Сомнолог Михаил Полуэктов — Forbes: «Чтобы навыки закреплялись, ночью нужно спать»
Михаил Полуэктов, заведующий отделением медицины сна Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, кандидат медицинских наук, президент Российского общества сомнологов.
— Что такое фазы сна и чем они отличаются друг от друга?
— В 1950-е годы было обнаружено, что сон состоит из двух основных частей, или фаз. Их принято называть «медленный сон» и «быстрый сон». Они сменяют друг друга несколько раз за ночь с четкой периодичностью, формируя цикл сна. Внутри цикла вначале идет фаза медленного сна, затем быстрого. У детей цикл длится около часа, с возрастом удлиняется, после полового созревания достигает полутора часов и остается неизменным. Длительность фаз внутри каждого цикла меняется. Суммарно медленный сон занимает около 80% времени сна, быстрый — около 20%.
Если упрощать, то фазе медленного сна отводится роль восстановления тела, хотя на восстановление мозга она тоже влияет. Фаза быстрого сна отвечает за психическое восстановление. Получено много данных о том, что у психически неблагополучных людей эта часть сна либо существенно сокращается, либо, наоборот, увеличивается в попытке компенсировать дневные проблемы.
— Насколько я понимаю, медленный сон принято также называть ортодоксальным, а быстрый — парадоксальным. Это удачно передает контраст.
— Эти термины употребляют в основном исследователи сна животных. Но парадокс действительно присутствует. От состояния сна мы ожидаем максимального снижения активности тела и центральной нервной системы. Однако в фазе быстрого сна по сравнению с фазой медленного активность организма усиливается, а активность мозга просто зашкаливает. Мы думаем, что в организме должен царить покой, а там бушует информационная и вегетативная буря. Учащается сердцебиение, дыхание, возникает эрекция. Кроме того, наблюдаются резкие движения глазных яблок. Исследования показывают: скорее всего, это слежение за содержанием сновидений. «Быстрый сон» — это сокращенное название «сна с быстрыми движениями глаз».
— Почему медленный сон получил такое название?
— Более корректно говорить о медленноволновом сне. Дело в том, что у бодрствующего и спящего человека существенно различаются электроэнцефалограммы. В разных стадиях сна они тоже разные. Во время медленноволнового сна на электроэнцефалограмме появляются так называемые медленные волны — периоды высокоамплитудной медленной электрической активности, которая означает, что большие группы нейронов делают одно и то же и их суммарный потенциал действия приводит к возникновению мощных электрических разрядов. Это ненормально для бодрствования. Если мы увидим медленные волны на электроэнцефалограмме бодрствующего человека, мы поймем, что он впадает, например, в коматозное состояние или у него не функционирует часть мозга из-за инсульта. А во время медленного сна наоборот: чем больше выражена эта медленноволновая активность, тем лучше восстанавливаются ресурсы организма.
— Значит, есть три режима функционирования мозга и тела: бодрствование, медленный сон и быстрый сон?
— Действительно, сначала ученые предполагали существование только трех состояний сознания и думали, что между ними происходит ступенчатый переход. Но эта концепция не подтвердилась. Было найдено большое количество промежуточных состояний, которые наблюдаются у людей в особых случаях, скажем при болезнях, а у животных — в обычной жизни. Например, лунатизм для людей — отклонение, а для некоторых животных перемещение во сне — норма. Дельфины задохнутся, если будут неподвижны под водой, поэтому у них одно полушарие мозга спит, а другое бодрствует: это помогает им вовремя подняться на поверхность и сделать вдох. Птицы, когда совершают длительные перелеты, спят прямо в воздухе — причем то одним полушарием мозга, то другим.
У людей есть и иные состояния, которые нельзя считать ни сном, ни бодрствованием: парасомния (снохождение, сноговорение), гипноз — трансовое состояние, состояние психоза, коматозное состояние, состояние минимального сознания, которое проявляется, когда человек находится в деменции. Так что свести состояния сознания только к трем основным невозможно.
— Почему фазы сна чередуются с четкой периодичностью?
— Почему человек или животное не может просто уснуть, например, на шесть часов глубоким медленным сном, потом перейти на два часа в состояние быстрого сна и проснуться полным сил? Зачем нужна эта цикличность? Это одна из самых больших загадок для науки. Убедительный ответ до сих пор не найден.
— Какие гипотезы вам представляются наиболее правдоподобными?
— Самая красивая теория говорит о том, что в процессе эволюции выжили те животные, у которых когда-то включился защитный механизм нескольких запланированных пробуждений. Животные засыпали, через некоторое время срабатывал внутренний будильник, они просыпались, оглядывались, оценивали ситуацию и, если все было спокойно, снова засыпали. А тот, кто спал всю ночь без задних лап, просыпался уже без этих лап — если вообще успевал проснуться. Якобы нужно было сменять стадии сна, потому что из самой глубокой невозможно сразу выскочить. Эта теория звучала бы более убедительно, если бы удалось найти реликтовое животное, у которого циклов сна нет. Например, где-нибудь в Тасмании, где сохранилось много древних животных, нашли бы какого-нибудь волка, который никогда не просыпался по нескольку раз за ночь, но тем не менее выжил, потому что ему никто не угрожал — условно говоря, поблизости обитали только травоядные. Но ни волка, ни какого-нибудь утконоса без циклов сна еще никто не обнаружил. Поэтому эту теорию невозможно ни подтвердить, ни опровергнуть.
