Ученые из университета Рутгерса обнаружили удивительное свойство кофе: его компонент в сочетании с кофеином помогает в борьбе с болезнью Паркинсона и деменцией с тельцами Леви.

Ученые использовали большую выборку, нежели во всех предыдущих исследованиях, и выяснили небольшую, но важную связь между размером мозга и интеллектом.

Сегодня, 8 июня, в казанском госпитале для ветеранов войн презентовали инновационную систему глубинной стимуляции головного мозга, DBS-терапии.

Ученые питтсбурского университета пришли к выводу, что браки, в которых женщины плохо спят, имеют намного больше шансов стать неудачными.

Гиперкинез – неврологическое заболевание, которое проявляется непроизвольными движениями мышц.

У каждого возникают периоды, когда нас мучает бессонница.

Исследователи из Висконсинского университета в Мэдисоне совершили потенциально важное открытие относительно болезни Александера — редкого и смертельного неизлечимого неврологического заболевания.

Все мы знаем о том, что с возрастом функции мозга ослабевают. Развивается забывчивость, рассеянность, а иногда и серьезные нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, например.

Синапсы — участки мозга, в которых взаимодействуют нейроны — играют ключевую роль в передаче токсичных белков. Именно они позволяют распространяться по мозгу нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера.

Грусть после ссоры с другом, беспокойство перед собеседованием, страх перед выступлением – мы думаем, что прекрасно понимаем причины этих чувств. Тем не менее, то, что происходит в нашей голове, является результатом не внешних обстоятельств, а сложных процессов в головном мозге.

Во время потери работы, развода, смерти возлюбленных или других серьезных невзгод человеческий организм включает механизмы, которые позволяют лучше пережить неприятности, делая ситуацию менее травматичной.

Ранее использование смартфонов и планшетов в вечерние часы ученые связывали с расстройством сна.

Ученые из Бригамской женской больницы и Массачусетской общей больницы обнаружили связь между пониженным весом и более обширными отложениями бета-амилоидов в мозге умственно полноценных пожилых людей.

Все мы привыкли использовать стены и вертикальные барьеры для навигации. И вот недавно ученые из университета Джона Хопкинса точно определили область мозга, которая весьма чувствительна даже к незначительным ограничениям.

С развитием мозга нейроны покидают то место, где они сформировались, и совершают дальние путешествия по организму.

Пожалуй, мало кто станет спорить с тем, что спелая черничка – это изумительная по вкусовым качествам ягода. В период созревания в лесу можно собирать ее и целыми пригорошнями отправлять в рот. Очень вкусно! И полезно.

Инвалиды-спинальники составляют значительную часть людей, нуждающихся в социальной адаптации и постоянном уходе. Серьезная травма позвоночника обычно связана с разрушением нейронных связей в спинном мозге. Это приводит к полной или частичной парализации конечностей и органов, находящихся ниже места разрыва.

С древнейших времен растительный мир является поставщиком разнообразных и эффективных средств для борьбы с заболеваниями. Лекари восточных и западных цивилизаций изучали свойства растений и использовали их в приготовлении лекарств.

Популярные новости медицины

Технология УЗИ в последние годы существенно прогрессировала. Группа акушеров и гинекологов утверждает, что ультразвук рентабельней и безопасней других методов визуализации для обследования женского таза и должен быть первоочередным методом, применяемым к пациентам с тазовыми симптомами.

Последнее время в городских поликлиниках фиксируется увеличение количества обращений к врачам-отоларингологам с жалобами на ухудшение слуха и боли в ушах. Как ни странно, за врачебной помощью к ЛОР-врачам обращаются в основном молодые люди, в возрасте от 16 до 22-25 лет. Как выяснилось, проблема со слухом у людей данной возрастной категории возникает в основном у учащихся, студентов дневных и вечерних отделений.

Головной мозг состоит примерно из 14 млрд. нервных клеток, изучение которых началось более ста лет назад, когда появилась возможность рассматривать их через микроскоп. Изучая форму и расположение нервных кле­ток в мозге, исследователи уже давно пришли к выводу, что эти маленькие тельца шириной 30—40 микрон (т. е. равные половине толщины человеческого волоса, а то и намного меньше) составляют основную структуру боль­ших полушарий, вернее, его серой части,, названной ко­рой. Белая часть полушарий состоит из отростков нерв­ных клеток, проводящих к ним или от них нервные им­пульсы. Большое количество нервных клеток находится и в лежащих под корой головного мозга участках, а также в спинном мозге.

