Сон — это не только одно из самых любимых занятий каждого из нас, но и необычайно важное и сложное поведенческое состояние. Существуют люди, сон к которым не приходит. Одним из примеров служит Федор Нестерчук, который перестал спать еще в 1986 году. Сам пенсионер связывает свою бессонницу с Чернобыльской катастрофой. Хотя врачи считают, что все дело в заболевании, которым Нестерчук страдает много лет.

В медицине и нейробиологии изучению сна отведено особое место — существует специальная наука, которая исследует сон, связанные с ним расстройства и их лечение — она называется «сомнология». Несмотря на большое количество исследований в области сомнологии, многие аспекты этого явления всё еще остаются непонятыми и активно изучаются учеными.

Вот что говорит об этом главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН Владимир Ковальзон.
— Вообще, сомнология — одна из наиболее бурно развивающихся сегодня наук. Открытия — каждый год, а примерно раз в 10 лет вся научная парадигма представлений о бодрствовании и сне меняется. Связано это в первую очередь с появлением новых методов изучения работы мозга. Пример: раньше мы могли очень грубо выключать большие участки мозга, а сегодня, благодаря новым технологиям, можно прицельно регулировать работу конкретных нейронов. Благодаря этому и стало понятно, что мозг работает совсем не так, как мы думали. Это не похоже ни на компьютер, ни на нейросеть, а напоминает скорее аналоговую машину: мозг весь состоит из блоков, которые взаимодействуют друг с другом, при том, что между ними нет никакой видимой связи.

Введение

Считалось, что в мозге существует образование, отвечающее за бодрствование организма. Мы не спим потому, что внутри него активные нейроны. Повреждение этого участка связывали с разными видами комы. У кошек, собак, мышей участок повреждали, а кома не возникала. Оказалось участок состоит из нескольких блоков и лишь для одного самого миниатюрного из них (объемом 2мм³) стоило коснуться и кома возникала.

Такая структура найдена и у человека. Находится в центре мозга, с ней связаны и включаются в работу две другие также очень малые зоны — скопление особых нейронов, о которых до того ничего толком не знали. Их называют по имени первооткрывателя — нейроны фон Экономо. Это довольно странные нервные клетки: они огромны по сравнению с другими и к ним подходят дендриты из всех слоев коры, которая, как известно, отвечает за высшую нервную деятельность. Оказалось, что эти две зоны связаны с разными аспектами нашего сознания.

Активность первой зоны означает, что человек очнулся ото сна, то есть он осознает себя не спящим. А вторая зона условно отвечает за осознание себя тем, кем мы являемся. Эти факты следует считать величайшим открытием в истории исследования мозга.
Оказалось, за наше сознание отвечают всего 2 кубических миллиметра ткани мозга! Стоит коснуться их и животное впадает в кому. Если этот блок разрушится, человек никогда не выйдет из комы.

В отличие от комы или наркоза во время засыпания отключение нейронов фон Экономо происходит крайне бережно и аккуратно, поэтому мы не засыпаем в одно мгновение. Это понятно с точки зрения эволюции: если бы наши предки засыпали мгновенно, не успев спрятаться, их бы всех уничтожили хищники. Скопления нервных клеток, разбросанных по всему головному и спинному мозгу, выделяют целый каскад биохимических веществ. В результате сложнейшей работы разных групп клеток сознание отключается постепенно. Но как именно они координируют свои действия и как они связаны друг с другом, ответов пока нет.

Направление сомнологии зародилось еще в первой половине прошлого века благодаря Натаниэлю Клейтману, который основал первую в мире сомнологическую лабораторию — в Чикагском университете. В нашей же стране вклад в развитие сомнологии внес A. M. Вейн, который проводил эксперименты в лаборатории нейрогуморальных регуляций – она располагалась на базе клиники нервных болезней Сеченовского Университета.

По-настоящему эта наука «проснулась» благодаря электроэнцефалографии — технологии, которая позволяет фиксировать электрические сигналы, поступающие от нейронов мозга. На самом деле, электроэнцефалограмма (ЭЭГ) довольно много может рассказать о сне. Ее «снимают» с помощью специальных датчиков, размещенных на голове пациента. В результате ученые получают волнообразные линии, по которым можно расшифровать биоритмы головного мозга — причем не только человеческого. Эксперименты проводились и на мышах, и на кроликах, и на других млекопитающих.

