Если крысе не давать спать, она умрёт через 3 недели — как работают мозг и сон

Пишет Asya_Dyu: Посмотрела 2х-часовую лекцию профессора МГУ Вячеслава Дубынина про влияние сна на мозг и мозга на сон. Под катом конспект минут на 20 чтения. Если попытаться сжать до 1 минуты, то получится что-то вроде этого:

• Сколько нужно спать. Индивидуально, от 6 до 10 часов — для взрослого человека в пределах нормы.
• Гигиена сна — какие основные правила, чтобы нормально засыпать и высыпаться.
• Биологические часы — реальный физиологический процесс, который ориентируется на циркадные ритмы. Смена часовых поясов и работа по сменам «расшатывает» механизмы биологических часов.
• Спать надо ложиться не позже, чем… — фигня. Просто в одно и то же время.

• Если вы спите днем, купите себе хорошие шторы. Мелатонин коррелирует с освещением. Если в глаза (даже закрытые) светит солнце, вы не отдыхаете полноценно.
• Сколько можно не спать. Без необратимых серьезных последствий взрослый человек выдержит до 4-х суток.
• Сон делится на медленную и парадоксальную фазы.
• Медленная фаза сна — про очищение организма. Если нет медленной фазы сна, иммунитет, эндокринка, обменные процессы и гомеостаз идут лесом. Экспериментальные крысы умирают на 15-20 день без сна от воспаления, когда кишечные бактерии попадают в кровь.
• Парадоксальная фаза сна участвует в обработке информации. По уровню электрической активности мозга она близка к состоянию активного решения сложных задач.
• Когда правильно просыпаться. На переходе от парадоксальной фазы к медленной.
• Как определить на глаз, когда можно будить. Когда человек лежал спокойно и начал ворочаться, можно будить.
• Кофеин не позволяет организму получить сигнал об усталости, но не дает дополнительную энергию.
• Как затормозить перевозбужденную нервную систему нежно. Фенобарбитал в малых дозах — корвалол, валокордин, валосердин. Противогистаминные препараты.

Вячеслав Дубынин — доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Промотать к видео
Мы проводим ⅓ или ¼ жизни в сонном состоянии, интересно представлять, для чего это, из каких фаз состоит, как мы может на это влиять с точки зрения физиологии.

Нервная система

Ствол мозга, древние, эволюционно рано возникшие зоны. Они отвечают за дыхание, управление частотой сердечных сокращений и т.д. Сон и бодрствование по большей части тоже связаны с этими структурами.

Ствол мозга включает:

• Продолговатый мозг
• Мост
• Средний мозг
• Промежуточный мозг (промеж полушарий)

То, что отмечено желтыми кружками на схеме — важнейшие центры сна и бодрствования. Это если говорить о макроуровне.

А на микроуровне наш мозг — это клетки, и их функционирование сильно зависит от состояния центров сна и бодрствования. Это что-то вроде блока питания.

У человека есть потребности, среди них академик П.В. Симонов выделил витальные потребности (жизненно необходимые):

• пищевые (энергия, строительные материалы)
• питьевые (водно-солевой обмен)
• в безопасности (пассивно- и активно- оборонительные)
• гомеостатические (дыхание, кровообращение, терморегуляция, сон, бодрствование)
• экономия сил («рефлексы лени»)
• груминг («уход за телом»)

Гомеостаз — постоянство внутренней среды организма. Давление, количество кислорода и микроэлементов, все это туда входит. И чтобы поддерживать гомеостаз, надо спать.

Длительное лишение сна вызывает нарушение гомеостаза и стресс, и может довести до летального исхода.

Сон, в первую очередь, равно отдых. Но это не все. Это еще древние греки поняли. В их пантеоне было 2 бога сна — Гипнос и его сын Морфей. Первый бог сна, второй бог сновидений. Греки поняли, что сон может быть отдыхом, а может быть состоянием, в котором происходит что-то хаотичное, бывают «вещие» или творческие сны. А бывают кошмары и «псевдовещие» сны. Морфея Олимпийцы иногда использовали, чтобы запугать какого-то героя, чтобы он не лез, куда не следует.

Мы будем говорить и о состоянии сна и о состоянии сновидений. Но начнем с простого.