В свое время И. П. Павлов назвал нервные клетки, или, как их еще именуют, нейроны, самыми дорогими элементами мозга. Он полагал, так же как и многие другие исследователи, что в сложной сети нейронов воз­никают те состояния, которые характеризуют бодрство­вание и сон. Эта точка зрения в общих чертах сохрани­лась и по сей день. Вместе с тем ученые пытаются опре­делить, какая часть нейронов имеет наибольшее отноше­ние ко сну, а какая — к бодрствованию или, быть может, один и тот же нейрон может менять свое состояние: то быть бодрствующим, то спящим. Разумеется, что лучше всего изучена деятельность нейронов, проявляющаяся в виде электрической активности во время сна у живот­ных. В последние годы в связи с лечебной целью появи­лась необходимость вживлять электроды и в мозг чело­века, его глубокие структуры. Это позволило исследовать активность нервных клеток мозга человека во время его бодрствования ,и сна.

Активность нейронов тех отделов мозга, которые на­ходятся ниже коры, во время сна становится еще более изменчивой. Особенно она меняется в связи с разными стадиями сна. Во время парадоксального сна особенно усиливается электрическая активность в зрительном буг­ре (таламус), подбугорье (гипоталамус) и в сетчатой (ретикулярной) формации. Однако такое усиление ней­ронной активности наблюдалось и в другие стадии сна и даже в переходный период от бодрствования ко сну, в дремотной стадии.

На рис.3 видно, что электрические разряды нейро­нов во время бодрствования, медленного и парадоксаль­ного сна сохраняются и резко выражены. Тем не менее по своему характеру активность нейронов различна при этих состояниях мозга. Во время сна совершенно оче­видно увеличение интервалов между нейронными разря­дами.

Электрическая активность одного и того же нейрона во время бодрствования, медленного и быстрого (парадоксального) сна

Головной мозг состоит не только из нейронов. В нем имеется почти в 10 раз больше маленьких телец, назы­ваемых глиальными клетками. Глиальная клетка в не­сколько раз меньше нейрона. Долгое время считали, что эти клетки выполняют опорную функцию, что это масса, на которой держатся нервные клетки. В настоящее вре­мя благодаря развитию методов химического исследова­ния мозга выяснилось, что, кроме опорной, чисто анато­мической роли, глиальные клетки играют какую-то роль в осуществлении важнейших функций мозга. В частно­сти, исследование химизма глиальной массы во время бодрствования и сна показало отчетливое его изменение. Оказалось, что интенсивность обмена веществ в нейро­нах и глиальных клетках находится в обратных отноше­ниях: во время бодрствования повышается в глиальных клетках и, наоборот, понижается в нейронах в период сна. Некоторые ученые, например швейцарский ученый X. Хиден, Р. Галамбос из США, предполагают, что глиальные клетки ведают питанием нейронов и даже приписывают им непосредственное участие в такой важ­ной функции мозга, как память.

Физиологическая значимость перестройки режима нейронной активности во время сна все еще остается за­гадочной. Многие исследователи затрудняются в опреде­лении роли этой перестройки и ее отношения ко сну. Известный канадский физиолог Г. Джаспер, наблюдая картину изменения режима работы нервных клеток в пе­риод сна, пришел к выводу, что клеточная активность не связана со сном, ни с бодрствованием, а отражает какие-то особые взаимоотношения нервных процессов возбуждения и торможения. Два состояния мозга — воз­бужденное и заторможенное — активные состояния и их взаимоотношения обусловливают как бодрствование, так и сон. Поэтому едва ли можно согласиться с выводом Джаспера о том, что изменение режима работы нейро­нов не имеет отношения к нервным процессам. Если они отражают взаимодействие возбуждения и торможения, то это и есть непосредственное отношение их к этим нерв­ным процессам.

Новое исследование показало, что микроглия играет важную роль в реорганизации связей между нервными клетками, борьбе с инфекциями и устранении повреждений в мозге во время сна.

Но только недавно ученые показали, что эти клетки также играют важную роль в пластичности — непрерывном процессе, посредством которого образуются и перестраиваются связи между нейронами в процессе их развития. Эти связи отвечают за обучение, память, когнитивные и моторные функции.