Однако, сейчас абсолютно очевидно, что сон крайне необходим для нашего психологического, неврологического и физического здоровья на протяжении всей жизни. Словом, сон — это не пассивное состояние, а активная фаза «технического обслуживания» организма. Сегодня уже достоверно изучено, что во время сна мы не просто отдыхаем: этот период необходим для регуляции сердечно-сосудистой, эндокринной, иммунной и других систем.

Известен факт, что отсутствие сна вызывает у людей повышение выработки гормона стресса — кортизола. Это естественная реакция организма на стресс, утомление, голодание и другие экстренные ситуации.
Продуктивность и работоспособность мозга зависят в том числе от баланса в организме гормона усталости — аденозина и гормона стресса — кортизола. Для сна важен мелатонин Мелатонин и кортизол – гормоны-антагонисты, работающие посменно. Кортизол будит и придает бодрости по утрам, а мелатонин успокаивает и помогает восстановиться ночью. 
Важными для засыпания и сна являются следующие мозговые структуры: гипоталамус, гиппокамп, эпифиз, таламус, миндалевидное тело, супрахиазматическое ядро, ствол мозга.
 
Эпифиз – это маленькая эндокринная железа, находящаяся внутри головного мозга, другие его названия – шишковидное тело, пинеальная железа, верхний мозговой придаток. Размер эпифиза не превышает 8 мм, тем не менее его клетки вырабатывают около 40 биологически активных веществ, включая собственные гормоны эпифиза и вещества, участвующие в синтезе других человеческих гормонов.

Главным гормоном эпифиза является мелатонин, производимый из серотонина. Именно мелатонин регулирует так называемые циркадные ритмы организма – биологическую активность во время сна и бодрствования. Увеличение выработки мелатонина вызывает желание спать, а снижение его концентрации является стимулом к пробуждению. Во время сна мелатонин проникает практически во все клетки организма и обеспечивает качественное восстановление сил организма.

Высший командный центр – гипоталамус мозга

Ниже на рисунке показаны его взаимодействующие части.

Группа ядер — полукружное (ПЯГ), супрахиазмальное (СХЯ), паравентрикулярное (ПВЯ), а также латеральная гипоталамическая (ЛГО), медиальная (МПО) и вентролатеральная (ВЛПО) преоптические области, субпаравентрикулярные дорзальная (ДЗ) и вентральная (ВЗ) зоны — все они тесно взаимодействуют между собой. Однако вся информация интегрируется в дорзомедиальном ядре гипоталамуса (ДМЯ). Из него посылаются сигналы, реализующие поведение. Пищевые факторы стимулируют выделение гормонов лептина и грелина, которые опосредованно также влияют на дорзомедиальное ядро.

Регуляция таламуса

Большая часть мозговой активности во время сна связана с таламусом, и, по-видимому, таламус может играть решающую роль в медленном сне. Два основных вида колебаний во время медленного сна, дельта-колебания и медленные колебания, могут генерироваться как таламусом, так и корой головного мозга. Однако веретёна сна могут генерироваться только таламусом, что делает его роль очень важной.

 Гипотеза таламического кардиостимулятора предполагает, что эти колебания генерируются таламусом, но синхронизация одновременной активности нескольких групп таламических нейронов зависит от взаимодействия таламуса с корой головного мозга. Таламус также играет важную роль в наступлении сна, когда он переходит из тонического режима в фазический, выступая в качестве зеркала как для центральных, так и для периферических элементов и связывая удалённые части коры головного мозга для координации их активности.

Известно, что сердце, печень, почки и другие органы посылают мозгу сигнал SOS (спаси, помоги) именно во время сна. Считается, что во время сна мозг подвергается «чистке» от «лишней» информации, накопленной за день. Что может предложить людям наука о мозге и сне, которой активно занимаются также сомнологи лаборатории медицины сна Университета им. Сеченова. Заведует лабораторией президент Российского общества сомнологов Михаил Полуэктов, автор интересной книги «Загадки сна».

Одно из главных направлений исследований сна – изучение хронической бессонницы и поиск лучших способов ее лечения. Например, сравнивается эффективность когнитивно-поведенческой терапии и снотворных препаратов. Уже удалось выяснить, что КПТ-И не только помогает большему числу пациентов, но и дает более устойчивый результат в долгосрочной перспективе.

Сон — необходимая профилактика нейродегенеративных заболеваний

Даже одна бессонная ночь приводит к ускорению накопления в мозге бета-амилоида — белка, играющего важную роль в патогенезе болезни Альцгеймера. Во сне же возрастает активность так называемой глимфатической системы, которая очищает мозг в том числе и от бета-амилоида. Также происходит консолидация памяти — закрепление полученной информации.