Сколько нужно спать

Ответ очень индивидуален. Он зависит от набора генов, иммунитета, возраста, состояния вашей нейро сеточки.

Есть отдельная научная область, которая занимается сном — сомнология. Сомнологи на тему количества сна много дискутируют. На слайде ниже рекомендации Американского национального общества сомнологов:

И часами сон считать не очень правильно. Сон делится на 1,5-часовые циклы и правильнее считать сон циклами. Т.е. 4-5-6 циклов — это в пределах нормы для взрослого человека. Меньше 4 циклов — организм не успевает отдохнуть, больше 6 циклов — могут начать проблемы, к примеру, с лимфатической системой.

Еще есть гигиена сна. Чтобы сон был полноценный, хорошо бы соблюдать следующие правила:

Это уже рекомендации российских сомнологов. Правила несложные, но требуют регулярности, т.к. у большинства людей проблемы не с самим сном, а с засыпанием.

У мозга есть биологические ритмы. Чтобы легко засыпать, требуется вставать и ложиться примерно в одинаковое время. Все эти лайфхаки, что до полуночи 1 час сна идет 4 часа — скорее поэтическое преувеличение. Научных подтверждений этому нет. Важна лишь одинаковость вашего времени отхода ко сну, т.к. наши часы не очень быстро перестраиваются.

Если у вас есть проблемы с засыпанием, то нужны ритуалы, чтобы дать мозгу понять, что скоро будет сон.

Важно спать в определенной комнате. Кровать для сна. Если вы там работаете или едите, то мозг перестает понимать, чем вы там должны заниматься. Нельзя экономить на матрасе. Эти 6-7 часов каждый день — очень важны для вашего опорно-двигательного аппарата.

Перед переходом ко сну — снижайте освещенность. Так вы тоже даете мозгу понять, что скоро спать. Смартфоны и любые экраны перед сном — плохая идея, они не дают понять мозгу, что вы готовитесь спать.

Еда. Легкий перекус — нормально, но ничего плотного в желудок не загружайте. Все будут отдыхать, а желудку работать придется. Как-то несправедливо.

Вещества (кофеин, алкоголь, никотин и пр.)

Ограничение дневного сна. Днем можно спать по разному. Или 15-20 минут, чтобы освежиться, или полноценный цикл. Но если вы днем спите полноценный цикл, то вычитайте его из ночного сна. Самый плохой вариант проспать около часа. Такой дневной сон может только затормозить ваш мозг, а не взбодрить, как планировалось.

Биологические часы

Все животные и растения, что обитают на поверхности планеты, подстраивают свою жизнь под циклы дня и ночи и под сезонность. Мы по происхождению тропические обезьяны, которые обитали там, где сезонность была слабо выражена. Т.е. в основном на нас влияет день-ночь. В среднем — это промежутки по 12 часов.

Суточные ритмы еще называют циркадными. И в зависимости от времени суток, происходят серьезные изменения нервной и эндокринной системы.

С эндокринной системой работают давно, анализируют кровь или слюну на содержание гормонов кортизола и мелатонина. Кортизол выделяется корой надпочечников, он отвечает за обмен веществ. При стрессе кортизол зашкаливает, но это немного другая история.

Пик концентрации кортизола обычно приходится на 11-13 часов дня. Для многих это самое продуктивное время для работы.

Мелатонин — гормон сонного состояния, выделяется эпифизом. И уровень мелатонина коррелирует с уровнем освещенности, который воспринимает наша зрительная система. Его пик приходится примерно на 2 часа ночи, а дальше опять начинает расти кортизол.

Если вы поздно ложитесь спать, постарайтесь сделать это до 3 часов ночи, чтобы концентрация мелатонина в вашем организме была выше, чем концентрация кортизола.

Заведует этим всем гипоталамус — нижняя половинка промежуточного мозга. В нем были обнаружены нейросети, которые по-сути и есть наши биологические часы — супрахиазменные ядра переднего гипоталамуса. Там есть клетки, которые активные днем, они передают сигналы в центры бодрствования. Есть клетки, которые активны ночью, они передают сигналы в центры сна.

Что за название.

Супра — напротив. Хиазма — зрительный нерв. У нас от каждого глаза отходит зрительный нерв и перед входом в гипоталамус они перекрещиваются. Вот напротив этих нервов супрахиазменные ядра (SCN) и располагаются.

