Питер Шпорк - Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается
Двухфакторная модель регуляции сна: вверху: Гомеостатическая компонента сонливости S непрерывно повышается с нарастанием времени бодрствования, а во время сна снижается, посредине: Хронобиологическая компонента С колеблется в суточном ритме, достигая максимума в ночные часы, внизу: Потребность в сне выше всего в моменты совпадения максимумов S и С. В это время расстояние от S до порога пробуждения (обратная компонента С) очень велико. Сон уменьшает это расстояние. Когда оно оказывается равным нулю, достигается порог пробуждения, и мы просыпаемся.
Если человек, к примеру, из-за ночной смены заснул с 12-часовым опозданием, он нередко просыпается уже через 3 ч, поскольку порог пробуждения в это время достигает минимума. С точки зрения сомнолога, было бы правильнее не ложиться еще часа 3, постараться с утра заняться какими-нибудь важными делами и уснуть лишь во второй половине дня. Тогда человек засыпает в момент понижения порога пробуждения, продлевает тем самым продолжительность сна и дает своему организму возможность максимально понизить таинственный компонент S; результат — однодневная терапия сном, заканчивающаяся посередине ночи.
Двухфакторная модель объясняет также многие проблемы с засыпанием: если накануне мы встали очень поздно или хорошо поспали после обеда, фактор S не достигает к вечеру своих обычных высоких значений. Это может вызвать проблемы с засыпанием в обычное время, поскольку потребность в сне недостаточно высока. В таком случае имеет смысл лечь попозже. Случается наоборот: мы засыпаем уже к 8 ч вечера, потому что в последние ночи нам не удавалось выспаться или приходилось ложиться слишком поздно. Гомеостатическая компонента регуляции сна при этом достигает настолько высоких значений, что мы испытываем огромную потребность в сне в такое время, когда сигнал сонливости от наших внутренних часов еще не слишком силен.
Почему младенцы просыпаются по ночам
Однако в модели Борбели не предусмотрена наша склонность к послеобеденному сну. По мнению самого исследователя, ее нетрудно туда включить, если дополнить хронобиологический фактор слабой компонентой, колеблющейся в 12-часовом ритме. Тогда и в послеобеденное время потребность в сне должна немного подниматься. Однако сложные эксперименты, проводившиеся исследователями биоритмов для того, чтобы проанализировать по отдельности различные процессы в нашем теле, управляемые внутренними часами, показали, что цикл сна-бодрствования, возможно, не имеет отношения к послеобеденной сонливости.
«Это ничего не доказывает», — говорит Борбели, по-прежнему убежденный в биологическом значении послеобеденного сна. Поскольку бесчисленные суточные ритмы разных органов и системы обмена веществ
взаимно влияют друг на друга, очень вероятно, что наше утомление в послеобеденное время связано с другими процессами, управляемыми внутриклеточными биологическими часами. «Нередко это влияние пищеварения» — считает исследователь. Особенный голод в середине дня и использование значительной части энергии на пищеварение — также результат работы биологических часов.
Во всяком случае, тут замешаны и другие внутренние часы. Если цикл сна-бодрствования представляет собой так называемый циркадный ритм, который повышается и понижается примерно раз в сутки, наша склонность к отдыху или активной деятельности испытывает еще и влияние так называемых ультрадианных ритмов. Их маятник колеблется быстрее, чем у основных часов, и в течение суток они несколько раз достигают максимума и минимума. Например, кровяное давление понижается дважды в течение суток: один раз в середине ночи — до очень низкого уровня, второй раз, значительно менее сильно, ко времени послеобеденной сиесты. И если мы вообще недостаточно выспались, то этого дополнительного понижения работоспособности может оказаться достаточно, чтобы вызвать прилив сонливости. Самое разумное в таком случае — немного поспать. Это повышает работоспособность и помогает минимизировать дефицит сна.
Кроме измеряемого по высоте кровяного давления 12-часового ритма активности кровообращения, для сна особенно важны еще два ультрадианных ритма: 90-минутный ритм циклов сна и примерно 4-часовой ритм активности и покоя, которому следует, например, чувство голода. Оба ритма накладываются друг на друга и вызывают колебания суточного ритма.