Учеными исследуется связь сна с болезнью Альцгеймера, Паркинсона, они пытаются понять, как именно нарушения сна могут влиять на развитие нейродегенеративных заболеваний и можно ли через улучшение сна снизить эти риски. Одно из нарушений сна

— Синдром взрывающейся головы — это заболевание из спектра парасомнии, ненормальных явлений во время сна или во время перехода от бодрствования ко сну. Это ощущение взрыва, удара, проведения электрического тока в голове, по телу, непосредственно в процессе засыпания. Это состояние достаточно безобидное, но пациенты, конечно, очень пугаются, когда впервые ощущают такие симптомы.

Они переживают, что у них случился инсульт. Чаще всего синдром «взрывающейся» головы встречается после стресса, перенапряжения, поэтому наличие эмоциональных нарушений считается фактором риска развития такой редкой формы парасомний. Сегодня это состояние достаточно эффективно лечится медикаментозно.

К нарушениям сна относят также, например, редкие формы снохождения. Синдром ночной еды, когда пациент во сне встает и принимает пищу, а наутро ничего не помнит. Сексомния, когда пациенты имитируют половой акт или могут вступить в него. Это одна из самых серьезных форм парасомний, поскольку затрагивает юридические аспекты. Во время приступа сексомнии больной может не выбрать, с кем вступить в контакт, поэтому при этой форме парасомний выше риски конфликтов, чем при других расстройствах.

Еще существует фатальная семейная бессонница. Это редкая наследственная форма болезни, сегодня известно всего несколько десятков случаев. Она начинается с нарушения сна, затем приводит к полному отсутствию сна, а в конечном итоге, к сожалению, заканчивается летально. Найти способ вылечить фатальную семейную бессонницу пока не удалось.

Кроме того, наукой изучаются различные нарушения движений во сне, такие как синдром беспокойных ног, и отыскиваются персонализированные подходы к их лечению. В общем, цель специалистов — не только помогать пациентам здесь и сейчас, но и находить новые пути решения проблем со сном, чтобы в будущем справляться с ними проще и эффективнее.

Так вот, большая часть теорий связана с медленным сном. Уже понятно, что во время сна у нас в клетках включаются совсем не те гены, что работают во время бодрствования. Они отвечают за синтез ряда молекул и белков, связанных с регуляцией внутренних органов. В частности, иначе работают гены, связанные с обменом холестерина, почему-то именно ночью формируются клеточные мембраны, регулируется жировой обмен, и т.д. Что касается самого мозга, то тут тоже немало нового. Так, стало ясно, что во время глубокого медленного сна мозг вымывает из себя токсины.

Теории сна

Теория обработки информации
Теория эмоциональной регуляции
Теория творческого решения проблем
Теория очистки мозга и др.
Научную теорию сна создал И. П. Павлов, показавший, что действительной причиной сна являются особые нервные процессы возбуждения и торможения, происходящие в головном мозге Современные представления о природе сна сформировались во второй половине XX века, после появления методов регистрации биоэлектрической активности головного мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ), мышц (электромиограмма, ЭМГ) и глаз (электроокулограмма, ЭОГ). Крупным достижением в этой области было открытие в 1950-е гг. Н. Клейтманом, У. Дементом (США) и М. Жуве (Франция) явления «парадоксального сна»..

1. Кратко рассмотрим некоторые из современных теорий сна. Главный вопрос – зачем сон создан природой? Гипотезы вплоть до самых фантастических озвучивались во множестве. Сейчас наиболее популярная утверждает: сон помогает мозгу избавиться от избытка полученной за день информации и запомнить важную для него. В клетки мозга, в нейроны непрерывно в течение дня поступают разные сведения от сенсоров и соседних клеток.

Между ними устанавливаются связи, называемые синапсами. Перед сном клетка буквально забита информацией, среди которой много явно избыточной и даже просто «мусора». Во сне, когда мозг не получает информацию в больших объемах извне, он перестраивает свою работу: ненужные синапсы удаляются, нужные «укрупняются», и утром мозг вновь готов воспринимать свежую информацию.

Так мозг избавляется от мусора и оставляет главное. Мозг, как и сердце совместно с другими органами, работает постоянно во сне и наяву, просто работает в разных режимах. Информация запоминается не только во сне, но во время сна она запоминается лучше. Почему? Ночью, когда мозг отключен от новой внешней информации, он занимается обработкой того, что уже собрано за день.