Схема справа — это зрительные центры нашего мозга. Самый древний зрительный центр — супрахиазменные ядра. Они определяют общий уровень освещенности. Они формируют биологический ритм как реакцию на суточный ритм. Сформировав ее, могут устойчиво поддерживать этот ритм. У маленького ребенка настраиваются на 24-часовой ритм, но в дальнейшим человек будет поддерживать этот ритм, даже если будут проблемы с освещенностью.

Это работает очень похоже на часы. Стрелки на биологических часах можно подводить, но на адаптацию нужно несколько дней. Такая шутка называется jetlag, многие сталкивались с ней. Она возникает, если взять и улететь из Москвы во Владивосток. Пару дней вы будете перестраиваться и спать в прежнем ритме.

Jetlag серьезный стресс и невозможная ситуация для нашего эволюционного прошлого. Но часы подстраиваются. Если делать так часто, можно нарушить синхронизацию работы нейронов супрахиазменных ядер. Такие перестройки вызывают не только перелеты на дальние расстояния, но и работа по сменам.

Рядом с супрахиазменными ядрами располагается важнейший центр сна VPLO — вентролатеральное преоптическое ядро.

Вот перегруженная схема, как нейроны супрахиазменных ядер поддерживают ритмы.

Оказалось, что даже отдельный нейрон в супрахиазменных ядрах способен это делать. Это происходит за счет того, что в цитоплазме этой нервной клетки каскады биохимических реакций, которые имеют суточный цикл. Ключевое значение имеют определенные белки и определенные гены.

Не пугайтесь, если что, за открытие этого механизма суточных циклов нобелевку дали в 2018 году. Правда сначала этот механизмы у мухи Дрозофилы нашли, а потом уже у млекопитающих.

Фазы сна

Существуют фаза отдыха и фаза сновидений. То, что это разные состояния заподозрили в конце XX века, когда научились хорошо писать электроэнцефалограмму (ЭЭГ).

ЭЭГ — суммарная электрическая активность нервных клеток коры больших полушарий, чтобы ее записать, надо прицепить на голову датчики в определенных местах:

Были выделены α-ритмы, β-ритмы, δ-ритмы, θ-ритмы. Оказалось, что для разных фаз сна характерные разные ритмы.

,

ЭЭГ — это суммарная электрическая активность нервных клеток, и чтобы она была красивая, клетки должны работать синхронно, т.е. простаивать. Красивые волны на ЭЭГ — это холостой ход нейросетей, когда нет специфической информации, но некий нейронный контур находится в состоянии готовности.

Альфа-ритмы открыли первыми, их частота отражает активную работу наших сенсорных систем. Сенсорные системы активно работают, но реально зрительных и слуховых сигналов нет.
Когда человек в состоянии спокойного бодрствования — сидит с закрытыми глазами и ничего не делает — мы запишем красивый альфа-ритм.

Бета-ритмы быстрее, их частота отражает передачу сигнала внутри коры больше полушарий — умственную нагрузку. Только что вы думали о чем-то сложном и вот расслабились. В этот момент можно записать красивый бета-ритм.

Если большинство нервных клеток занимаются специфическими задачами, никаких волн вообще не видно. Пишется низкоамплитудная, почти плоская кривая. Чем реже волны и чем больше они по амплитуде, тем ниже активность мозга.

Тета- и дельта-ритмы пишутся, когда мозг все сильнее входит в сонное состояние.

Тета-ритм — это засыпание.

Дельта-ритм — взаимодействие с глубинными центрами сна. Это и есть состояние отдыха.

При переходе от бодрствования ко сну волны на ЭЭГ становятся более редкими и высокоамплитудными.

В альфа-ритме в секунду помещается 10-12 волны, а в засыпании уже 1-2 волны. Наличие дельта-волн говорит о состоянии сна/отдыха.

Если у взрослого человека есть дельта-волны в бодрствующем состоянии, это может говорить о возникновении опухоли, к примеру.

Если во время сна непрерывно писать ЭЭГ, то дельта-ритм сна сменяется странной картинкой. Человек продолжает спать, иногда его даже сложнее разбудить в эту фазу, но на ЭЭГ появляется такой ритм, словно мозг активно обрабатывает информацию. Не просто альфа- и бета-волны, а иногда почти плоские кусочки.

