Пациент спит, наука идет: интересные исследования сна и бессонницы

МОСКВА, 14 мар — РИА Новости, Ольга Добровидова. "На следующие несколько часов, пока солнца на небе нет, я потеряю сознание и временно лишусь всего того, что я знаю и понимаю. А потом, когда солнце вернется, я продолжу жить", — так о сне, "странном занятии", говорил американский комик Джордж Карлин.

Надо полагать, это странное занятие во все времена интересовало ученых, которые и сами тратили на него до трети бесценной жизни. Изучать сон без электроэнцефалографа, МРТ и других современных инструментов, позволяющих "заглянуть в голову" спящему, было непросто, но и их появление пока не внесло окончательную ясность в вопрос о том, зачем нужны живым организмам эти "маленькие кусочки смерти".

РИА Новости во Всемирный день сна представляет обзор самых известных сомнологических исследований и экспериментов со сном и бессонницей, научных и не особенно.

Россия на передовой

Интересно, что начало исследованиям депривации сна положили в России: в 1894 году биохимик и сомнолог Мария Михайловна Манасеина опубликовала первую научную статью о последствиях долговременного лишения сна. Считается, что к этой теме ее подтолкнули исторические хроники древнего Китая, где насильственное лишение сна было одной из распространенных пыток, а также клинический случай с пациентом, который умер после девяти дней бессонницы.

Манасеина экспериментировала с 10 щенками в возрасте 2-4 месяцев, которым постоянно не давала спать. В своей статье исследовательница заключила, что для животных дефицит сна опаснее дефицита пищи: после 20-25 дней голодания щенков еще можно было спасти, тогда как даже 96-120 часов без сна становились для них смертельными. Она также выяснила, что взрослые особи лучше справляются с дефицитом сна, чем молодые, а сама депривация приводит к постепенному падению температуры тела, ухудшению показателей крови и некоторой потере веса.

Но, возможно, самый важный вывод Марии Манасеиной заключался в том, что от длительной бессонницы сильнее всего страдает мозг: вскрытия показывали множество мелких кровоизлияний и аномалии сосудов, тогда как у животных, умерших от голода, мозг, напротив, оставался относительно "целым" по сравнению с другими органами. В своей статье российская ученая пишет, что ее выводы "представляют доказательство чрезвычайной важности сна для всех организмов, имеющих нервную систему, и наводят на мысль о том, что распространенное мнение о сне как о бесполезной, глупой и даже вредной привычке — печальный парадокс".

Бессонный марафон

Вслед за Манасеиной тему депривации сна начали детально изучать ее коллеги — сначала так же, на собаках, а затем и на кроликах, крысах и в конце концов на самих себе и других людях. Один из самых известных "бессонных" экспериментов на себе поставил нью-йоркский радио-диджей Питер Трипп. В 1959 году Трипп установил мировой рекорд по непрерывному бодрствованию в ходе радиомарафона в поддержку общественной организации по поддержке здоровья детей и матерей March of Dimes. Большую часть этого марафона он провел в стеклянной диджейской будке на Таймс-сквер, в конце переместившись в номер отеля поблизости, переоборудованный под "полевую" лабораторию.

Всего Трипп продержался 201 час — больше восьми дней — и, по свидетельствам очевидцев, это далось ему очень нелегко. На третий день у диджея начались резкие перепады настроения от смеха к беспричинной грусти, а к четвертому дню он страдал от галлюцинаций — сначала простых, вроде "паутин" на лицах наблюдавших его врачей и насекомых, в которых превращались пятна краски на столе, а затем и довольно сложных.

По мере приближения к отметке в 200 часов без сна у Триппа развивался настоящий психоз: он искал в ящиках столов несуществующие деньги, обвинял техников в том, что они пытаются причинить ему вред, и в конце концов стал утверждать, что он совсем не диджей Питер Трипп, а самозванец. По некоторым данным, от этого ощущения мужчина страдал еще некоторое время после эксперимента.

Последние 66 часов марафона Трипп продержался на лекарствах, а в последний, 201-й час врачи заставляли его не спать для дополнительных тестов. По окончании эксперимента Трипп проспал 13 часов. Его родные впоследствии отмечали изменения в личности Триппа, который стал более раздражительным и подавленным. В конце концов он потерял работу диджея после крупного коррупционного скандала, прошел через четыре развода и умер в 2000 году в возрасте 73 лет от инсульта.

