Почему мы спим и зачем сон нужен организму?

В очень раннем возрасте сон помогает строить инфраструктуру мозга, но с возрастом он берет на себя совершенно новую роль — избавления от хлама

Длительное недосыпание может привести к серьезным проблемам со здоровьем у людей и других животных. Но почему сон так важен для нашего здоровья? Команда ученых под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе ответила на этот вопрос и впервые показала, что кардинальное изменение цели сна происходит в возрасте примерно двух с половиной лет.

До этого возраста мозг растет очень быстро. Во время фазы быстрого сна, когда к нам приходят яркие сноведения, молодой мозг занят строительством и укреплением синапсов — структур, которые соединяют нейроны друг с другом и позволяют им общаться.

Однако по прошествии двух с половиной лет основная цель сна переключается с формирования мозга на его поддержание и восстановление, роль, которую он сохраняет до конца нашей жизни, сообщают ученые 18 сентября 2020 года в журнале Science. Исследователи говорят, что этот переход соответствует изменениям в развитии мозга.

Почему мы спим и зачем сон нужен организму?

Все животные естественно испытывают определенное количество неврологических повреждений в часы бодрствования, и образующийся мусор, включая поврежденные гены и белки в нейронах, может накапливаться и вызывать заболевания мозга. Сон помогает исправить это повреждение и очистить от мусора — по сути, очищая мозг и убирая мусор, который может привести к серьезным заболеваниям.

По словам старшего автора Ван Сэвиджа, профессора экологии, эволюционной биологии и вычислительной медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и его коллег, почти все это восстановление мозга происходит во время сна.

Исследовательская группа, в которую вошли ученые, обладающие опытом в области нейробиологии, биологии, математики и статистики, провела наиболее полный на сегодняшний день статистический анализ сна, используя данные более чем 60 исследований с участием людей и других млекопитающих. Они изучили данные о сне на протяжении всего развития — включая общее время сна, время быстрого сна, размер мозга и размер тела — и построили и протестировали математическую модель, чтобы объяснить, как сон меняется в зависимости от размера мозга и тела.

Данные были удивительно последовательными: все виды испытали резкое сокращение фазы быстрого сна, когда они достигли возраста, эквивалентного человеческому развитию, примерно к двум с половиной годам. Доля времени, проведенного в фазе быстрого сна до и после этого момента, была примерно одинаковой, независимо от того, изучали ли исследователи кроликов, крыс, свиней или людей.

Ученые обнаружили, что быстрый сон уменьшается с увеличением размера мозга на протяжении всего развития. В то время как новорожденные проводят около 50% своего времени во сне в фазе быстрого сна, к 10 годам этот показатель падает примерно до 25% и продолжает уменьшаться с возрастом. Взрослые старше 50 тратят примерно 15% своего времени во сне в фазе быстрого сна. По словам По, значительное снижение количества фаз быстрого сна примерно на 2 с половиной секунды происходит одновременно с основным изменением функции сна.

Почему мы спим и зачем сон нужен организму?

Джина По, профессор интегративной биологии и физиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и ведущий автор работы сказала:

Сон так же важен, как и еда, и это чудо, насколько хорошо сон соответствует потребностям нашей нервной системы. Все, от медуз до птиц и китов, спят. Пока мы спим, наш мозг не отдыхает.

По словам По, хроническое недосыпание, вероятно, способствует долгосрочным проблемам со здоровьем, таким как деменция и другие когнитивные расстройства, диабет и ожирение. Она сказала, что когда начинаешь чувствовать усталость, не сопротивляйся — ложись спать.

Для большинства взрослых сон в течение семи с половиной часов в сутки является нормальным явлением, и время, проведенное без сна, не считается. В то время как детям нужно больше сна, младенцам нужно порядка 13-14 часов. Большой процент быстрого сна у младенцев резко контрастирует с количеством быстрого сна, наблюдаемого у взрослых млекопитающих в огромном диапазоне размеров мозга и размеров тела. Взрослые люди имеют пять циклов быстрого сна в течение полной ночи сна, и могут видеть несколько снов в каждом цикле.

Читайте также

Кожура овощей и фруктов содержит больше клетчатки, чем мякоть

Кожура овощей и фруктов содержит больше клетчатки, чем мякоть

Учёные нашли в уравнениях Эйнштейна новый механизм высвобождения энергии

Учёные нашли в уравнениях Эйнштейна новый механизм высвобождения энергии

В России создали «вечные» фильтры для воды

В России создали «вечные» фильтры для воды

Чернобыльские собаки переписывают свои гены ради выживания

Чернобыльские собаки переписывают свои гены ради выживания

Почему медведь выходит к людям? Пять главных причин от специалистов

Почему медведь выходит к людям? Пять главных причин от специалистов

ИИ Claude создал 35 000 вариантов антител за месяц — некоторые могут помочь в лечении аллергии

ИИ Claude создал 35 000 вариантов антител за месяц — некоторые могут помочь в лечении аллергии

Микропластик в чае: чайные пакетики не так безобидны, как можно подумать

Микропластик в чае: чайные пакетики не так безобидны, как можно подумать

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Российские ученые создали нанокаркас для двойной атаки на раковые клетки

Российские ученые создали нанокаркас для двойной атаки на раковые клетки

Поддельные эмуляторы PS5 на GitHub заражают компьютеры вирусом для кражи паролей

Поддельные эмуляторы PS5 на GitHub заражают компьютеры вирусом для кражи паролей

ИИ обнаружил 33 новых материала MXene в научных архивах 1970-х годов

ИИ обнаружил 33 новых материала MXene в научных архивах 1970-х годов

Астрономы обнаружили две «планеты-зомби» возле мёртвой звезды в 1600 световых годах от Земли

Астрономы обнаружили две «планеты-зомби» возле мёртвой звезды в 1600 световых годах от Земли