В предыдущих работах исследователи показали, как микроглия взаимодействует с синапсами — соединениями нервных клеток, по которым между ними передается электрический импульс. Микроглия помогает поддерживать здоровье и функционирование синапсов и сокращать связи между нервными клетками, когда они больше не нужны для работы мозга.

Новое исследование указывает на роль в этом процессе норадреналина — вещества, которое сигнализирует о возбуждении и стрессе в центральной нервной системе. Это соединение присутствует в мозге в небольших концентрациях во время сна, но, когда его начинает вырабатываться больше, нервные клетки начинают возбуждаться, а человек просыпается.

Исследование показало, что норадреналин также действует на специфический рецептор — бета-2-адренорецептор, высокие уровни которого содержатся в микроглии. Когда это вещество присутствует в мозге, микроглия впадает в своего рода спячку.

В этой работе ученые использовали передовую технологию визуализации, которая позволила наблюдать активность в живом мозге. Этот метод показал, что, когда мыши подвергались воздействию высоких уровней норадреналина, микроглия становилась неактивной: она не могла реагировать на местные повреждения и отступала от своей роли в перестроении мозговых сетей.

Это исследование подтверждает важную связь между сном и здоровьем мозга и может помочь объяснить, почему нарушения сна могут быть фактором риска развития нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

"Ты так всю жизнь проспишь!".

Надо запомнить! Если что, буду начальнику так отвечать!

Убери камеру. ьуъ

Надо спать с 21:00 до 05:00?

Все верно :)
20:30 Спокойной ночи, малыши!

Для тех, кто чуть постарше от Масяни )

Сегодня мой мозг не "ремонтировался" , вернулась в 2 ночи, проснулась в 6 утра)) А вообще для улучшения работы мозга, памяти советуют препараты с гинкго билоба. Я брала себе гинкоум, вот только 2 месяца его принимать надо как минимум.

С приемом понятно. А улучшения через сколько? Скоро сессия , а тут туго все так запоминается. Уже подумывала чтобы что-то для памяти попринимать. Дорогой гинкоум?

Ну через месяц уже были заметны улучшения. Но так как в инструкции пишут, что прием 8 недель- продолжила. на аптека.ру 584р упаковка, ее на месяц как раз хватает.

О, значит это мой последний пост на сегодня. Всё никак не мог уйти спать, а тут, оказывается, сон мозги чинит! Ну всё, самое время

Можно было для приличия указать чьи это исследования.

загляните в Источник

Психиатрия передаёт пламенный привет.

Как растут нейроны

Этапы роста дифференцировавшегося моторного нейрона, от 24 часов до четырёх суток.

Credit: KARTHIK KRISHNAMURTHY/NeuroArt

Мозговые поллюции

После очередного трудового дня завалился отдыхать. Дел было довольно много на даче поэтому конкретно хотелось спать.

Добрый вечер! - сказал мне мой мозг и нарушил все мои планы на заслуженный отдых.

Потоку мыслей позавидовал бы 5 летний ребенок со своим автоматом почемучка.

Вспоминаю. В каком то тренинге советовали рубить не нужные мысли наводящими вопросами типа:
- Зачем я об этом думаю?
- Почему меня это интересует и т.д.

Днем мантра работает хорошо. Помогает не забивать голову.

Начинаю вступать в диалог с разбазарившемся как бабка мозгом и нейтрализовать атаки.

Далее идет борьба с вопросами и ответами типа:
М: - Клиенту не напомнил про оплату.
Я: - Зачем об этом думать ночью? Вопрос сейчас не решить!
и т.д и т.п

Спустя 15 минут отпора мысли почти ушли. Чувствую победу и начинаю проваливаться в сладкую негу.

М: - Хм. не долил в машину масло.
Я: - Почему меня сейчас это интересует? Завтра проверю.

М: - Три дня назад ездил на квартиру в город за 100 км и масло не проверил.
Я: - Зачем я спрашиваю себя об этом? Правильно! Сейчас меня это не волнует.

М: - Ну хоть не зря сьездил убрался там.
Я : - Для чего мне эта информация сейчас? Правильно! Не для чего.

М: - Ты когда три дня назад там убирался постираные вещи из стиральной машины не достал.

Новость №1028: Мозг заглушил восприятие осмысленной речи при сновидении

Собрался поспать.

Учёные на максималках

Спят усталые врачи

Пчелки затихли в саду, Рыбки уснули в пруду. Месяц на небе блестит, Месяц в окошко глядит. Глазки скорее сомкни, Спи, моя радость, усни! Усни! Усни!