В конечном счете на то, заснем ли мы и когда, влияет сумма множества ритмов. Но при нормальных условиях ультрадианные циклы большого значения не имеют. Совсем иначе обстоит дело в исключительных ситуациях: если человек болен и не встает с постели, если он очень стар или, напротив, живет всего несколько месяцев, он нередко спит кроме ночного времени еще трижды за день. Причина — в 4-часовом ритме. Особенно наглядно он проявляется в экспериментах, где людей заставляли 32 часа лежать в кровати, ничего не делая. Подопытные быстро впадали в 4-часовой график сна.
Похоже на то, что самое естественное для человека — каждые 4 ч спать около 90 мин. И, может быть, мы так бы и делали, если бы не было дней и ночей, шумного периода бурной социальной жизни и фазы всеобщего ночного покоя, а также центральных внутренних часов, отмеряющих сутки и доминирующих над всеми прочими ритмами.
Развитие сна у грудных детей. Сразу после рождения преобладают короткие ритмы активности - 50-60-минутный и 4-часовой. Чем старше ребенок, тем отчетливее преобладание ритма день-ночь.
Как различные циклы активности пересекаются друг с другом и что происходит при бездействии суточных часов, хорошо видно на примере развития сна у маленьких детей. В начале господствуют ультрадианные ритмы: новорожденные практически не различают день и ночь. Они засыпают примерно каждые 4 ч, то есть круглосуточно по 6 раз. Каждый из этих отрезков включает один или несколько циклов сна по 50-60 мин. Поэтому по ночам младенцы с утомительной для родителей регулярностью просыпаются каждые 3-4 ч.
Чем старше становится ребенок, тем большее значение приобретает суточный ритм. Младенцы уже в возрасте нескольких месяцев спят иногда всю ночь, но это пока не мешает им засыпать еще три раза в день. Спустя еще некоторое время продолжительность их сна в целом уменьшается, а значимость суточного ритма увеличивается. Теперь дети засыпают днем только два раза, позже — один, а спустя несколько лет и вовсе отказываются от дневного сна.
Родителям, а также всем страдающим от бессонницы прежде всего нужно знать, что все люди ввиду колебаний циклов активности не всегда с одинаковой легкостью могут заснуть в одно и то же время. Вместо этого через регулярные промежутки времени открываются так называемые входы сна, когда потребность в нем особенно высока. Если ими не воспользоваться, нередко приходится ждать следующего цикла, чтобы уснуть. Дети, пропустившие правильный момент для засыпания, часто снова приходят в состояние повышенной активности. Родители должны сохранять спокойствие, поиграть с ними еще немного и постараться не пропустить следующее окошко засыпания, открывающееся обычно примерно час спустя после обычного времени. Взрослым в аналогичной ситуации придется потерпеть подольше, поскольку их цикл сна продолжается 90 мин.
Заснем ли в данный момент мы или наши дети, зависит не только от этой выраженной с разной силой у разных возрастов хронобиологической компоненты, но и от фактора S и состояния центров возбуждения в мозге. В зависимости от того, как долго мы спали в последний раз, сколько времени уже бодрствуем, возбуждены или спокойны, мы с большим или меньшим успехом входим через одни широко распахнутые ворота сна, которые открывают для нас в течение суток внутренние часы. Маленьким детям это удается еще до полудня, многим взрослым — после обеда и почти всем — ночью.
Когда ядро и оболочка — одно
Засыпание — это долгий, последовательный и, к сожалению, довольно сложный — а значит, склонный к нарушениям — процесс. Начинается он с того, что ближе к ночи мы устаем, потому что факторы С и S одновременно повышаются или, другими словами, потому что мы уже продолжительное время на ногах и наши внутренние часы подают сигнал, что пора ложиться спать.
Однако это далеко не все. Наши клетки и органы чувствуют приближение времени сна намного раньше, чем мы сами. Мы и не замечаем, что еще за несколько часов встроенные в них часы начинают готовить тело к путешествию в царство ночи. Но это не означает, что мы можем слепо положиться на биологическую систему: необходимо расслабиться и мысленно завершить дела дня, чтобы центры возбуждения в стволе мозга постепенно успокоились. Не следует в это время пить возбуждающий кофе, а также
