Зачем мы спим: наука о снах

15 мин чтения

Сон — один из самых важных, но наименее понятых аспектов нашей жизни, благополучия и долголетия [1]. Долгое время наука не имела ответа на вопрос, почему мы спим, какую пользу это приносит и почему мы сталкиваемся с такими разрушительными последствиями для здоровья, когда не спим [1]. В данной статье собрано всё, что известно о том, зачем людям вообще нужен сон, что происходит в мозге во время REM-сна, каковы основные теории о том, почему мы видим сны, как дефицит сна влияет на память и настроение, можно ли изучать или практиковать навыки во сне и какие практические привычки улучшают качество сна.

Современная научная картина сна во многом связана с Мэтью Уокером, нейробиологом, чья книга Why We Sleep: The New Science of Sleep and Dreams (2017) представляет собой научно-популярное изложение данной темы [2]. Уокер является профессором нейробиологии и психологии, а также директором Центра науки о человеческом сне в Калифорнийском университете в Беркли [2]. Увлечение сном привело его из Ноттингема в Гарвард, а затем в Беркли, где за двадцатилетнюю карьеру он опубликовал более 100 научных исследовательских работ; Why We Sleep стала его первой книгой [3]. В книге рассматривается явление, которое назвали «эпидемией потери сна» в Америке и «величайшим вызовом общественному здравоохранению, с которым мы сталкиваемся в XXI веке» [4]. Основная идея книги заключается в том, что сон необходим почти для каждого аспекта здоровья и функционирования человека — вывод, который подтверждается новыми научными данными, полученными за последние два десятилетия [5].

Зачем людям вообще нужен сон

Сон — это универсальный, необходимый биологический процесс [6]. Это не просто период бездействия, а высокоактивный и критически важный процесс как для физического, так и для психического здоровья. Его функции охватывают восстановление и регенерацию, работу мозга и когнитивную эффективность, эмоциональную регуляцию, поддержку иммунитета, гормональную регуляцию и сохранение энергии. Во время сна организм восстанавливает клетки и ткани, синтезирует белки и вырабатывает гормоны роста, в то время как мозг очищается от метаболических отходов через глимфатическую систему, которая гораздо активнее во время сна, чем во время бодрствования. Сон также консолидирует воспоминания, поддерживает обучение, решение проблем и творчество, поддерживает внимание и концентрацию, помогает нам обрабатывать эмоции и поддерживает иммунную систему посредством выработки цитокинов. Благодаря этим взаимосвязанным ролям сон является фундаментальным биологическим драйвером, который позволяет нам учиться, расти, исцеляться и процветать.

Научная литература описывает функцию сна в столь же широких терминах. Один влиятельный обзор связывает две основные идеи: потребность мозга в сне для поддержания сознания и обучения, и байесовские взгляды или концепции предиктивной обработки функций мозга, вдохновленные Гельмгольцем [7]. В этом синтезе сон — особенно REM-сон — служит для перекалибровки восприятия и памяти, облегчает байесовски-оптимальное обучение и управляет синаптическими изменениями [7]. Тот же обзор связывает теорию сновидений Хобсона с современными вычислительными моделями мозга, затрагивая такие вопросы, как почему сон приостанавливает регуляцию температуры тела, почему возникают сны и ощущаются как иммерсивные, почему во время REM-фазы происходят движения глаз, какова роль PGO-волн и как аминергическая модуляция формирует сон [7].

Дополнительная точка зрения рассматривает сон как мощное окно в сознание. Сознание может исчезать во время сна и вновь появляться при пробуждении, что иллюстрирует, как субстрат сознания в мозге определяет как само наличие, так и качество опыта [6]. Сравнение сновидений с безотчетным сном показывает, что текущие состояния мозга, а не внешние триггеры, определяют ощущения от переживаний, а сновидения обнаруживают, что спящий мозг остается высокоактивным, рекомбинируя паттерны внутренней активации без ограничений со стороны поведения или когнитивного контроля [6]. Короче говоря, сон — это не прерывание бодрствования, а особый и незаменимый режим функционирования мозга.