Он не отвлекается ни на что. Главное, включаются процессы, которые позволяют многократно по определенным путям прокачивать «старую» информацию. А это помогает больше запомнить. Так мозг избавляется от мусора и оставляет главное. Но люди все разные. Одному нужна и важна одна информация, другому – другая. Как мозг разбирается с этим? Что следует сохранять в памяти, а что удалить. Пока однозначного ответа на этот вопрос нет.

С одной стороны, считается, что лучше запоминается та, что чаще востребована. Но есть гипотеза, что не менее важны и бессознательные процессы, которые определяют наши истинные потребности. Так вот, они «ненавязчиво» диктуют нам, какая информация больше подходит для их удовлетворения, а какая меньше.

2. Другая теория сна, совсем недавняя, утверждает, что сон тоже требуется для «чистки» мозга, но не от информации, а от токсинов. Ученые США показали: когда животное засыпает, удаление накопившихся за день вредных веществ намного ускоряется. Речь, в частности, идет об уже знаменитом белке бета-амилоиде, который накапливается при болезни Альцгеймера.

Понятно, что сообщение американцев произвело эффект разорвавшейся бомбы. Вывод токсинов из клеток и организма в целом – насущная задача, и раз во время сна они выводятся быстрее, то многие лаборатории мира приступили к «чистке», пытаясь понять суть механизма и возможности его улучшения. Ускорить процессы очистки многократно – благая цель, но пока науке не удалось детально разобраться в этом механизме.

Массово применять такую чистку на людях (пациентах) сегодня нереально. В мире после открытия самого эффекта идет поиск наиболее оптимальных и безопасных вариантов его реализации. Группа саратовских ученых, например, воздействует на головной мозг светом определенной длины волны. Им удалось в экспериментах на животных существенно ускорить выведение токсинов

3. В свое время большой эффект произвела теория сна, предложенная Иваном Николаевичем Пигаревым из Института проблем передачи информации РАН. Тогда казалось, что наконец наука приблизилась к тайне сна. Но после кончины Н.И. Пигарева как-то все поутихло.

Суть его теории в поиске ответа на простой вопрос, зачем сон нужен мозгу? А еще нужен ли он сердцу, печени, почкам? Пигарев считал, что нужен. Во сне мозг ведет своеобразную настройку внутренних органов. Днем ему некогда ими заниматься, успеть бы получить, перелопатить и усвоить внешнюю информацию. А во сне, наконец-то, можно отключиться от внешних раздражителей и «заглянуть» в себя. Если от какого-то органа приходит сигнал SOS, то своевременно надо на него реагировать.

Своего рода внутренняя скорая помощь. На самой ранней стадии позволяет заняться самолечением. Поэтому эта теория и вызвала такой живой интерес. Но для ее подтверждения требовались убедительные эксперименты. Иван Николаевич утверждал, что ему удалось обнаружить такой механизм, однако необходимо, чтобы другие ученые повторили его эксперимент, а этого пока не произошло. Поэтому сейчас эта теория ушла, что называется в сторону.

4. Исследование циркадных ритмов, которые регулируют сон и бодрствование в 2017 году было отмечено вручением Нобелевской премии авторам исследования.
Генетическая предрасположенность к нарушениям сна уже доказана. В частности, та же бессонница часто передается по наследству. Достаточно изучены и генетические основы циркадных ритмов. Быть «совой» или «жаворонком» — вопрос не привычки, а генетических вариаций. У «сов» циркадный цикл чуть длиннее 24 часов, а у «жаворонков» — короче, поэтому «жаворонки» легче просыпаются рано утром, а «совы» предпочли бы ложиться позже.

Тут, впрочем, важно разделять хронотип и сознательное откладывание засыпания. Часто тот, кто считает себя «совой», на самом деле просто отвлекается вечером на соблазны вроде сериалов и игр и не ложится спать вовремя.

Что касается новых направлений, то следует выделить следующие.

А. Ученые заинтересовались очень простыми существами, у которых вообще нет (ЦНС) центральной нервной системы. И тем не менее они спят! Зачем? Показано, что именно во время сна в их клетках накапливается энергия, т.е. идет подзарядка клеточных аккумуляторов. Если наука поймет этот механизм, то, возможно, будет создана таблетка, приняв которую сможем подзаряжать аккумуляторы всех клеток. Это принципиально важный момент для понимания того, как функционирует живой организм.

Б. Другое важное направление связано с популярной сейчас теорией о роли так называемых белков-шаперонов. Дело в том, что в организме есть белки-катализаторы, которые занимаются ускорением различных биохимических реакций, но постепенно они изнашиваются. Их ремонтом как раз занимаются белки-шапероны.