Мне больше нравится другая теория: закономерное чередование определенных процессов во сне необходимо для улучшения обработки и запоминания информации.
— На чем основана эта теория?
— Ученые заметили, что в разных фазах сна внутри головного мозга с разной интенсивностью выделяются основные нейромедиаторы. Во время медленного сна хорошо функционирует гамма-аминомасляная кислота — тормозной нейромедиатор, который дает расслабление, поддерживает сон. А возбуждающие нейромедиаторы (норадреналин, серотонин, дофамин, ацетилхолин), наоборот, выделяются мало. В фазе быстрого сна происходит активный выброс ацетилхолина. Его участие необходимо для тех процессов в мозге, которые связаны с получением и накоплением информации. Этот нейромедиатор почему-то молчит в медленном сне, а в быстром — активно работает.
— Чем отличается обработка информации во сне и во время бодрствования?
— Во время бодрствования информация проходит через органы чувств и вначале отражается в неокортексе — одной из областей коры головного мозга. Потом ужимается в гиппокампе — маленькой структуре в глубине мозга, «процессоре» памяти. Когда мы засыпаем и переходим в состояние медленного сна, информация в упакованном виде снова перемещается в корковые зоны — на этот раз уже на хранение. Так происходит переход из кратковременной памяти в долговременную. Конечно, он осуществляется и во время бодрствования, но в медленном сне — гораздо эффективнее. Сон имеет критическое значение для запоминания. Впервые это убедительно доказали ровно сто лет назад: исследователи Джон Дженкинс и Карл Далленбах продемонстрировали, что после сна сохраняется почти в полтора раза больше заученной ранее информации.
— А в быстром сне информация, отданная на хранение, обрабатывается заново?
— Да, воспоминания снова просыпаются, предстают нашему внутреннему взору и опять уходят в гиппокамп. Быстрый сон — эмуляция бодрствования. В это время чаще всего мы видим сны. По всей вероятности, сновидения — это отражение процессов повторного воспроизведения запомненной информации и ее реструктурирования, извлечения из нее неких смыслов. Я бы провел аналогию с MP3-файлом: чтобы уменьшить его объем, в нем сохраняется только то, что имеет значение для восприятия музыки. Затем запускается следующий цикл и информация уже в упакованном виде вновь раскладывается по корковым зонам. В итоге после множественных прогонов информации по этим циклам архивирования — воспроизведения формируется гиппокамп-независимая память. Емкость гиппокампа ограничена, как у оперативной памяти компьютера. А в неокортексе информация хранится долго, как на жестком диске, и может быть извлечена через много лет.
Почему-то эти прогоны информации из гиппокампа в неокортекс и обратно должны происходить снова и снова, по четыре — шесть циклов за ночь. Видимо, это дает наилучший эффект упаковки информации.
— Действительно ли гипотеза о том, что полуторачасовой цикл обработки информации сохраняется во время бодрствования, не подтвердилась?
— К сожалению, нет. Когда американский физиолог Натаниэль Клейтман в 1950-е годы открыл полуторачасовой цикл сна, он предположил, что это некий общий биоритм, который ночью наиболее ярко выражен, но присутствует и в дневное время. Он проводил исследования, пытаясь найти такую цикличность у психически больных, которые уже отрешились от внешнего мира, и у новорожденных детей, которые еще не включились в социальную жизнь. И вроде бы даже находил отдельные подтверждения. Он назвал эту цикличность базовым циклом покоя — активности. Другие ученые продолжили его исследования, стараясь свести к минимуму все раздражители у здоровых бодрствующих людей: воздействие света, социальное взаимодействие, физическую активность. Но подтвердить гипотезу Клейтмана никому не удалось.
— И все же она повлияла на концепцию академического часа?
— Да, есть предположение, что это наследие гипотезы Клейтмана. Если бы во время бодрствования существовали универсальные полуторачасовые колебания уровня умственной активности, то логично было бы 45 минут, когда мы на пике, получать информацию, а потом 45 минут отдыхать, закреплять ее в памяти.
— В своей книге «Загадки сна» вы пишете, что хронотип человека меняется с возрастом: подросткам биологически предписано быть совами, а людям старшего возраста — жаворонками. Расскажите, пожалуйста, об этой концепции.
— Опросы, проведенные немецким ученым Тилем Реннебергом, одним из мировых авторитетов в области хронобиологии, показали, что фаза биологических ритмов у людей постепенно меняется и дети, а затем подростки, засыпают все позже. Потом фаза начинает смещаться в обратном направлении — у женщин чуть раньше 20 лет, у мужчин примерно в 21 год. Получается, склонность школьников засиживаться ночью за компьютером — не распущенность, а отражение глубинных механизмов биологических ритмов. А пожилые люди, наоборот, ни свет ни заря просыпаются, начинают «греметь кастрюлями», и это их право, потому что они становятся в большей степени жаворонками.