Что происходит в мозге во время REM-сна

Во время REM-сна (быстрого сна) мозг претерпевает удивительную и высокоактивную трансформацию, которая существенно отличается от non-REM сна и в некоторых аспектах даже от состояния бодрствования. Эта стадия часто ассоциируется с яркими сновидениями.

Несмотря на то, что человек спит, электрическая активность мозга во время REM-сна очень схожа с активностью в состоянии бодрствования. Показания электроэнцефалограммы (ЭЭГ) демонстрируют низкоамплитудные волны смешанной частоты, включая тета- и бета-волны, которые характерны для бдительного или активного мозга; именно поэтому REM-сон иногда называют «парадоксальным сном». REM-фаза больше всего связана с яркими, повествовательными и зачастую причудливыми снами, а высокий уровень активности — особенно в областях, связанных с эмоциями, памятью и сенсорной обработкой — способствует насыщенности этих сновидений.

Одной из наиболее определяющих характеристик REM-сна является временный паралич большинства произвольных мышц, состояние, называемое атонией. Мозг посылает сигналы для торможения мотонейронов в спинном мозге, предотвращая физическое воплощение ваших снов; заметным исключением являются мышцы, управляющие дыханием и движениями глаз. Как следует из названия, глаза быстро двигаются вперед-назад под веками. Точная функция этих движений глаз до сих пор обсуждается, но некоторые теории связывают их со «сканированием» мира снов или с обработкой визуальной информации внутри сновидения.

Уровни нейромедиаторов во время REM-фазы значительно меняются. Уровень ацетилхолина высок, что считается ключевым фактором активации коры и создания яркости REM-сна. Напротив, уровни норадреналина, серотонина и гистамина значительно падают, что способствует атонии и может объяснить, почему мы не всегда идеально помним свои сны.

Специфические области мозга активируются по-разному. Области лимбической системы, участвующие в эмоциях, такие как миндалевидное тело и гиппокамп, становятся высокоактивными, что способствует эмоциональной интенсивности, часто испытываемой во снах. Части зрительной коры активны, даже если внешние визуальные данные не поступают, что генерирует визуальные образы сновидений. Ствол мозга играет решающую роль в инициировании и регулировании REM-сна, включая генерацию PGO-волн (понтинно-геникулатно-окципитальных), которые являются отличительным признаком этой фазы. Интересно, что префронтальная кора, отвечающая за логические рассуждения, планирование и самоосознание, проявляет пониженную активность, что может объяснить зачастую нелогичную и некритичную природу снов.

Сон с быстрым движением глаз (REM-сон) также особенно важен для консолидации процедурной памяти (умения что-либо делать) и эмоциональной памяти. Считается, что он играет роль в интеграции нового опыта с существующими знаниями и в переработке эмоциональных событий прошедшего дня. В то же время частота сердечных сокращений, дыхание и кровяное давление во время REM-фазы становятся более нерегулярными и изменчивыми, что отражает повышенную активность мозга и эмоциональное содержание сновидений. В целом, во время REM-сна мозг представляет собой оживленный центр активности, создающий яркие сновидения, обрабатывающий эмоции и консолидирующий воспоминания, при этом удерживая тело в состоянии безопасного паралича.

Основные теории о том, почему мы видим сны

Вопрос о том, почему мы видим сны, является одной из самых стойких загадок в нейробиологии и психологии, и единого, общепризнанного ответа на него не существует. Вместо этого несколько видных теорий предлагают разные взгляды на цель и функцию сновидений. Они не исключают друг друга: вполне возможно, что сны выполняют несколько функций, что разные типы снов служат разным целям или даже что сама «цель» является эмерджентным свойством сложных процессов мозга.