Парадокс — человек спит, а мозг бодрствует. Так что эту фазу сна назвали «парадоксальный сон». Еще ее называют фазой «быстрых движений глаз», БДГ-сон, или «rapid eye movement» REM-сон.

Если человека разбудить в эту фазу, он часто говорит, что видел сон.

Постепенно стало понятно, что во время этой фазы, человек обрабатывает накопленную информацию. Появилось четкое разделение: сон-отдых, и сон-сновидения. А назначения сновидения — обработка накопленной информации.

Самая важная картинка всей лекции:

Столбики — это один полноценный сон человека. По горизонтали время в часах. Зеленый цвет — дельта-сон или медленно-волновой сон. Красные столбики — REM-сон.

Длительность циклов около 1,5 часов. Соотношения дельта-сна и REM-сна меняются. Вначале, первые 2 цикла, важнее отдохнуть. После мозг больше сосредотачивается на обработки накопленной информации, не только свежей и актуальной.

В какой момент правильно просыпаться

В конце второго столбика. Когда активность мозга почти бодрствующая. Если уйти в зеленую фазу, особенно там где самые зеленые столбики, человека очень тяжело разбудить, и пробуждаться он будет долго и тяжело, т.к. мозг в очень «тормозном» состоянии.

Как работают девайсы, которые обещают разбудить вас в правильное время.

Самые точные — это тряпичные накладки с датчиками движения глаз. Как только закончили активно шевелить глазами — пора вас будить.

Сны — это часто эмоции. Эмоции учащают пульс. По пульсу вас уже смогут правильно будить умные часы.

На фазе REM-сна человек не двигается. Когда спящий спал-спал, и вдруг заворочался — можно будить. Это делают девайсы, которые просто слушают, как вы спите. Но точность тут никакая.

Наш главный центр бодрствования находится внутри моста. Там находятся клетки, которые собирают сигналы от всех сенсорных систем. Любая наша сенсорная система способна влиять на наше состояния бодрствования: будильник звенит, свет в глаза светит, нашатыря дали понюхать, за плечо потрясли.

Нервные клетки ретикулярных ядер моста (правый верхний угол картинки выше, А-блок). Их когда открывали и описывали в XX веке, не могли понять, что за клетки такие, почему реагируют на все. А это главный центр бодрствования оказался.

Ключевые сигналы сна поступают в средний мозг. Нейроны среднего мозга вырабатывают серотонин (5-HT). Медленный сон идет под влиянием, в том числе, серотонина. Мы сохраняем небольшой мышечный тонус.

Когда мы переходим к REM-сну, голубое пятно, которое находится внутри моста, в качестве нейромедиатора выделяет молекулу норадреналина. Норадреналин блокирует серотонин, блокирует мышечный тонус, но позволяет коре перейти в более активное состояние.

То, что норадреналин блокирует мышечную активность — очень важно. Если не заблокировать мышцы, сновидения провоцируют реакцию, ручки-ножки будут бежать-хватать. Так бывает, но это патология.

Кстати, лунатизм или сомнамбулизм связан с медленно-волновым сном. Остаточная активность мозга приводит к тому, что человек медленно двигается, его можно уложить обратно.

А вот драка во время сна — это нарушение фазы парадоксального сна.

Медленный сон

Дельта-сон — сон для отдыха. В это время мозг потребляет меньше всего энергии. Это дает возможность всему организму пополнить запасы питательных веществ и очиститься от ненужного. К примеру, подавать глюкозу и уводить мочевину, организм будет в привычном темпе, но за счет снижения активности мозга, гомеостаз восстанавливается.

Но все оказалось немного сложнее.

В 2012 году открыли эффект, который назвали «глимфатическая система мозга». «Глимфатическая» складывается из «лимфатическая» и «глиальная».

Лимфатическая система помогает кровеносной системе выводить лишнюю жидкость из наших тканей.

Когда мы смотрим на мозг, то видим там миллиарды нейронов. Но они не в пустоте висят. Все промежутки между нейронами заполнены вспомогательными клетками — глиальными.

Глиальные клетки поддерживают нейроны, создают для них механическую упаковку. Они же изолируют нейроны друг от друга, чтобы нейроны соприкасались только в нужных местах — синапсах.

