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.
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.
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.