Психоаналитическая теория

Зигмунд Фрейд предположил, что сны — это окно в бессознательное, служащее замаскированным исполнением подавленных желаний, стремлений и конфликтов. Он различал «явное содержание» — фактический сюжет сна — и «скрытое содержание», его тайный символический смысл. С этой точки зрения сны позволяют нам выражать неприемлемые импульсы в символической, менее угрожающей форме, тем самым сохраняя сон. Несмотря на свое влияние, эта теория трудно поддается эмпирической проверке и была в значительной степени вытеснена более нейробиологическими подходами, хотя идея о том, что сны имеют психологическое значение, сохраняется.

Гипотеза активации-синтеза

Дж. Аллан Хобсон и Роберт Маккарли предположили, что сны являются побочным продуктом попыток мозга осмыслить случайную нейронную активность, возникающую во время REM-сна. В этой фазе ствол мозга генерирует спонтанные электрические сигналы (активации), а передний мозг затем пытается синтезировать эти случайные сигналы в связное повествование, опираясь на существующие воспоминания, эмоции и опыт. «Сюжет» сна — это лучшая попытка мозга интерпретировать эти внутренние сенсорные данные. Данное объяснение проясняет, как генерируются сны и почему они часто бывают причудливыми, но его часто критикуют за то, что оно не до конца объясняет, зачем мозг занимается этим синтезом и почему сны часто имеют эмоциональное или значимое содержание.

Обработка информации и консолидация памяти

Согласно этому взгляду, сны играют решающую роль в переработке повседневного опыта, консолидации воспоминаний и интеграции новой информации в нашу существующую базу знаний. Во время сна, особенно в REM-фазе, мозг активно просматривает, сортирует и организует информацию, собранную в часы бодрствования, укрепляя важные воспоминания, отбрасывая иррелевантные и формируя новые связи. Сны могут быть субъективным переживанием этой работы по обработке памяти. Исследования показывают, что сон, особенно REM-сон, жизненно важен для обучения и памяти, а лишение человека REM-сна может нарушить консолидацию памяти.

Решение проблем и креативность

Эта теория утверждает, что сновидения создают уникальное ментальное пространство, в котором мозг может прорабатывать проблемы, генерировать творческие решения и репетировать различные сценарии без ограничений, присущих бодрствованию. Ослабленная цензура и необычные ассоциации, характерные для снов, могут способствовать возникновению новых связей и озарений, которых сложнее достичь в состоянии бодрствования; многие художники, ученые и изобретатели сообщали о том, что черпали вдохновение или находили решения задач в своих снах. Хотя косвенные доказательства убедительны, доказать прямую причинно-следственную связь между сновидениями и решением проблем затруднительно.

Теория симуляции угроз

Антти Ревонсуо предположил, что сны, особенно кошмары или сновидения, связанные с опасными ситуациями, функционируют как древний биологический защитный механизм, позволяющий нам многократно практиковаться в распознавании и избегании угроз в безопасной среде. Симулируя угрожающие события, мозг оттачивает наши реакции «бей или беги» и готовит нас к опасностям реального мира, тем самым повышая навыки выживания. Кросс-культурные исследования показывают, что сны часто содержат угрожающий контент, и эта теория уходит корнями в эволюционную психологию.

Теории эмоциональной регуляции

Согласно этим теориям, сны помогают нам обрабатывать и регулировать эмоции, особенно трудные или травматичные, в безопасной, контролируемой среде. Высокая активность лимбической системы — областей мозга, связанных с эмоциями — во время REM-сна в сочетании с пониженной активностью логической префронтальной коры может способствовать «перепрошивке» или десенсибилизации к эмоциональному опыту, снижая его интенсивность со временем. REM-сон связан с обработкой эмоциональной памяти, а его недостаток может привести к повышенной эмоциональной реактивности.

Как дефицит сна влияет на память и настроение

Дефицит сна оказывает глубокое и немедленное негативное воздействие как на память, так и на настроение, подчеркивая, насколько критически важен полноценный сон для оптимального когнитивного и эмоционального функционирования.

Влияние на память

Сон абсолютно критичен для различных процессов памяти, и даже кратковременный дефицит может значительно их нарушить. Одной из основных ролей сна является консолидация воспоминаний — перенос информации из краткосрочного хранилища в долгосрочное, и как non-REM сон (особенно медленноволновой), так и REM-сон жизненно важны для этого процесса. При дефиците сна консолидация серьезно затруднена: новая информация, полученная за день, не «закрепляется» должным образом в долгосрочной памяти, что затрудняет ее последующее воспроизведение. Это влияет как на декларативную память (факты, события), так и на процедурную память (навыки, знания о том, как что-то делать).

Недостаток сна также затрудняет способность мозга концентрировать внимание, поэтому новая информация с самого начала усваивается менее эффективно, что усложняет изучение и запоминание даже простых вещей. Рабочая память — способность удерживать и манипулировать информацией в уме в течение коротких периодов (например, запоминание только что услышанного номера телефона) — снижается по объему и эффективности, что затрудняет многозадачность или концентрацию на сложных задачах; также сокращается период концентрации внимания и увеличивается отвлекаемость. Даже частично консолидированные воспоминания становится труднее извлечь: люди могут испытывать ощущение «тумана» в голове или чувствовать, что информация находится где-то рядом, но недоступна. Поскольку память неотделима от процесса решения задач, нарушение памяти и когнитивных функций подрывает способность ясно мыслить, анализировать ситуации и принимать взвешенные решения.

Влияние на настроение

Воздействие дефицита сна на настроение зачастую является одним из первых и наиболее заметных последствий. Повышенная раздражительность и чувство фрустрации встречаются очень часто и проявляются незамедлительно: мелкие неурядицы могут казаться невыносимыми, а эмоциональный «запас терпения» значительно сокращается. Недостаток сна также повышает уровень кортизола — «гормона стресса», из-за чего тело и разум ощущают большее напряжение, и ухудшает способность мозга регулировать работу миндалевидного тела (области, связанной со страхом и тревогой), что ведет к усилению беспокойства и тревожности.

Люди также могут испытывать эмоциональную лабильность — резкие смены настроения, когда состояние нормального самочувствия внезапно сменяется грустью, гневом или чувством подавленности, часто без явного триггера. Поскольку префронтальная кора, которая имеет решающее значение для регуляции эмоций и подавления импульсивных реакций, становится менее активной и эффективной при недосыпании, контролировать эмоциональные реакции становится труднее. Хронический дефицит сна является значительным фактором риска развития клинической депрессии и тревожных расстройств, причем эта связь двусторонняя: проблемы со сном могут способствовать развитию этих состояний, а сами эти состояния могут нарушать сон. Недостаток сна также может затруднить распознавание эмоций других людей и адекватное реагирование на них, что создает напряжение в отношениях и снижает социальную эффективность. Даже при отсутствии клинической депрессии длительный недосып может привести к общему чувству недомогания, пессимизму, отсутствию мотивации или удовольствия от деятельности. По сути, дефицит сна превращает мозг в менее эффективную и более эмоционально нестабильную машину: он с трудом учится, запоминает и обрабатывает информацию, одновременно теряя способность эффективно регулировать эмоции.

Можно ли изучать или практиковать навыки во сне?

Ответ на этот вопрос неоднозначен: «да, в некоторой степени, но не так, как вы представляете себе традиционную практику».