— Почему этот перелом наступает примерно в 20 лет?
— Непонятно. Почему не в 14 лет, когда происходит половое созревание и в организме все меняется? Науке еще предстоит объяснить этот факт.
Изменение хронотипа с возрастом
— Резонно тогда сделать вывод, что уроки в школе лучше начинать не очень рано.
— Да, неоднократно обсуждалось, что занятия стоило бы начинать не в 8:30 утра, а хотя бы в 9:30 или 10:00. Это было бы более физиологично. Однако я не до конца уверен в правильности таких рекомендаций. Мозг начинает активнее работать примерно после восьми часов утра, когда прекращается выработка «гормона темноты» мелатонина. В некоторых исследованиях было показано, что если в этот период усиливать мозговую активность, например за счет яркого света, физических упражнений и т. д., то вечером человек заснет быстрее — биоритм сдвинется на более раннее время. Если утренняя активность у детей начнется на час позже, то и засыпать они станут на час позже и утром их точно так же будет не поднять в школу.
— Верно ли в таком случае утверждать, что для человека естественно жить по солнцу: вставать с рассветом и ложиться с закатом?
— Заманчиво считать, что люди, которые живут в согласии с природой, ложатся с заходом солнца, встают с восходом, обладают наибольшими возможностями восстановления и более счастливы. Но на самом деле все сложнее. Около десяти лет назад Джером Сигель, специалист по изучению сна, провел исследование амазонских и африканских племен, сохраняющих уклад жизни своих предков. Оказалось, что они не ложатся с закатом и не встают с восходом. Они засыпают, когда начинает снижаться температура тела. Конечно, у них есть синхронизация со световым режимом, но еще лучше налажена синхронизация с изменением температуры окружающей среды. По-видимому, это более важный сигнал для запуска режима сна, чем реакция на освещенность.
— Можно ли сказать, что изменение условий жизни, скажем научно-техническая революция, повлияло на качество сна людей?
— Я думаю, что относительный вес стрессогенности внешних факторов во все века примерно одинаков, потому что психика человека адаптируется почти к любым обстоятельствам. Так что неверно считать, что в далеком прошлом люди спали лучше. Но это мое личное мнение, даже мировоззренческая позиция, я не могу подкрепить ее точными данными.
— Неужели жители мегаполисов не страдают бессонницей в большей степени, чем, например, сельские жители?
— Однозначного ответа на этот вопрос нет. Например, исследование, которое мы с профессором Андреем Голенковым проводили в Чувашии в 2011 году, показало, что среди людей, жалующихся на нарушения сна, две трети составляют горожане. А вот в Индонезии, согласно подобному исследованию, хуже спят, наоборот, жители сельских регионов. Скорее всего, дело в культурных различиях. Где-то люди в городах очень активные, загруженные, а где-то в сельской местности страдают, скажем так, от ограниченности ресурсов. Кому щи пустые, кому жемчуг мелкий.
— Насколько распространена бессонница в России?
— Это доподлинно неизвестно: к сожалению, правильно организованных исследований до сих пор не проводилось. А вот за рубежом такие исследования были. Они выявили, что бессонницей постоянно страдает минимум 6% общей популяции. Это сравнимо, например, с распространенностью сахарного диабета. Некоторые ученые приводят другую цифру — 10%.
— Что вы посоветуете тем, у кого разлажен режим сна и бодрствования?
— Основной совет — прислушиваться к своему организму. Как врач я вижу, что расстройства сна возникают из-за того, что человек идет наперекор своей биологической природе. В молодости я и сам был воодушевлен идеей, что можно лечить пациентов днем и заниматься наукой по ночам. Но теперь я понимаю, что был неправ. Нужно совершенствовать профессиональные навыки в дневное время, а ночью спать, чтобы эти навыки лучше закреплялись. Необходимо следовать генетическому механизму, заложенному в клетках, — а он определяет неизбежность погружения в сон. Жизнь на Земле зародилась несколько миллиардов лет назад. И попытки принципиально изменить условия игры и диктовать природе новые правила выглядят, на мой взгляд, смехотворно.
Восемь книг о том, как и зачем мы спим
1. Кристиан Бенедикт «Сон в XXI веке»
2. Владислав Вязовский, Марина Карлин «Сон под микроскопом. Что происходит с нами и мозгом во время сна»
3. Мишель Жуве «Наука о сне. Кто познает тайну сна — познает тайну мозга!»
4. Антонио Задра, Роберт Стикголд «Когда мозг спит: сновидения с точки зрения науки»
5. Владимир Ковальзон «Маятник сна»
6. Михаил Полуэктов. «Загадки сна. От бессонницы до летаргии»
7. Михаил Полуэктов, Полина Пчелина «Правила детского сна. Как наладить сон ребенку и его родителям»
8. Мэттью Уолкер «Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях»