расслабление тела в норме происходит потому, что и телу, и головному мозгу необходимо побыть в покое и восстановить запасы энергии. В течение дня телу нужны активность и способность быстро реагировать, однако ночью уровень активности должен снижаться. За это отвечают разные структуры нервной системы и вещества, которые в них вырабатываются. Регуляция сна и бодрствования осуществляется за счет двух дополняющих друг друга систем: гомеостаза сна и системы циркадных ритмов.
Гомеостаз сна
Чем дольше человек бодрствует, тем сильнее ему захочется спать. Чем дольше он спит, тем легче будет проснуться.
Организм человека нуждается в балансе. Баланс, или равновесное состояние, еще называют гомеостазом. Можно сказать, что к гомеостазу относятся все явления, которые тело регулирует самостоятельно, не подключая сознание. В норме это происходит и с питанием: чем дольше человек не ест, тем более выражено чувство голода, а чем больше пищи поступает, тем меньше ему хочется есть.
Так регулируется и сон: после шестнадцати-восемнадцати часов бодрствования накапливается так называемое давление сна, то есть потребность в нем. Это давление необходимо для того, чтобы человек уснул, когда ляжет в кровать. По мере того как мы спим, давление сна снижается, а затем вовсе исчезает — в этот момент наступает бодрствование. Когда человек утром встает с кровати, «счетчик» давления сна сбрасывается на ноль, и отсчет начинается заново.
Сон начинает формироваться, когда мы просыпаемся утром, и на него влияет все, что происходит с нами в течение дня.
Правда же, трудно уснуть в одиннадцать вечера, если вы решили подремать днем и проспали до восьми? Дело в том, что в этот момент давление сна еще не поднялось до отметки, позволяющей упасть в объятья Морфея.
Все аспекты человеческого организма стремятся к равновесию.
Сон и бодрствование тоже должны быть пропорциональны друг другу, и их баланс достигается за счет гомеостатической регуляции.
Адаптировано из публикации Kilduff, T. S. y Kushida, C. A., Circadian regulation of sleep, en Chokroverty, S. (ed.) (1999), Sleep Disorders Medicine: Basic Science, Technical Considerations, and Clinical Aspects, Boston, Butterworth-Heinemann, pp. 135–145.
Циркадные ритмы
Гомеостаз сна не единственный процесс, регулирующий цикл сна и бодрствования. Последнему необходим «дирижер», от которого зависит работа всех часовых механизмов.
Циркадные ритмы, то есть изменения биологической активности тела в зависимости от момента времени, изучает хронобиология. Циркадными, или циркадианными, называют ритмы различных жизненно важных процессов, которые происходят в организме в течение суток. Само слово «циркадный» происходит от латинских circa — «около, кругом» и dies — «день».
Центральный часовой механизм — тот самый дирижер оркестра циркадных ритмов — расположен в головном мозге, а именно в супрахиазматическом ядре гипоталамуса. Это участок мозга прямо позади глаз. Цикл работы наших внутренних часов равен суткам, а работают они благодаря разным внешним и внутренним факторам, которые называют синхронизаторами, или цайтгеберами (от нем. Zeitgeber). Самый важный из этих факторов — свет. При попадании света на сетчатку глаза информация о нем передается в головной мозг, а именно в супрахиазматическое ядро гипоталамуса. По цветовой температуре света мозг определяет время суток, поскольку в течение дня солнечный свет меняет свой оттенок. Получив информацию о времени, мозг решает, какие функции следует выполнять различным системам организма.
Солнечный свет постоянно информирует мозг и тело человека о текущем времени суток. Именно благодаря естественному свету мы определяем, утро сейчас, день или вечер.
Когда солнце садится и становится темно, головной мозг понимает, что настала ночь и пора спать. Эпифиз, или шишковидное тело, синтезирует и выделяет в кровь гормон мелатонин, который способствует естественному засыпанию и поддержанию сна на протяжении всей ночи.
Другие цайтгеберы, или стимулы, помогающие настроить наши внутренние часы, включают в себя температуру тела, уровень шума и физическую активность, а также привычки или рутинные действия в течение дня.
Внутренние часы регулируют не только сон и бодрствование, но и другие биологические процессы, для которых характерны периодические колебания в течение суток: температуру тела, артериальное давление, работу кишечника, выработку некоторых гормонов… Получается, что и сон может влиять на все эти функции. А если сломаются центральные часы, то сбой возникнет и в периферических.
Благодаря слаженной работе двух механизмов регуляции (гомеостатического и циркадного) головной мозг оказывается готов ко сну в определенный момент суток, называемый воротами сна. Когда они открыты, человек легко засыпает. Открываются ворота при наличии следующих условий: позади от шестнадцати до восемнадцати часов бодрствования, вокруг темнота, а уровень мелатонина достаточен для сна.
Очень важно слушать свой организм и различать сигналы, указывающие на открытие ворот сна — момент, когда пора лечь спать, не дожидаясь, что эти ворота закроются.
Этот идеальный для засыпания момент обычно наступает около половины одиннадцатого или одиннадцати вечера у взрослых, а у детей — примерно в восемь или полдевятого. При этом наблюдаются высокое давление сна (результат гомеостаза) и снижение бодрости (циркадное изменение). Если проигнорировать такие сигналы, как сонливость, закрывающиеся глаза, расслабление мышц, и позволить воротам сна закрыться, наступят сложности со сном. Заснуть будет трудно и в обратном случае — если попытаться сделать это, не дожидаясь открытия ворот.
Такое, наверное, бывало с каждым: после ужина читаешь или смотришь телевизор и чувствуешь сонливость, но прогоняешь сон, чтобы досмотреть кино или закончить главу, а после уже не удается легко заснуть. Это значит, что момент открытия ворот упущен. После этого мозг снова активируется и входит в режим бодрствования, а заснуть становится труднее. Таким образом, лечь позже, чтобы скорее уснуть, — неправильная тактика. Особенно слаженно этот механизм работает у детей.
Сон — потеря времени?
В девяносто лет у человека за плечами окажется примерно тридцать лет, проведенных во сне. Можно подумать, что так теряется много времени, но важно понимать: если бы человек не спал эти тридцать лет, то не прожил бы и другие шестьдесят. Вы уже поняли: для того чтобы бодрствовать, нужно спать. Но почему мы спим так долго? Какова же истинная задача сна?
Спать необходимо, чтобы просыпаться и бодрствовать.
Исследователь медицины сна Аллан Рехтшаффен, работавший в Университете Чикаго, говорил: «Если бы сон не был жизненно важен, то он был бы главной ошибкой эволюции». Учитывая, что все виды животных спят или проводят время в сходном со сном состоянии, жизненную важность этого процесса нельзя отрицать.
За последние годы было предложено множество гипотез о