Основной способ, с помощью которого сон — и сновидения, особенно фаза REM-сна — помогает в освоении навыков, заключается в консолидации. Когда в часы бодрствования вы изучаете новый моторный навык (например, игру на музыкальном инструменте, езду на велосипеде или спортивный прием) или новый когнитивный навык (например, иностранный язык, математическую концепцию или сложную стратегию), ваш мозг во время сна активно обрабатывает и укрепляет нейронные связи, связанные с этим обучением. Представьте это как «офлайн-практику» мозга: он воспроизводит нейронные паттерны, относящиеся к навыку, закрепляя память и делая движения или когнитивные процессы более эффективными и автоматическими. Именно поэтому полноценный сон после тренировки часто приводит к заметному улучшению результатов на следующий день. Вы не практикуетесь активно внутри сновидения, но ваш мозг выполняет эту работу «за кулисами». Исследования показали, что люди, которые поспали после изучения последовательности постукиваний пальцами или нового спортивного навыка, справляются со задачей значительно лучше, чем те, кто испытывал дефицит сна; аналогично сон помогает в консолидации сложных стратегий решения задач и интеграции новой информации.

Осознанные сновидения — это случай, когда идея «практики» во сне становится более буквальной. В осознанном сне вы понимаете, что спите, и иногда можете контролировать аспекты окружающей обстановки. Люди, практикующие осознанные сновидения, часто сообщают о намеренном отработке таких навыков, как игра на музыкальном инструменте, исполнение танцевального номера, произнесение речи или даже полет, и области мозга, задействованные в выполнении этих действий, часто активны во время такой сновидческой «практики». Хотя вы не формируете новую мышечную память так, как это происходит в бодрствовании, подобный вид ментальной репетиции все равно может повысить уверенность в себе (чувство успеха во сне может перенестись в реальную жизнь), уточнить ментальные модели (помогая мысленно пройти через этапы сложной задачи, выявить потенциальные проблемы и закрепить понимание процесса) и улучшить визуализацию, которая является известной техникой, используемой спортсменами и артистами для повышения эффективности в реальном мире. Ограничение заключается в том, что вряд ли вы сможете выучить совершенно новый физический навык с нуля во сне и проснуться, умея выполнять его идеально; основной benefit, по-видимому, заключается в совершенствовании и консолидации уже приобретенных навыков или ментальной репетиции знакомых действий.

Помимо отработки навыков, известно, что сны также способствуют решению проблем и творческому мышлению. Позволяя разуму создавать необычные ассоциации и обрабатывать информацию без ограничений, присущих состоянию бодрствования, сны иногда могут привести к новым решениям или инсайтам в отношении проблем, с которыми вы сталкиваетесь. В заключение, хотя вы вряд ли научитесь жонглировать с нуля, практикуясь только в своих снах, сон абсолютно необходим для укрепления и совершенствования навыков, которые вы уже начали изучать, а для тех, кто умеет осознанно сновидеть, намеренная ментальная репетиция в состоянии сна может дать дополнительные преимущества для уже приобретенных навыков и ментальной подготовки.

Практические привычки, улучшающие качество сна

Улучшение качества сна часто сводится к внедрению последовательного распорядка и осознанному выбору в течение дня, и особенно в часы, предшествующие отходу ко сну. Эти практические привычки часто называют «гигиеной сна». Ниже приведены конкретные, широко рекомендуемые привычки.

Соблюдайте постоянный график. Ложитесь спать и просыпайтесь в одно и то же время каждый день, даже в выходные. Это помогает регулировать естественный цикл сна и бодрствования организма (циркадный ритм). Избегайте избыточного сна в выходные, чтобы «наверстать упущенное», так как это может сбить ваш ритм на предстоящую неделю.

Оптимизируйте условия для сна. Содержите спальню в темноте, блокируя свет шторами блэкаут или маской для глаз, так как даже небольшое количество света может нарушить выработку мелатонина. Обеспечьте тишину, используя беруши, генератор белого шума или вентилятор, чтобы заглушить мешающие звуки. Поддерживайте прохладу: большинство людей спят лучше в прохладной комнате, обычно при температуре от 60–67°F (15–19°C). Обеспечьте комфорт с помощью поддерживающего матраса, подушек и постельного белья.

Создайте расслабляющий ритуал перед сном. Замедлите темп за 30–60 минут до сна, чтобы дать организму сигнал о том, что пора спать. Теплая ванна или душ могут помочь, так как последующее снижение температуры тела способствует сонливости. Чтение бумажной книги (не на устройстве с подсветкой), прослушивание успокаивающей музыки или подкаста, а также практика техник расслабления, таких как легкая растяжка, упражнения на глубокое дыхание, медитация или прогрессивная мышечная релаксация, являются полезными вариантами.

Ограничьте воздействие синего света перед сном. Избегайте экранов — телефонов, планшетов, компьютеров и телевизоров — как минимум за 1–2 часа до сна. Синий свет, излучаемый этими устройствами, может препятствовать выработке мелатонина, что затрудняет засыпание. Если вам необходимо использовать экраны, используйте приложения или настройки фильтрации синего света или носите очки, блокирующие синий свет.

Следите за питанием и потребляемыми веществами. Ограничьте потребление кофеина во второй половине дня и вечером, обычно за 6–8 часов до сна, так как кофе, чай, энергетические напитки и шоколад содержат кофеин. Избегайте тяжелой, жирной или острой пищи незадолго до сна; легкий перекус допустим, но плотный прием пищи может вызвать несварение и дискомфорт. Ограничьте употребление алкоголя: хотя поначалу он может вызвать сонливость, он нарушает архитектуру сна, особенно фазу REM, что приводит к фрагментированному и менее восстанавливающему сну в дальнейшем. Избегайте никотина, который является стимулятором и может нарушить сон.

Занимайтесь физической активностью регулярно и в правильное время. Регулярные физические упражнения в течение дня могут значительно улучшить качество сна, но избегайте интенсивных нагрузок слишком близко к моменту отхода ко сну — за 2–3 часа, так как они могут оказать стимулирующее воздействие и повысить внутреннюю температуру тела, что затруднит засыпание. Идеальным вариантом являются утренние или дневные тренировки.

Разумно подходите к дневному сну. Если вам нужно вздремнуть, пусть это будет короткий сон (20–30 минут) в первой половине дня, до 15:00. Более длительный или поздний сон может помешать ночному сну.

Проводите время при естественном освещении в течение дня. Старайтесь находиться под воздействием яркого естественного света, особенно утром. Это помогает укрепить ваши циркадные ритмы и сигнализирует организму о том, что сейчас день.

Работайте с тревогами и стрессом. Если ночью ваши мысли не дают вам покоя, попробуйте завести «дневник тревог» ранее вечером: запишите свои беспокойства и возможные решения, а затем отложите их до следующего дня. Практика осознанности или медитация также могут помочь успокоить гиперактивный ум.

Последовательное внедрение даже нескольких из этих привычек может существенно изменить качество и восстановительную силу сна. Если вы продолжаете испытывать трудности со сном, несмотря на соблюдение гигиены сна, рекомендуется проконсультироваться с врачом, так как причиной может быть скрытое медицинское состояние, такое как апноэ или бессонница.

Заключение

Сон имеет решающее значение почти для каждого аспекта здоровья и функционирования человека [5]. Он восстанавливает иммунную систему, настраивает метаболизм и помогает регулировать аппетит; консолидирует воспоминания и поддерживает когнитивные функции; а также перенастраивает эмоциональные цепи мозга, помогая нам справляться с повседневными социальными и психологическими трудностями [5]. Сновидения, в свою очередь, рассматриваются как значимый, универсальный опыт, который смягчает болезненные воспоминания и создает ментальное пространство, где смешиваются знания о прошлом и настоящем, стимулируя творчество [5]. Именно во время REM-сна происходит большинство сновидений, и эта фаза имеет решающее значение для эмоциональной обработки и творческого решения проблем; полный цикл занимает около 90 минут [8]. В совокупности эти данные подтверждают простой общий вывод: полноценный сон является основой когнитивной деятельности, эмоциональной стабильности и физического здоровья, а сны способствуют эмоциональной обработке и инновациям [5].