Общественность взбудоражена: Вчера появилась инфа, что Департамент Здравоохранения Москвы предлагает финансово наказывать медиков, которые спят на дежурстве

Сон на дежурстве

Классный, как всегда, пост Павла Бранда про сон на дежурстве.

В тоже время, у меня впечатление, что это очередное отвлечение внимание на несуществующую проблему. Ну правда. Есть время на дежурстве, спишь. Нет времени, бегаешь, как бобик или в операционной стоишь. Ну прикажут не спать и не будут спать что ли?

У меня был руководитель (уважаемый мной), который считал, что на дежурстве спать нельзя. Ну и в свое дежурство спал в кресле, сидя.

Сон на дежурстве

Может ли врач или медсестра спать на дежурстве? Этот вопрос сегодня заполнил мою ленту. Мнения, как водится, разделились. Врачи говорят, что спать на дежурстве- это нормально. Пациенты считают, что сон на дежурстве - недопустимая для врача роскошь.

Как мне кажется, однозначного ответа на этот вопрос нет. Многое зависит от конкретной ситуации. Если речь идёт о классическом российском дежурстве, когда врач работает день, потом заступает на дежурство, а потом опять работает день, то не спать врачу не только глупо, но и опасно. Опасно в первую очередь для пациента. Давно доказано, что через 15-17 часов работы значимо падает концентрация внимания. Через 30 часов без сна перепутать дозу лекарства или сами лекарства - как два пальца об асфальт. А можно задеть артерию на операции или забыть салфетку в животе. Наказывать за сон на 36 часовом дежурстве могут только те, кто ни разу не дежурил.

Я всегда старался спать на дежурствах. Спал недолго, но крепко. Не удавалась поспать всего несколько раз. И, не смотря на то, что я неплохо переношу отсутствие сна, после такого дежурства работать очень тяжело. При этом я не хирург и мне не нужно было стоять несколько часов у стола после бессонной ночи.

Врач никогда не дежурит в одиночку. Есть коллеги, есть сёстры. Кто-то в отделении должен бодрствовать. Всем не спать совершенно не обязательно.

А как заграницей?

Там по-разному. В США долгое время врачи дежурили очень много. Молодые доктора по 13-15 раз в месяц, отрабатывая полные смены до и после дежурства. После исследований, продемонстрировавших опасность такой практики, дежурства существенно сократили и за сон никого не наказывают, насколько мне известно.

В клиническом госпитале города Эребру (Швеция), где мне доводилось оставаться на ночь, врачи вообще не дежурили (кроме реаниматологов). Врачи спали дома и приезжали через 15-20 минут, чаще всего на велосипедах, если что-то случалось (город маленький). В отделении сосудистой хирургии, где я оставался на ночь с пациентом, дежурило 8 медсестёр на 24 койки. Меня тогда искренне удивило, что ни одна из сестёр ни то что не прилегла, даже не присела. Они постоянно что-то делали, раскладывали, мыли. Утром я спросил у главного анестезиолога госпиталя доктора Джавада, почему сёстры не могут спать посменно, например по двое. Он ответил, что если что-то случится и кто-то из врачей зайдёт ночью в отделение и увидит спящую медсестру, то она никогда не найдёт работу севернее Калининграда. Спать шведским медсёстрам на дежурстве категорически запрещено. Вот только дежурят они не 36 часов. Дежурство начинается в 16.00 и заканчивается в 8.00. И у них не 60 человек на двоих, а 3 на одну. Нам такое и не снилось. даже на дежурствах.

Запрет и наказание за сон на дежурстве преподносится обществу, как забота о благополучии пациентов, к сожалению, в сложившихся в нашей стране условиях, наказание врачей и медсестёр за сон на дежурстве представляется совершенно неадекватной мерой, которая ещё больше усилит дефицит кадров и создаст дополнительную опасность для пациентов.

Сомнолог Владимир Ковальзон о том, как работает мозг во время сна и почему не следует вставать затемно

Как устроен сон

За ночь у человека сменяются три-четыре цикла сна – каждый продолжительностью около 90 минут. Первую часть ночи мы спим медленным сном без сновидений, вторую – быстрым сном, или парадоксальным. Для этого периода характерны полное мышечное расслабление и необычайная активность работы мозга.

Механизмы бодрствования, медленного сна, быстрого сна и косвенно связанный с ними механизм биологических часов изолированы по своим функциональным возможностям. У каждого – собственная эволюционная генетическая история, анатомия, физиология и биохимия. Блоки взаимодействуют между собой, но обособлены. Благодаря этому мы можем работать в ночную смену, а днём отсыпаться.

В период медленного сна активизируется моторика, именно в этом цикле происходит лунатизм. У маленьких детей парасомния возникает по завершении каждого цикла сна: ребёнок может сесть в постели, начать разговаривать, двигаться. И это нормально. Сохраняясь во взрослом возрасте, лунатизм становится патологией.

Мы видим сновидения во время быстрого сна. Обычно при этом двигаются только мышцы глаз, а остальные находятся в покое. Однако порой поток импульсов из активных в парадоксальной фазе систем бывает настолько мощным, что пробивает сильнейшее тоническое торможение, направленное на спинной мозг. В результате у кошек могут дёргаться усы, у человека – подрагивать конечности. Возникновение таких процессов (сомнологи называют их фазическими) помогает диагностировать разные заболевания.

Судороги конечностей, крики во сне и другие неадекватные движения могут свидетельствовать о приближающейся болезни Паркинсона. Это важный для медицины ранний предиктор, позволяющий отодвинуть начало болезни на десять-двадцать лет.

Живые существа реализуют цикличность сна по-разному. Крупные хищники, которые никого не боятся, или норные животные спят спокойно. У них много быстрого сна, имеющего максимальный порог пробуждения. Попробуйте разбудить человека, когда у него подёргиваются веки – вам вряд ли это удастся.

С другой стороны, у копытных такой возможности нет. У лошади всего полчаса быстрого сна, которые она реализует одномоментно. Медленный сон она переживает стоя, а для быстрого ложится на круп и выдаёт всю суточную квоту необходимого быстрого сна. В стаде спящие лошади размещаются в центре, а по краям стоят охранники, оберегающие спящих от хищников.

Удивительным образом спят ушастые тюлени, котики, морские львы и сивучи. Часть своей жизни они проводят на лежбищах, где размножаются, часть – в море, гоняясь за косяками рыбы. На суше все эти животные спят, как и мы, обоими полушариями одновременно, имеют выраженную фазу быстрого сна с подёргиванием усов и плавников. Однако на воде полушария бодрствуют попеременно, контролируя движения подгребающей во время сна ласты и обращённый на поверхность глаз. Быстрый сон у морского котика редуцирован до секундных фрагментов, а у дельфина, живущего в воде постоянно, он просто отсутствует.

В науке нет задокументированных примеров отсутствия у человека полного сна. Сомнолог Мишель Жуве описывает лишь один патологический случай, когда к нему на лечение попал человек, подхвативший в Африке вирусную хорею. Помимо высокой температуры и других патологий, за полгода записи энцефалограммы у пациента не было зафиксировано никакого сна. К сожалению, спасти его не удалось.

Эволюция создала состояние медленного сна без сновидений, чтобы реализовать целый список функций, которые по каким-то парадоксальным причинам не могут быть активизированы в бодром состоянии.

Во время сна мозг реализует дренажную функцию, избавляясь от уродливых белков. Гипотеза о синтезе макромолекул основана на том, что некоторые макромолекулы почему-то не могут быть синтезированы во время бодрого состояния – особенно это касается молекул, связанных с обменом холестерина. На уровне нашего тела инактивация уродливых белков, накапливающихся с возрастом, решается с помощью лимфатической системы. Она переносит их в почки и печень, где они разрушаются. Мозг же этой системой обделён, и ненужные молекулы не могут проникнуть в венозные капилляры.

В 2013 году группа датских исследователей в США доказала на примере мышей, что во время медленного сна в головном мозге открываются особые канальцы, через которые уродливые белки эффективно удаляются. Нарушение этого удаления приводит к образованиям бляшек, которые провоцируют развитие старческих заболеваний – болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Согласно одной из гипотез, во время сна мозг оптимизирует управление внутренними органами. У нас нет второго мозга, чтобы заниматься внутренними делами, поэтому в состоянии бодрствования мозг загружен анализом информации, поступающей извне. Времени на кишечник, сердце, печень и почки у него нет. Зато в период медленного сна кора головного мозга переключается и начинает работать с информацией, поступающей от внутренних органов. Те же самые нейроны, что в бодрствовании реагируют на зрительные образы, во сне реагируют на импульсацию, приходящую, например, от кишечника, и управляют им.

Одна из важнейших загадок сомнологии – место, где сохраняется память о сне. Если вы не выспались, воспоминание об этом будет храниться в динамической памяти в течение многих месяцев, пока потребность не будет удовлетворена. Стереть информацию о недосыпе может только электрошок. И даже в этом случае вы обязательно провалитесь в компенсирующий сон при первой же возможности, когда окажетесь вне давления социума.

Главная задача современного человека – высыпаться. Если в XIX веке человек засыпал верхом или на телеге, лошадь либо продолжала движение, зная дорогу, либо останавливалась. Что происходит, когда водитель засыпает на доли секунды на скорости в 80-100 километров в час, вы знаете сами. Сейчас все сомнологи мира заняты решением проблемы недосыпа, изучают спонтанное засыпание и чрезвычайную сонливость днём. В Европе даже ходит специальный Wake up bus, агитационный автобус.

Недавно в Европе приняли специальный закон, предписывающий контролировать людей с апноэ сна. Это заболевание характерно для молодых людей, занятых бизнесом. Они испытывают постоянные стрессы, склонны курить и пить, мало занимаются спортом и однажды начинают храпеть. Во время апноэ кратковременно прекращается лёгочная вентиляция, что чревато недосыпанием и нарушением кровоснабжения мозга. Такие ночи опасны состоянием, когда человеку кажется, что он выспался, а мозг на самом деле не спал.

Если вы знаете подходящего под описание человека – порекомендуйте ему пройти специальное обследование. Апноэ сна эффективно лечится немедикаментозно, при помощи прибора под названием СИПАП (CPAP).

Как работает мозг во время сна и бодрствования

В университетах учат, что главной системой мозга является его кора. Однако кора нуждается в дополнительной активации: система, обеспечивающая состояние бодрствования, не встроена в неё. Вы можете меня слушать, а я могу выступать перед вами благодаря восходящим влияниям скоплений нервных клеток, расположенных на всём протяжении мозговой оси. В свою очередь, нисходящие влияния этих клеток обеспечивают работу спинного мозга.

Что происходит, когда прерывается нисходящая активация, мы видим на примере Стивена Хокинга. Он болен БАС – боковым амиотрофическим склерозом. Активация вверх у него в полной сохранности, что демонстрирует его потрясающий мозг, а нисходящая активация исчезла полностью, потому что атрофированы проводящие пути.

Прерывание восходящего активирующего влияния на кору вызывает кому. Вся наша когнитивная деятельность, способность мыслить, разговаривать, думать и чувствовать связана с этим потоком. Без восходящих влияний кора головного мозга не работает и молчит. Зрение, слух – всё на самом деле является вторичным и работает только в условиях восходящих активаций.

Циклы сна позволяют прогнозировать выход из комы. В поверхностной коме человек находится без сознания, но его мозг сохраняет цикличность сна. И если ночная полиграфическая запись регистрирует обе фазы сна, медленную и быструю, при правильном лечении больной выйдет из комы с вероятностью в 100 процентов.

Если быстрый сон у больного отсутствует, но сохранился глубокий медленный сон, остаются 30% шансов на выход из комы. А вот если у человека исчезли обе глубокие фазы сна, то шансов на спасение ноль. Как бы хорошо ни билось его сердце, это – живой труп.

Источник активирующего кору импульса был открыт в конце девяностых. Оказалось, что в области гипоталамуса находятся клетки, вырабатывающие пептид орексин. В нашем гигантском полуторакилограммовом мозгу их совсем немного – всего 70-80 тысяч нейронов. Но они играют важнейшую роль и являются верхним звеном над всеми остальными.

Чередование периодов бодрствования, медленного и быстрого сна обеспечивает меланин-концентрирующий гормон. Учёные обнаружили его в гипофизе лосося, и первое время считали, что это просто гормон, вызывающий изменение окраски рыбы во время нереста. Через несколько лет оказалось, что это важнейший медиатор в нашем головном мозге и никакого отношения к окраске чешуи, естественно, не имеет.

Нейроны, вырабатывающие меланин-концентрирующий гормон, перемешаны с нейронами, вырабатывающими орексин. Они взаимно тормозят друг друга, обеспечивая чередование циклов бодрствования и сна.

Эволюция сделала процесс засыпания плавным, чтобы животное уцелело во время сна. Центр сна активируется постепенно, чтобы мы могли повременить, отложить момент засыпания, найти укромное место, закопаться, залезть на дерево, спрятаться в щель, угнездиться и, наконец, заснуть. Механизм работает в передней области гипоталамуса, и многие нарушения сна связаны с нарушениями его функции. К сожалению, снотворные вещества оказывают на него сильное разрушающее воздействие и остаются очень нежелательными.

Сон под воздействием алкоголя приравнивается к медикаментозному. Он не содержит цикличности и по ряду признаков является патологией. Если здоровому человеку снотворное убивает мозги, то для закоренелого алкоголика это – адекватный метод лечения, позволяющий восстановить разрушенный сон.

В 2001 году в задней части мозга был открыт ещё один центр медленного сна, работающий параллельно с уже известным. Поразительно, но между этими двумя центрами нет прямой связи, они работают независимо. Вопрос его изучения, очевидно, напрямую связан с возникновением и прекращением комы.

Зачем нужны сновидения

Во время сна со сновидениями мозг активен так, как бывает активен в период эмоционального стресса. Но эта активация странная и отличается от эмоциональной активности в состоянии бодрствования. Когда мы видим сны, не работают никакие сенсорные системы, потому что мы наблюдаем их не глазами, а внутренним взором.

При этом очень сильно активируются эмоциональные механизмы, причём у взрослых они чаще связаны с негативной эмоциональной окраской. Активируются и механизмы памяти, и процесс этот направлен на извлечение воспоминаний. Пережитый опыт причудливо комбинируется, но обратно в память не поступает. Это неслучайно и хорошо: сны как эволюционный продукт существуют не для того, чтобы их запоминали. Так проявляется феноменально высокая активность мозга во время сна.

Мишель Жуве предполагает, что подобная активность мозга нужна для передачи генетической информации. Животное, рождаясь, уже очень многое знает и умеет. Возможно, память о поведенческих актах, заложенная в генах, переходит в память нервной системы именно во время быстрого сна. А высокую активацию мозга вызывает очередная перезапись данных, которая сохраняется без выхода во внешний мир.

Существуют три теории появления сновидений: неофрейдистская, трёхмерная модель Хоббсона и нейрокогнитивная. Они взаимно дополняют друг друга, но наиболее продвинутой является нейрокогнитивная теория Фулкса и Домхоффа. Учёные считают, что сновидения – всего лишь следствие активации зрения во сне. Мозг не может не продуцировать причудливые образы, поскольку мы животные зрительные.

Вербальный отчёт о сне – это психологический феномен. Люди чаще отчитываются о сновидениях в состоянии эмоционального напряжения. Нечто тревожит их настолько, что прорывается даже во сне. Психологи считают, что нормальный, здоровый человек не испытывает потребности рассказывать о сновидениях.

Странно, что у нас действует запрет на продажу лекарств, но не запрещена пропаганда осознанных сновидений. Человек обучается каждую ночь программировать необычайные приключения во сне. Это приводит к тому, что сны превращаются в галлюцинации, которые начинают преследовать его и в бодром состоянии. По сути, это наркомания без наркотиков. Возникают психозы, наступает шизофрения.

Как работают биологические часы

Биологические часы – вещь, связанная с механизмами сна и бодрствования очень косвенно. В 1994 году, когда казалось, что глаза млекопитающих давно изучены вдоль и поперёк, учёные обнаружили там неизвестные элементы, не имеющие никакого отношения к зрению. Они реагируют только на уровень освещённости и сигнализируют не в зрительную систему, а в супрахиазмальные ядра гипоталамуса.

Наличие этих ядер необходимо и достаточно, чтобы биологические часы работали и управляли ритмом целого организма. Если хомячку удалить супрахиазмальные ядра и подсадить ему ядра донорского хомяка, у которого другой ритм жизни – например, суточная периодичность сна – он тут же начнёт спать один раз в сутки.

Биологические часы – это машина, зашитая в мозг на заре эволюции. Как атомные часы, она продолжает тикать во всех живых организмах, невзирая на социальные факторы и стресс. Но зато чувствительна к свету.

У большинства людей суточный ход биологических часов составляет не 24 часа, а 25. Мы подводим их каждое утро, когда раскрываем шторы. Солнечный свет падает на глаза и мгновенно перестраивает работу биологических часов. Электрический свет здесь малоэффективен. Именно поэтому важно вставать после восхода или, по крайней мере, с первыми лучами солнца, а не в темноте.