Марк Дингман - Ваш мозг. Что нейронаука знает о мозге и его причудах

А теперь вспомните, как усиливается ваша усталость с приближением часа, когда вы обычно ложитесь спать. Возможно, обычно она не так заметна и настигает вас в одно и то же время, словно по расписанию.

Оба мнения – что сон уравновешивает время бодрствования и что организм старается следовать одному и тому же расписанию каждый день – верны. Хотя исследователи не могут назвать точное число механизмов, вызывающих усталость, среди известных выделяются два наиболее важных. Первый – накопление усыпляющего вещества в течение дня, а второй – суточный ритм организма, от которого зависят не только время сна, но и другие привычки человека.

СОН И ЭЛЕКТРОНИКА

Сегодня нас окружают смартфоны, планшеты и ноутбуки, из-за чего мы каждый вечер проводим перед экраном. Судя по недавним исследованиям, это плохо сказывается на качестве сна. Экраны электронных устройств выпускают короткие волны синего света, которые нарушают сон 14. Возможно, причина в том, что эти волны снижают уровень мелатонина – гормона, который отвечает за суточные (или циркадные) ритмы нашего организма. Если вам перед сном необходимо воспользоваться электронным устройством, выберите то, на котором есть ночной режим или темная тема. Также можно понизить яркость экрана до минимально возможного уровня и держать гаджет по меньшей мере в 30 см от лица. Перечисленные меры предосторожности помогут вам избежать большей части вреда, что способен нанести синий свет.

Аденозин и сон

После того как клетки используют аденозинтрифосфат (АТФ) для выработки энергии, в них остается аденозин, изначально входивший в состав АТФ. Клетки постепенно вновь превращают аденозин в АТФ. Но аденозин все равно накапливается в мозге в течение дня.

Судя по всему, именно аденозин и вызывает у человека сонливость. Он может выполнять функции нейромедиатора, активируя ответственные за засыпание рецепторы в вентролатеральном преоптическом ядре. Еще аденозин способен затормаживать нейроны из ретикулярной активирующей системы.

Получается, чем больше АТФ перерабатывается в энергию, тем больше накапливается его побочного продукта – аденозина, количество которого и указывает, сколько энергии уже потрачено организмом. Если уровень аденозина высок, то в организме недостаточно энергии. Как следствие, человеку нужно отдохнуть и восстановиться.

Влиянием аденозина на мозг можно объяснить и действие нашего любимого психостимулятора – кофеина. Главная задача кофеина – блокировать аденозиновые рецепторы, чтобы они перестали влиять на мозг. А раз аденозин в основном вызывает сонливость, торможение аденозиновых нейронов вполне естественно бодрит человека.

Итак, длительное бодрствование приводит к усилению сонливости потому, что в мозге накапливается аденозин. Однако время сна зависит не только от того, как долго мы бодрствуем. Свою роль также играет суточный ритм, определяющий порядок работы мозга.

24/7

Почти все живые организмы на нашей планете в той или иной мере зависят от вращения Земли вокруг своей оси и, как следствие, длительности дня. Неудивительно, что наш организм в процессе эволюции приспособился к 24-часовому циклу. Выходит, человеческий организм живет согласно ритму, определяющему его деятельность в течение дня, а именно циркадному ритму. От циркадного ритма зависит не только время сна и бодрствования, но и режим питания и даже выработка определенных гормонов.

Чтобы тело могло функционировать в течение 24 ч, организму необходимо каким-то образом определять, какое сейчас время суток. В начале 70-х гг. прошлого века исследователи обнаружили, что эта задача возложена на небольшие ядра в гипоталамусе, называемые супрахиазматическими ядрами. При повреждении этих ядер животные теряют способность поддерживать нормальный циркадный ритм 15. Вместо того чтобы следовать привычному расписанию по ночам (взять крыс – ночных животных), они действуют в неопределенном порядке, просыпаясь и засыпая в случайное время суток.

Этим открытием впоследствии удалось объяснить нарушение расписания у других животных, а также людей. Итак, клетки в супрахиазматических ядрах способны отслеживать время. В этом им помогает сложный цикл генной транскрипции и выработки белков, который как раз занимает примерно 24 ч. Клетки супрахиазматических ядер реагируют на сведения, принятые сетчаткой глаза, а также на другие сигналы – например, присутствие в организме мелатонина (секреция которого в основном происходит под воздействием темноты). Это нужно, чтобы «подводить» внутренние часы организма в тех случаях, когда уровень света вокруг им не соответствует. К примеру, когда вы путешествуете и пересекаете несколько часовых зон, из-за чего внутренние часы сбиваются и происходит расстройство суточного ритма.

Клетки супрахиазматических ядер связаны и с другими зонами гипоталамуса (группами орексинных нейронов), которые отвечают за засыпание и пробуждение организма. Иными словами, супрахиазматические ядра играют решающую роль в управлении сном. Они делают все возможное, чтобы мы придерживались суточного ритма, а наш сон составлял около 8 ч.

Естественно, многим из нас приходится лишь мечтать о 8-часовом сне. И в некоторых случаях это нормально. Это среднее количество, необходимое для восстановления организма, и может разниться: кому-то нужно спать больше, кому-то – меньше. Печалит лишь то, что большинству из нас редко удается выспаться достаточно, чтобы оставаться работоспособным в течение всего дня. Бессонница – самое распространенное из нарушений сна. Хотя список ее возможных причин крайне велик, одно знакомое всем вещество активно стремится к его вершине. А именно – кофеин.

Современное общество одержимо продуктивностью. Многие, едва проснувшись, уже составляют кучу планов на день, которые наверняка несоразмерны с доступными им временем и силами. Тем не менее они стараются успеть все к концу дня. А чтобы у них было для этого достаточно сил, используется кофеин.

Согласно некоторым оценкам, до 90 % американцев ежедневно употребляют напитки, содержащие кофеин. Чем дальше – тем больше. Данные от 1999–2010 гг. свидетельствуют, что среднее количество кофеина, потребляемого людьми, за десятилетие увеличилось со 120 до 165 мг 16. Количество кофеина в разных напитках отличается: в стакане кофе объемом 300 мл содержится около 120 мг кофеина, а в 470 мл —165 мг.

С начала нулевых увеличилось количество людей, страдающих от бессонницы и дневной сонливости – особенно среди определенных возрастных категорий. Согласно одному исследованию, с 2002 по 2012 г. количество 18-24-летних людей, страдающих от бессонницы и других нарушений сна, выросло на 30 % 17.