Во сне их активность существенно увеличивается, и они очень эффективно участвуют в восстановлении базовых процессов, чтобы организм жил долго и счастливо. Разобравшись, как работает этот механизм на молекулярном уровне, сможем продлить жизнь человека.

Кстати, только что появилась информация, что есть особый вид лемуров, которые впадают в спячку на 7 месяцев. Ученые обнаружили, что в этот период у них существенно увеличиваются теломеры («хвосты» хромосом), от которых как известно, зависит продолжительность жизни. С годами у живых организмов они постоянно сокращаются, а у лемуров пошли вспять. То есть происходит омоложение.
 
Человек быстрее стареет, когда теломеры начинают быстро сокращаться, что бывает при серьезных нарушениях сна. Из этого следует, что человек постоянно должен заботиться об оптимальном режиме сна и отдыха.
В. Одним из самых интригующих и загадочных элементов сна являются сновидения.
Сновидения, получается, тоже непонятно зачем нужны? Про сны — разговор отдельный. Подавляющая масса снов у человека негативная. Как правило, чем стабильнее у человека нервная система, тем меньше снов он помнит. 

Загадка, которую загадал нам наш мозг — это фазы сна и сами сновидения. Сегодня ученые выделяют две категории сна: стадию «быстрых движений глаз» (сон с БДГ, REM sleep) и стадию «без быстрых движений глаз (сон без БДГ, NREM sleep)». Или, если говорить проще, — «быстрые» и «медленные», или «глубокие», фазы сна. В целом взрослые люди находятся в стадии «глубокого» сна примерно 80% ночного времени.

Об этом существует огромная по объему литература. Знаменитые пророчества, великие открытия, и, конечно, Зигмунд Фрейд, который утверждал, что это скрытые, загнанные внутрь желания человека. Какова роль сновидений в жизни человека, зачем они нужны?
По этому поводу проведены интересные исследования, в рамках которых установлен феномен «сжатия» времени.

Одна из самых современных модных теорий, утверждает, что во время сновидений события могут происходить намного быстрее, чем они протекают в реальности. Более того, в экспериментах на мышах уже было показано, что ускорение может составить от 6 до 20 раз. Очень интересно узнать, как вообще можно наблюдать подобный эффект. Мышь ведь не может рассказать, что ей снилось.

Животным вживляли электроды в область гиппокампа, где находится центр памяти. Заставляли пробегать определенный маршрут и при этом приборы регистрировали определенную последовательность сигналов. Сразу после маршрута мышки засыпали. Ученые предположили, что им может присниться как они снова бегут по этому же маршруту.

Если это действительно так, то сигналы должны будут повторяться в такой же последовательности. Так оно и произошло. Сигналы по своей форме были такие же, что и во время забега, только они повторялись в разы быстрее. Если этот механизм будет понят, то появится возможность самим запускать в мозге такой овердрайв, работать со скоростью компьютера.

Очень много вопросов в изучении сна пока остаются без ответа. Несмотря на то, что эта сфера все время развивается, она сильно зависит от открытий в нейропсихологии, нейробиологии и нейрофизиологии. То есть, невозможно изучать сон, не понимая механизмы бодрствования.

Теория двухкомпонентной регуляции сна, на которую опирается большинство современных работ

Уточню сразу: мы до сих пор точно не знаем, зачем человек спит, хотя на этот счет есть сотни теорий. Для начала напомню: наш сон — процесс циклический. Каждый цикл длится полтора часа. Если, предположим, разбудить человека в конце этого цикла, он будет чувствовать себя отдохнувшим. Но в сутки все равно нужно проспать 5–6 таких циклов. 

Экспрессия мРНК гена per и синтез соответствующего белка в суточном цикле «активность — покой» и в ответ на депривацию сна. Уровень мРНК гена per  нарастает в ходе светлого периода суток, в то время как уровень соответствующего белка достигает пика ночью, когда белок Per поступает в ядро и блокирует свою собственную экспрессию.

Эти циркадианные изменения одинаковы как у дневных (как, например, плодовые мушки-дрозофилы, спящие ночью), так и ночных (как крысы, спящие главным образом днем) животных. Если крыс заставлять бодрствовать в течение дня, то уровень мРНК per в коре мозга у них возрастает. Однако ни у мух, ни у млекопитающих лишение сна не влияет на работу циркадианных биологических часов, то есть депривация не приводит к фазовому сдвигу циркадных ритмов 

А внутри каждого цикла сон бывает двух видов: медленный, или ортодоксальный, когда человек условно спит спокойно и равномерно дышит. И сон быстрый, парадоксальный, который у взрослого человека занимает примерно 15–20 процентов времени от общего сна. Уточню сразу: мы до сих пор точно не знаем, зачем человек спит, хотя на этот счет есть сотни теорий. Для начала напомню: наш сон — процесс циклический. Каждый цикл длится полтора часа. Если, предположим, разбудить человека в конце этого цикла, он будет чувствовать себя отдохнувшим. Но в сутки все равно нужно проспать 5–6 таких циклов. 

А внутри каждого цикла сон бывает двух видов: медленный, или ортодоксальный, когда человек условно спит спокойно и равномерно дышит. И сон быстрый, парадоксальный, который у взрослого человека занимает примерно 15–20 процентов времени от общего сна. Так вот, большая часть теорий связана с медленным сном. 

Уже понятно, что во время сна у нас включаются совсем не те гены, что работают во время бодрствования. Они отвечают за синтез ряда молекул и белков, связанных с регуляцией внутренних органов. В частности, иначе работают гены, связанные с обменом холестерина, почему-то именно ночью формируются клеточные мембраны, регулируется жировой обмен, и т.д. Что касается самого мозга, то тут тоже немало нового. Так, стало ясно, что во время глубокого медленного сна мозг вымывает из себя токсины. 

Считалось, что клетки в мозге расположены очень близко друг к другу. Но пару лет назад поняли: между ними есть пространство, по которому течет межклеточная жидкость. Так вот, при медленном сне межклеточная жидкость прокачивается по каналам и вымывает обломки таких молекул, по сути, токсины, в спинномозговую жидкость, оттуда — в печень и почки. 

Более того, недавно выяснилось, что ионы, которые содержатся в этих канальцах, играют важную роль в переходах от бодрствования ко сну и обратно. Если в межклеточной жидкости накапливается калий и падает концентрация кальция с магнием, происходит пробуждение. И наоборот. То есть некоторые функции сна связаны с восстановлением электролитного баланса. 

Ответ на вопрос о гибели животных, лишенных сна, появился совсем недавно, хотя знаменитые работы с депривацией (лишением — «О») сна были сделаны одним из отцов-основателей сомнологии Алленом Рекшаффеном. Он с группой коллег придумал карусель, на которой крысам не давали спать, при том, что других стрессов они не испытывали.

Несмотря на это, животные умирали, и исследователи многие годы не могли понять из-за чего. Ответ был получен лишь в начале ХХI века: оказалось, крысы умирали от… сепсиса, то есть от заражения крови. Отсутствие сна приводит к тому, что в организм попадают кишечные микроорганизмы, чему обычно препятствуют клетки иммунной системы. Так что сон нужен для нормального функционирования иммунной системы — это одна из новых интересных теорий, которую сегодня разрабатывает мой коллега из США Джим Крюгер. 

Известно, что, если не стимулировать какие-то системы в нашем организме, они не разовьются. Например, если зашить котятам веки после рождения, а расшить через несколько месяцев, то у них глаза будут сформированы, но видеть они при этом никогда не смогут. Потому что в нужный момент глаза не получили никакого внешнего стимула. Видимо, быстрый сон — это мощный стимул для нервной системы, чтобы она запустилась, заработала.

Биочасовой механизм

По идее, нужно было бы спать так, как нам велят наши гены. То есть два раза в сутки, а может, даже лучше три. Сократить продолжительность сна ночью, иметь возможность для небольших периодов сна около полудня и в послеобеденный перерыв. Тогда у нас бы выровнялись циклы сна и не было бы этих длительных провалов в быстрый сон под утро.

Так что идея с сиестой в некоторых странах — очень даже физиологична и полезна. 
Но вообще, цикличность нашего сна тесно связана с другим понятием — биологических часов.  Именно они отвечают за наш отсчет времени. Этот уникальный механизм был открыт не так давно. Он представляет собой крошечные парные образования со сложнейшей структурой, расположенные в гипоталамусе, в которых запускается работа особых часовых генов.

Их у человека совсем немного — около 20. Механизм работы биочасов удивителен. Это очень красивый механизм, своеобразный биохимический круговорот. Упрощая, можно сказать, что гены синтезируют мРНК (одна из основных макромолекул организма, содержит информацию о структуре белков — «О»), которая выходит из ядра в цитоплазму клеток, там синтезируются белки, которые объединяются, возвращаются обратно в ядро и блокируют синтез следующей порции белков.