Глиальные клетки окружают кровеносные сосуды. Т.е. вещества, которые принесла кровь, сначала проходят через глиальные клетки, и только потом доходят до нервных — гемато-энцефалический барьер.

В бодрствующем состоянии промежутки между глиальными клетками очень маленькие.

В состоянии медленно-волнового сна объем глиальных клеток меньше на 20%. Это связано с норадреналином (который нам драться во время сновидений мешает).

Во время бодрствования и REM-сна норадреналина много, а во время медленного сна мало. Когда норадреналина мало, объем глиальных клеток уменьшается и появляются промежутки. За счет этого движений тканевой жидкости от артерий к венам идет более интенсивно. Это увеличивает «дренажную функцию» мозга.

Вот более подробный рисунок для иллюстрации процессов выше:

Если не спать медленным сном, очистка мозга идет не так качественно, накапливается всякая нехорошая штука, вплоть до бета-амилоидов — фактор риска болезни Альцгеймера.

Уже много лет русский исследователь Иван Николаевич Пигарев развивает висцеральную теорию сна.

Судя по всему, это адекватно реальности и имеет прямое отношение к проблемам, вытекающим из бессонницы.

Висцеральная — направленная на внутренние органы. По висцеральной теории, во время бодрствования, информация от внутренних органов не проходит в наш головной мозг. Пока мы бодрствуем, мозгу надо регулировать дыхание, координацию, движение, обрабатывать информацию от всех сенсорных центров. Ему не до внутренних органов. И мозг откладывает эту обработку до фазы медленноволнового сна. В фазу медленного сна внутренние органы могут «достучаться» до мозга и получить регулирующие сигналы.

Предполагается, что наш организм сам прекрасно справляется с регулированием состояния внутренних органов, но для этого ему необходимо время, которое он может этим заниматься, не отвлекаясь на куча других дел.

Иммунная, эндокринная, дыхательная, сердечно-сосудистая, выделительная системы, всё завязано на руководящие сигналы нервной системы. Если идет тотальный недосып, то возникают проблемы в работе внутренних органов, т.к. им вовремя не дали руководящие сигналы. Гомеостаз начинает штормить.

Т.е. в первую очередь клинический недосып ухудшает работу внутренних органов.

Если экспериментальную крысу лишить сна, то к концу 3 недели она умирает.

При чем не от проблем с головным мозгом, а от проблем с сердечно-сосудистой системой и желудочно-кишечным трактом. Самая частая причина смерти животных, которых надолго лишили сна — тотальное воспаление кишечника. На фоне которого кишечная микрофлора прорывает в кровь, возникает общее воспаление — сепсис и смерть.

Если вы недельку не спали, от инсульта вы скорее всего не помрете. А вот проблема с сепсисом может возникнуть. Вот такой парадокс.

Вот картинка, которая показывают, как проводят эксперименты по лишению сна на животных:

У крыски пишут ЭЭГ. Когда становится видно, что крыска засыпает, карусельку поворачивают, крыска падает в воду и просыпается. Так ученые могут изучить последствия лишения REM-сна, медленного сна или вообще сна.

В середине XX века были отчаянные люди, которые проводили эксперименты на себе.

В 1959 году 33-летний Питер Трипп провел в бодрствующем состоянии 8 суток (201 час), правда принимая амфетамины. Еще несколько лет он ощущал последствия своего эксперимента. Но попал в книгу рекордов Гиннеса.

В 1964 году Рэнди Гарднер,17 лет, провел без сна 11 суток (264 часа). Судя по всему этот молодой человек обошелся без амфетамина и особо последствий у него не было, он просто отоспался и все. Но это стало последней каплей для книги рекордов Гиннеса. После этого случая они рекорды «не спал n-часов» не принимали.

На слайде есть подробнее о ходе обоих экспериментов:

Парадоксальный сон

Примерно 20% времени сна мы проводим в стадии REM-сна. Если человека будить в
эту стадию, он скорее всего скажет, что видел сон. Но сны на других стадиях он, скорее всего, не вспомнит. На последних стадиях парадоксального сна сновидения обычно легкие. Кошмары чаще снятся на первых стадиях, и они могут быть такими тяжелыми для восприятия, что выдернут вас из сна.

