Что же происходит с мозгом, когда мы спим?

Но одну из тайн мозга, похоже, мы начинаем понемногу разгадывать. Как пишет издание Live Science, исследователи узнали уже довольно много о том, что такое сон, зачем он нужен и что происходит с нашим мозгом, когда мы спим.

Во-первых, сон — это определенно очень важно, пишет Obozrevatel. Настолько важно, что его обнаружили у всех животных, за которыми наблюдали ученые. Как сообщил доктор Дэвид Райзен, доцент неврологии Пенсильванского университета, спят даже плодовые мушки, круглые черви и медузы. А раз эволюция сохранила сон для всех животных, хотя во время сна мы уязвимы для хищников и, по сути, тратим время зря, значит его значение поистине велико.

Сон или попытки уснуть занимают треть нашей жизни. А при недостатке сна мы начинаем плохо функционировать – скорость реакции и когнитивные способности падают, даже если не выспаться всего один раз. Таким образом, по словам Райзена, ученые приходят к выводу, что наиболее важен сон именно для мозга.

У нас есть две фазы сна – медленная и быстрая. В медленном сне волны мозговой активности затухают, мышцы расслабляются и замедляется дыхание. А когда наступает фаза быстрого, активность мозга возрастает примерно до уровня бодрствования. Исследования показали, что быстрый сон составляет от 20% до 25% времени, пока мы спим, и именно в этой фазе мы видим самые яркие и фантастические сны.

По данным американского Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS), во время быстрой фазы активизируется таламус – большая масса серого вещества, расположенная в середине мозга. Исследователи института предполагают, что это именно он посылает нам образы, звуки и другие ощущения, которые наполняют наши сны.

Вместе с тем, исследовательская клиника Johns Hopkins Medicine утверждает, что во время быстрого сна активен нейромедиатор ацетилхолин, уровень которого резко повышается во время бодрствования. Ученые полагают, что это вещество помогает мозгу сохранять собранную информацию и запоминать ее, находясь в спящем состоянии. Вероятно поэтому изучение чего-либо непосредственно перед сном часто оказывается таким эффективным.

А еще во время сна мозг "принимает ванну" из спинномозговой жидкости и крови. К такому выводу пришли авторы исследования, опубликованного в 2019 году в журнале Science. Вероятно, понимание природы этих циклов омывания мозга может помочь в изучении возрастных нарушений и расстройств, которые часто связаны со сбоями режима сна, включая аутизм и болезнь Альцгеймера.

По словам профессора Райзена, мозг не перестает работать, пока мы спим, поддерживая в нас жизнь, но при этом во время сна у него есть несколько особых задач. Например, именно в это время вырабатывается гормон роста, вычищаются отходы метаболизма, меняется сила нейронных связей.

Так исследование, которое увидело свет в 2017 году в журнале Nature Medicine, показало, что лишение сна нарушает способность клеток мозга общаться друг с другом. А это влечет за собой нарушения памяти и зрительного восприятия. Ведущий автор исследования, доктор Ицхак Фрид, профессор и директор программы хирургии эпилепсии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, отметил, что недосыпание также лишает нейроны способности функционировать должным образом.

Кроме того, уже доказано, что нарушенный режим сна связан с такими негативными последствиями, как развитие диабета 2 типа, сердечно-сосудистых заболеваний, ожирения, депрессии и других болезней. Однако пока рано говорить о том, недосыпание приводит к соматическим болезням или наоборот. "Существует много наблюдаемых плохих состояний здоровья, которые коррелируют с некачественным или недостаточным сном, но трудно понять, вызывает ли плохой сон эти проблемы. Например, возможно, что очень ранняя деменция вызывает плохой сон, а не наоборот", – утверждает профессор Райзен.

Он также рассказал изданию Live Science, что пока до конца неясно, почему мы спим и как мы это делаем. "Какие мозговые центры участвуют в возникновении, поддержании и прекращении сна? Какие химические вещества мозга участвуют в этом? Как мозг переключается с быстрого сна на медленный сон?", – перечислил ученый лишь некоторые вопросы. Науке еще предстоит разобраться в этих тонкостях.