Затем они распадаются, и все начинается сначала. Этот потрясающе точный механизм беззвучно «тикает» с момента зачатия до нашей смерти. Схожие системы зародились на заре эволюции, поэтому они есть у всех живых организмов, вплоть до примитивных дрожжей. 

Дело в том, что наши биочасы не укладываются в земные сутки: для завершения молекулярно-биохимических превращений цикла им надо примерно 25 часов. В итоге работа организма начинает отставать от местного времени суток, и постепенно наступает так называемый десинхроноз, который может стать причиной многих болезней. Самый очевидный пример несоответствие между внутренними часами и внешним миром — джетлаг.

Когда мы перелетаем через несколько часовых поясов, нам нужно согласовать работу наших внутренних часов с местным временем. Наш мозг регистрирует время восхода и захода солнца и посылает сигналы молекулярному часовому механизму, чтобы подстроить внутренние часы под внешние. 

Наши биочасы нужно перезапускать. Интересно, что на эту систему не влияет ничто — ни голод, ни стресс, ни температура, ни питание, только свет. Чтобы перезапустить биочасы, нужно обязательно вставать после восхода солнца, отодвигать штору и хотя бы несколько минут смотреть на солнце и на небо. Это очень важная вещь для здоровья организма в целом. 

С нашим часовым поясом и сумрачным климатом возникают дополнительные проблемы. Перевод стрелок часов (в 2011г. принят закон, по которому страна опережала Солнце на 2 часа)– это катастрофа. Детей невозможно разбудить в школу, они засыпают на уроках. В итоге стрелки перевели назад, но Москва опережает на 1 час свое поясное время. 

Есть спецлампы для замены света Солнца, но стоят они под 30 тысяч долларов. Северные народы приспособлены к таким условиям, у них изменена генетика, по-другому работает иммунная система, сама система биочасов сильно редуцирована. А у северных оленей, обитающих на этой же территории, она, система, вообще отсутствует.
  
Военное применение воздействий на сон

История с лишением сна одного из подразделений иракской армии во время операции «Буря в пустыне». СМИ описывали эту операцию, когда коалиция три дня забрасывала солдат Саддама Хусейна шумовыми бомбами, не давая спать, а затем атаковала в четыре утра, когда у людей пик сонливости. В итоге американцы выиграли битву без выстрела: иракские солдаты падали на колени и просили дать им поспать, их просто «сгребли», отобрали оружие и оградили колючей проволокой. 

При этом своим солдатам американцы давали какие-то препараты, которые бодрили лучше кофеина.  Для подавления сна применялся ныне запрещенный амфетамин, который тогда можно было купить без рецепта. Известно, что Гитлер использовал его в ходе высадки десанта на Крит в 1941-м. Препарат раздали парашютистам, не предупредив о дозировке, и некоторые стали прыгать без парашютов. Потом было доказано: это сильнейший яд, который убивает нейроны.
 
Сейчас продаются снотворные третьего поколения, называемые Z-препараты
которые, конечно, куда менее опасны, чем старые, но в целом все они действуют на одну и ту же систему в мозге, связанную с реакциями торможения. И мозг почему-то этого очень не любит: снотворные со временем эти рецепторы торможения разрушают.

Управление сновидениями через гаджеты

Первый гаджет такого рода изобрел американский психофизиолог Стивен Лёберж. С помощью практики осознанных сновидений, обещал он, вы можете придумать себе путешествие в космические пространства, откроете новые миры, переживете невероятные эротические приключения.

Сам Лёберж, однако, использует эту технологию для лечения ветеранов армии США, которых мучают кошмары после участия в бесконечных войнах, которые Америка ведет вдали от своих берегов. Общий смысл — он обучает людей обращать кошмары во что-то приятное... 

Принцип действия такой: в маску встроены особые сенсоры, которые улавливают быстрые движения глаз во время быстрого сна. Они подают на глаза тепловой импульс, человек понимает, что спит, и постепенно учится моделировать себе сон. Тема очень популярна: когда недавно состоялась лекцию об осознанных сновидениях в Москве, зал на 2 тысячи был набит битком.

Но лектор разочаровал слушателей, сказал, что осознанные сновидения — вещь опасная. Люди, начавшие практиковать это, подсаживаются, при этом осознанный сон, судя по электроэнцефалограмме, нормальным сном не является. Получается, мы нарушаем структуру своего сна. А для людей, у которых есть скрытые шизоидные черты, это и вовсе может стать спусковым крючком для начала шизофрении… 

На гипноз не похоже. Гипноз возможен только в состоянии полного бодрствования: на электроэнцефалограмме мы видим состояние расслабленного бодрствования, и, если человек хотя бы немножко выпил, он уже не поддается никакому гипнозу. К слову, это еще одно удивительное состояние, о котором мы ничего не знаем. Что ни говори, а мозг для нас пока — терра инкогнита...

Патологии сна

Диссомнии — нарушения ночного сна, например, бессонница (инсомния). Причины: неврозы, психозы, органические поражения мозга (энцефалит, эпилепсия), соматические заболевания.

• Апноэ во сне — психогенное либо механическое нарушение дыхания во сне.

• Гиперсомнии — непреодолимая патологическая сонливость. Примеры: нарколепсия, летаргический сон.

• Парасомнии. Причина: невроз. Примеры: сомнамбулизм (снохождение/лунатизм), скрежетание зубами, ночные кошмары, эпилептические припадки и т. д.

• Летаргический сон, также известный как сонная болезнь, упоминается еще в трудах античных авторов XVI века. В истории зафиксированы случаи массового засыпания, когда целые деревни и поселения погружались в глубокий, патологический сон. Эти эпизоды наблюдались вплоть до первой четверти XX века. История Надежды Лебединой — удивительный пример того, как судьба может преподнести невероятные испытания и чудеса спасения.

Она была признана безнадежной, многие считали, что ждать её пробуждения бесполезно. Однако, спустя 20 лет, Надежда проснулась и состарилась за 14дней .

• Сонный паралич — состояние, когда паралич мышц наступает до засыпания или после пробуждения.
  При стойких нарушениях сна бывают ситуации, когда необходимо вмешательство врача.

В новостных изданиях опубликованы несколько случаев многолетнего полного отсутствия сна у человека, но правдивость такой информации сомнительна.

Качество сна ухудшается с возрастом. По мере старения люди начинают хуже спать и чаще просыпаться, они теряют способность к глубокому восстанавливающему сну. Когда мозг стареет, то зоны, отвечающие за сон, начинают понемногу деградировать; одновременно страдают когнитивные функции. Данные изменения организма начинаются примерно с 35 лет.

 Заключение

Сон выполняет важнейшие функции.
Во-первых, очищение центральной нервной системы от метаболитов.
Во-вторых, удаление накопившейся за день ненужной информации и эмоциональная перестройка, проявляющаяся в снижении возбудимости очагов мотивационного возбуждения.
В-третьих, переход информации кратковременной памяти в долговременную, поэтому учить материал перед сном намного эффективнее. 
Очень много вопросов в изучении сна пока остаются без ответа.
Исследования сна в свою очередь будут открывать новые возможности для человека.

 Литература

1. Судаков К.В. Физиология. Основ и функциональные системы: Курс лекций / Под  ред. К.В. Судакова. – М.: Медицина, 2000. – 784 с.: ISBN 5-225-04548-
2.    Клуша В.Е. Пептиды – регуляторы функций мозга. Рига. 1984.
3.    Лекции по физиологии. Санкт – Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова: [Электронный ресурс] // StudFiles, 2015. URL: https://studfiles.net/preview/2073255/page:12/ (Дата обращения: 29.11.2018)
4.    Правильный сон: процесс очищения мозга от токсинов: [Электронный ресурс] // Будьте здоровы. Медицинский онлайн журнал – все про заболевания от, А до Я. URL: https://mednew.site/zdorove/pravilnyj-son (Дата обращения: 30.11.2018)
5. Полуэктов М. Загадки сна. От бессонницы до летаргии. М.: Альпина нон-фикшн, 2019. –292 с.
6.Уолкер М. Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях. М.: КоЛибри, 2018. – 480 с.
7.  Cirelli C. The genetic and molecular regulation of sleep: from fruit flies to humans // Nat. Rev. Neurosci. 2009. V. 10. № 8. P. 549–560.
8. https://www.hindawi.com/journals/ijad/2014/836748/ 9.ttps://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25968138/https://www.sciencedaily.com/releases/2011/02/110225142828.htmhttps://www.researchgate.net/publication/343921003_Everything_is_Story_Telling_Stories_and_Positive_Psychology
10. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0191886915003943
11.https://www.sleephealthjournal.org/article/S2352-7218(23)00089-X/fulltext#secsect0170            12.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0891584994900302
13.              https://www.aan.com/PressRoom/Home/PressRelease/4957