Примерно каждому 15 человеку сны снятся каждый день.

Творческие люди очень ценят свои сны. На слайде зарисовки снов Сальвадора Дали и Марка Шагала:

Еще в XIX веке Сеченов говорил, что сны — это небывалые комбинации бывалых впечатлений.

В первую очередь мозг разбирается с информацией за день, в этом ему помогает структура гиппокамп. А после можно разбираться с чем-то, накопленным чуть ли не всю жизнь.

Если перед сном четко поставить задачу перед системой парадоксального сна, то она способна во сне продолжать решение этой задачи, и вы найдете решение. Или вы проснетесь уже с готовым решением.

Анекдот по теме:

Сначала таблица Менделеева приснилась Пушкину, но он ничего не понял.

Чтобы информация записывалась в долговременную память, надо правильно спать и позволять фазе парадоксального сна работать с полученными данными.

Сначала информация текущего дня «пишется» в структуру под названием гиппокамп. И только потом перезаписывается по всей коре больших полушарий. По сути гиппокамп — оперативная память, а кора больших полушарий — долговременная. И перезапись, судя по всему, идет во время парадоксального сна.

Еще И.П. Павлов понимал, что для эффективного обучения мозгу нужно правильное состояние:

Как видите, помимо состояния мозга, важно, чтобы информация еще и значимой для вас была. Иначе сработает антиспам-система, которой не нужно ничего лишнего.

Кстати, хорошо работает «эффект края». Мы лучше запоминаем информацию, которая поступила в начале дня и непосредственно перед сном.

Вот как выглядит наш гиппокамп с разных ракурсов:

В переводе с английского гиппокамп — «морской конек». Нейроанатомы, видимо, были поэтичными людьми.

В гиппокампе находятся нейросети, которые способны практически мгновенно захватить какую-то информацию. К примеру, ближайшие 10-15 минут вы точно будете помнить слово «гиппокамп».

У гиппокампа интересные свойства:

Маленький объем памяти, к примеру, не позволяет нам одинаково хорошо воспринимать первые 10 минут лекции и конец второго часа лекции.

Новая информация хранится в течение «рабочего дня», а перезапись частично зависит от эмоционального фона. Иногда мы запоминаем намертво информацию, которую хотели бы забыть и не можем запомнить нужную. Но это немного другая тема.

Во время перезаписи идут процессы обобщения, ассоциирования с другими фрагментами вашего опыта. Чем интереснее был ваш день, тем больше будет ваш REM-сон в эту ночь.

У детей в среднем REM-сон длиннее, чем у взрослых, видимо, т.к. мир для них в новинку.

Химические вещества

В нашем мозге 90 млрд. нервных клеток, они соприкасаются отростками, образуя контакты — синапсы. В синапсах сигналы передаются за счет нейромедиаторов. Эти вещества — нейромедиаторы — важны для понимания работы мозга.

И эти же вещества — основа психофармакологии. С помощью них мы пытаемся управлять или корректировать работу мозга

Главные медиаторы центральной нервной системы:

Глутамат — возбуждающий, передает основные информационные потоки в мозге, связан с сенсорикой, памятью, подготовкой движений.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) — тормозный, блокирует информационные потоки, обеспечивает двигательный контроль, эмоциональный контроль, сенсорный контроль (когда мы можем слушать один голос и не обращать снимание на другой).

Т.к. ГАМК — главный тормоз, его роль в засыпании велика. Если сместить баланс в сторону большего количества ГАМК, мы легче засыпаем.

Чаще возникает обратная проблема, когда выше концентрация глутамата выше. У взрослых это нервозность и бессонница, у детей иногда выглядит как СДВГ.

Самый серьезный дисбаланс возбуждения-торможения — это эпилепсия.

Чтобы сместить баланс в пользу торможения, используют препараты, которые активируют ГАМК-синапсы.

Классические снотворные препараты — барбитураты, бензодиазепины.

Фенобарбитал — одна из известных и доступных без рецепта молекул, которая входит в состав корвалола, валокордина.

Аналогичным, но слабым действием обладает валерьянка.

Иногда используют чистый ГАМК в таблетках, но в мозг он почти не проходит, а если проходит, то работает не как тормозной нейромедиатор, а скорее как пища для нервных клеток. Так что это скорее ноотроп, чем успокоительное.

