Фото: CC0 Общественное достояние

26 лет жизни: ученые определили основные функции сна

Двадцать шесть лет. Примерно столько времени наша жизнь проходит во сне. Ученые пытались объяснить, почему мы тратим так много времени на сон, по крайней мере, со времен древних греков, но определить точные функции сна оказалось непросто.

За последнее десятилетие произошел всплеск интереса исследователей к природе и функциям сна. Новые экспериментальные модели в сочетании с достижениями в области технологий и аналитических методов позволяют глубже заглянуть внутрь спящего мозга.

Нейробиологическое изучение сновидений больше не находится на периферии, теперь оно стало мейнстримом.

Американские ученые в исследовании 2017 года регулярно будили своих участников ночью и спрашивали их, что происходило у них в голове до звонка будильника. Иногда участники не могли вспомнить ни одного сновидения. Затем исследовательская группа посмотрела на то, что происходило в мозгу участника за несколько мгновений до пробуждения.

Припоминание участниками содержания сновидений было связано с повышенной активностью в задней горячей зоне, области мозга, тесно связанной с осознанием. Исследователи смогли предсказать наличие или отсутствие переживаний во сне, отслеживая эту зону в режиме реального времени.

Еще одним захватывающим достижением в изучении сновидений является исследование осознанных сновидений, в которых вы осознаете, что спите. Исследование 2021 года установило двустороннюю связь между сновидцем и исследователем. В этом эксперименте участники сигнализировали исследователю, что они видят сон, двигая глазами по заранее согласованному шаблону.

Исследователь зачитывал математические задачи (сколько будет восемь минус шесть? ). Сновидец мог ответить на этот вопрос движениями глаз. Сновидцы были точны, указывая на то, что у них был доступ к когнитивным функциям высокого уровня. Исследователи использовали полисомнографию, которая отслеживает функции организма, такие как дыхание и активность мозга во время сна, чтобы подтвердить, что участники спали.

Эти открытия заставили исследователей сновидений задуматься о будущем «интерактивных сновидений», таких как отработка навыка или решение проблемы во сне.

В этом году исполняется сто лет со дня первой демонстрации того, что сон улучшает  память. Однако обзор недавних исследований, проведенный в 2023 году, показал, что воспоминания, сформированные в течение дня, возобновляются, пока мы спим. Специалисты обнаружили это, используя методы машинного обучения для «расшифровки» содержимого спящего мозга.

Исследование 2021 года показало, что алгоритмы обучения различать разные воспоминания во время бодрствования позволяют увидеть, как одни и те же нейронные паттерны вновь возникают в спящем мозге. Другое исследование, также проведенное в 2021 году, показало, что чем чаще эти паттерны повторяются во время сна, тем больше польза для памяти.

При других подходах ученые смогли повторно активировать определенные воспоминания, воспроизводя звуки, связанные с данным воспоминанием, пока участник спал. Мета-анализ 2020 года 91 эксперимента показал, что, когда память участников проверялась после сна, они запоминали больше стимулов, звуки которых воспроизводились во время сна, по сравнению с контрольными стимулами, звуки которых не воспроизводились.

Исследования также показали, что сон укрепляет память о наиболее важных аспектах пережитого, реструктурирует наши воспоминания, формируя более связные повествования, и помогает нам находить решения проблем, на которых мы застряли. Наука показывает, что сон на нем действительно помогает.

Все мы знаем, что недостаток сна вызывает у нас плохое самочувствие. Лабораторные исследования депривации сна, в ходе которых исследователи не давали добровольным участникам спать всю ночь, были объединены с функциональными МРТ-сканированиями мозга, чтобы нарисовать подробную картину недосыпающего мозга. Исследования показали, что недостаток сна серьезно нарушает связь между различными сетями мозга. Эти изменения включают нарушение связи между областями мозга, ответственными за когнитивный контроль, и усиление тех, которые участвуют в обработке угроз и эмоций.

Следствием этого является то, что мозг, лишенный сна, хуже усваивает новую информацию, хуже регулирует эмоции и неспособен подавлять навязчивые мысли. Потеря сна может даже снизить вероятность того, что вы поможете другим людям. Эти результаты могут объяснить, почему плохое качество сна так распространено среди людей с плохим психическим здоровьем.

Хотя с возрастом мы, естественно, спим меньше, все больше данных свидетельствует о том, что проблемы со сном в раннем возрасте увеличивают риск развития деменции.

Накопление β-амилоида, продукта метаболизма, является одним из механизмов, лежащих в основе болезни Альцгеймера. Недавно стало очевидно, что глубокий, безмятежный сон полезен для выведения этих токсинов из мозга. Лишение сна увеличивает скорость накопления β-амилоида в частях мозга, отвечающих за память, таких как гиппокамп. Лонгитюдное исследование, опубликованное в 2020 году, показало, что проблемы со сном были связаны с более высоким уровнем накопления β-амилоида при последующем наблюдении четыре года спустя. В другом исследовании, опубликованном в 2022 году, параметры сна прогнозировали скорость снижения когнитивных способностей у участников в течение следующих двух лет.

Хорошей новостью является то, что исследователи разрабатывают методы лечения, позволяющие улучшить ночной сон и усилить его преимущества.

Например, Европейское общество исследований сна и Американская академия медицины сна рекомендуют когнитивно-поведенческую терапию бессонницы (КПТ-I). КПТ-I работает, выявляя мысли, чувства и поведение, способствующие бессоннице, которые затем могут быть изменены, чтобы способствовать засыпанию.

В 2022 году приложение CBT-I стало первой цифровой терапией, рекомендованной Национальным институтом здравоохранения и передового опыта Англии для лечения в NHS.

Эти вмешательства могут улучшить и другие аспекты нашей жизни. Мета-анализ 65 клинических испытаний, проведенный в 2021 году, в 2021 году показал, что улучшение сна с помощью CBT-I уменьшает симптомы депрессии, тревоги, размышлений и стресса.

Предоставлено The Conversation

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

npj Digital Medicine: изменения в типе сна указывают на проблемы со здоровьем

272 В ходе недавнего исследования американские специалисты пришли к выводу, что фенотип сна и его …