Еще для запуска сонного состояния важен серотонин. Плохая работа серотониновой системы — это предпосылка депрессии и бессонницы.

Помочь немного можно препаратами, содержащими молекулу, из которой делается серотонин. Опять же, это уровень БАДов и ноотропов.

Глутамат и ГАМК наш организм производит легко и в любом количестве.

Чтобы сделать серотонин, нужна молекула триптофана. Триптофан мы получаем с пищевыми белками и сами его сделать не можем. Употребление его в таблеточном виде может оказать мягкие БАДовский эффект и улучшить засыпание. Позиционирование производителями триптофан-содержащих препаратов как антидепрессантов — явный перебор.

Специфика БАДов — помогают не всем, но если помогают, позволяют мягко корректировать какую-то проблему.

Триптофан в наших нервных клетках превращается в 5-гидрокситриптофан, а потом уже в серотонин. 5-гидрокситриптофан тоже предлагают в виде добавки. Действует он немного надежнее, но все равно остается БАДом.

Противоположный по эффекту медиатор, т.е. мешающие засыпанию, называют норадреналин.

Компьютерная игра, прыжок с парашютом, спортивная победа — это норадреналиновые виды удовольствия.

Молекулы, похожие на норадреналин, тоже мешают засыпанию. К примеру, некоторые компоненты сыров. Норадреналин образуется из аминокислоты тирозин. А бактерии, которые делают сыр, могут превращать тирозин в тирамин. А тирамин похож на норадреналин.

Центры сна и бодрствования

1. Главный центр бодрствования в ретикулярных ядрах моста.
2. Два центра сна — VLPO гипоталамуса и зона среднего мозга, связанная с выделением серотонина.
3. Дальше Голубое пятно, ответственно за норадреналин, вспомогательный центр бодрствования.
4. Супрахиазменные ядра, они же биологические часы.
5. Ретикулярные ядра продолговатого мозга, о них чуть ниже.

В п.5 находится вспомогательный центр сна, реагирующий на химический состав крови. Когда мы заболели, утомились или плотно поели, ретикулярные ядра посылают соответствующие сигналы и усиливаю сонное состояние.

Вот как сконфигурированы все эти системы сна и бодрствования:

Наш главный центр бодрствования, ретикулярные ядра моста (желтый блок), вызывает общее возбуждение мозга.

С ним все время конкурируют главные центры сна (синий блок по центру), которые тормозят главный центр бодрствования.

Главный центр бодрствования наносит ответный удар через Голубое пятно (голубой блок) и выделяет адреналин. Норадреналин может реагировать еще и на стресс, так что от этого тоже нам может не спаться.

Еще добавляем ретикулярные ядра продолговатого мозга (синий блок справа), которые реагируют на химический состав крови.

Плюс воздействуют супрахиазменные ядра, которые биологические часы (зелененький блок).

Плюс все сенсорные системы (белый блок слева сверху) могут переводить нас из сонного состояния в бодрствующее благодаря активации ретикулярных ядер моста.

Это не самая сложная система организма. В системе памяти или двигательной системе гораздо больше зон. Но система все равно сложная и включает разные факторы.

К примеру, мгновенное засыпание — нарколепсия. Это патология, так делать нельзя. А то заснешь где попало и тебя хищник съест. А вот просыпаться надо быстро, если хищник пришел — надо вскочить и побежать.

Мелатонин

Мелатонином управляет гипоталамус. Выделение мелатонина тормозится зрительными сигналами. Даже через веки яркий свет мешает эпифизу (кусочек мозга, куда наведен черный курсор на картинке) выделять мелатонин.

Если ваш режим смещен в сторону сна в светлое время суток, то позаботьтесь о плотных шторах.

Мелатонин расходится по всему организму и снижает активность всех систем: медленнее бьется сердце, тормозится работа кишечника, падает температура тела. Плюс он важный антиоксидант.

При проблемах со сном рекомендуют принимать мелатонин в таблетках. Это вещество тоже мягко действует, на уровне БАДа. Если вы часто меняете часовой пояс — осознайте важность мелатонина. Еще с возрастом могут возникать проблемы с выработкой мелатонина.

Еще про препараты

Глицин — очень плохо проходит в мозг, влияет на уровне БАДа, но на некоторых действует слегка успокаивающее.

Гистамин — вещество, которое связано с воспалением. Антигистаминные препараты — то, что вы пьете при аллергии. У антигистаминных есть побочка — тормозный эффект для мозга. Творческая мысль фармакологов превратила побочный эффект в основной. Это и таблетки против укачивания, и транквилизаторы — снятие тревожности и улучшение засыпания.

Кофеин — активирующий эффект. Когда организм устает, в большом количестве образуется молекула аденозина. Кофеин мешает аденозину передать сигнал об утомлении, так возникает бодрящий эффект. Т.к. это не дополнительная энергия, а кредитование из собственных ресурсов.

Нарушения сна

Если вам больше интересны патологии сна, то можете послушать Михаила Полуэктова

Книги

Владимир Ковальзон: «Основы сомнологии. Физиология и нейрохимия цикла «бодрствование-сон»»

Александр Вейн «Сон — тайны и парадоксы»

Вопросы

Снится, что болит спина. Просыпаюсь — болит спина. Что первично?

Вероятно, есть проблемы со спиной, но при бодрствовании они «не доходят» до мозга. Это не сновидение спровоцировало боль, а сигнал от спины дошел до мозга. Вероятнее всего так.

Хотя с возрастом действительно долгий сон может вызывать боли в спине. Наши межпозвоночные диски сильно сжаты от прямохождения, а во сне вся это конструкция распрямляется и может давить на спинномозговые нервы. Это иногда провоцирует долгий сон.

Вредно ли днем поспать 1,5 часа?

Ориентируйтесь на запрос организма. Если ему хорошо, спите. Возможно, придется вычитать эти 1,5 часа из ночного сна.

Какое место у секса в циклах сна? (спрашивает девушка)

Очень всё индивидуально, особенно для женского организма. Я недавно читал лекцию. В зависимости от конкретного полового акта, нервная система может уйти как возбуждение, так и в торможение. В этом плане мужской организм более предсказуемый — чаще после включается торможение нервной системы. Но эволюционно, секс — важнее чем сон (размножиться важнее, чем выжить).

Мне 40 лет, я сплю меньше 6 часов и очень рано встаю (около 4:30). Это нарушение?

Если вы прекрасно себя чувствуете и утренние часы для вас продуктивны — возможно у вас просто такой хронотип. Наша способность реагировать на солнечный свет, количество и скорость выработки отвечающих за это белков передается по наследству. Можете почитать про хронотип.

Почему при covid нарушается сон?

Потому что нейровоспаление идет. Особенно при тяжелом состоянии идет серьезное системное воспаление, что влечет нарушения работы мозга. Нарушение сна — цветочки. Встречаются и бредовые состояния

Как вы отслеживаете фазы сна?

Я лично экспериментировал с будильником. Засыпаю я почти мгновенно, так что я пробовал двигать время пробуждения туда-сюда на 10-15 минут. Нашел свой идеал — 6 часов 15 минут.

Почему у некоторых людей есть позы, в которых им легко засыпается легко, а в некоторых просто невозможно уснуть?

Традиционно считается удобным спать на правом боку, похуже на спине, еще похуже на животе, еще похуже на левом боку. На самом деле учитывается и ваш конкретный позвоночник, и матрас, и старую травму в колене. Я сплю на правом боку.

Но человек за ночь раз 20-30 переворачивается. Если человек всю ночь проспал в одной позе — это может быть признаком слишком большой усталости. Если наоборот непрерывно крутится всю ночь — это может быть показателем сильно стресса. Все индивидуально.

Почему от боли и жара невозможно уснуть сутками?

Это же сенсорный сигнал! При чем, если мы говорим о жаре от инфекционных заболеваний, возникают молекулы интерлейкины, они сильно влияют на гипоталамус. Плохо всему. И центрам терморегуляции и центрам сна и бодрствования.

Боль — это норадреналин лезет. Какой тут сон.

Чем объясняется сонный паралич?

Послушайте лекцию Михаила Полуэктова. Он очень хорошо рассказывает. А пока вот вам спойлер.

Сонный паралич — это когда человек просыпается в стадии очень глубокого парадоксального сна. Норадреналиновая блокада мышц еще работает, сознание работает, но кусок мозга еще видит сон. Это страннейшее состояние.

Источник