Рекорд Триппа продержался недолго: уже спустя шесть лет после его "бессонного марафона" 17-летний школьник из Калифорнии Рэнди Гарднер провел без сна 264 часа, или 11 дней. Гарднер, в отличие от Триппа, не принимал никаких стимуляторов и лекарств, но тоже страдал от резких перемен настроения, галлюцинаций, проблем с памятью и паранойи. Так, пишут, что на пятый день бодрствования Гарднер возомнил себя популярным игроком в американский футбол, а также принял за живого человека дорожный знак. В конце эксперимента, на 11-й день, школьника попросили считать вслух, последовательно отнимая от 100 по семь. Дойдя до 65, Гарднер остановился и сообщил врачам, что забыл, что именно делает.

После эксперимента Рэнди Гарднер проспал почти 15 часов, и в итоге у него не удалось выявить каких-либо долгосрочных последствий столь длительной бессонницы. По сообщениям СМИ, рекорд Гарднера был побит несколько раз — по некоторым данным, сегодня уже "взята" планка в 18 дней без сна — однако Книга рекордов Гиннесса перестала вести их учет из опасений за здоровье жаждущих такой славы.

Небольшая разница

Среднестатистический житель Великобритании, по данным национальной общественной организации Sleep Council, спит около 6,5 часа в сутки, и этот показатель продолжает медленно падать. Специалисты британского университета Суррея в ходе небольшого эксперимента решили проверить, насколько существенно скажется на здоровье и самочувствии человека всего один дополнительный час сна — для этого они в течение двух недель наблюдали за двумя группами добровольцев, спавших по 6,5 и 7,5 часа соответственно.

В середине эксперимента группы "поменялись" режимами — одни получили дополнительный час сна, а другие его лишились. В итоге оказалось, что даже такое незначительное сокращение продолжительности сна неблагоприятно сказывается не только на решении интеллектуальных задач, но и, например, на работе иммунной системы. Всего ухудшение режима влияет на "работу" более 500 различных генов, причем часть из них в других экспериментах связывали с риском развития диабета и рака. Добавление лишнего часа, напротив, улучшало ситуацию, так что, отмечали ученые, этот дополнительный часок сна с утра, похоже, действительно имеет значение.

В 2013 году вышло сразу несколько научных работ, авторы которых доказали связь недостатка сна и переедания. Сначала группа медиков из университета Калифорнии в Беркли (США) показала, что даже одна бессонная ночь в неделю приводит к изменениям в работе отделов мозга, традиционно связываемых с аппетитом, чувством голода и насыщения: постоянно не высыпающийся человек выбирает более калорийные продукты и поэтому может быть более склонен к ожирению.

Затем уже осенью другая группа американских исследователей опубликовала в журнале Pediatrics статью, в которой связала недосыпание у младших школьников со склонностью к ожирению: по их данным, дети, которые в рамках эксперимента спали чуть дольше привычного, ежедневно потребляли в среднем на 134 килокалории меньше, чем при недосыпании.

Технический перерыв

Последние исследования сна показывают, что, скорее всего, Мария Манасеина, которая в своем прорывном эксперименте не использовала ни томограф, ни даже достаточно сильный микроскоп, была права насчет чрезвычайной важности сна именно для мозга. Так, в прошлом году журнал Science опубликовал исследование ученых из университета Рочестера (США), которые заключают, что в мозге во время сна активизируются механизмы "вымывания" отходов — продуктов жизнедеятельности его клеток.

Исследователи в эксперименте с мышами наблюдали за процессами, происходящими во сне в живом неповрежденном мозге — о таком Манасеина и ее коллеги, вероятно, и мечтать не могли. Оказалось, что у спящих мышей в 10 раз активнее работает лимфатическая система — сеть канальцев, по которым быстро циркулирует спинномозговая жидкость (ликвор) вымывающая продукты жизнедеятельности клеток. Во сне клетки мозга уменьшаются на 60%, облегчая ликвору перемещение между тканями — ученые предполагают, что за это может отвечать гормон норадреналин, который, как было известно, в спящем мозге менее активен.

За время сна мозг животных избавлялся от бета-амилоида — вещества, накопление которого ведет к болезни Альцгеймера. Поэтому медики считают, что их результаты позволят разработать новые методы лечения этой и других болезней "грязного мозга".

Другая группа исследователей, похоже, экспериментально подтвердила популярную пословицу "утро вечера мудренее": ученые из Северо-западного университета (США) показали, что во сне мозг действительно обрабатывает воспоминания и даже способен воспринимать и "сохранять" внешнюю информацию. Добровольцы в американском эксперименте разучивали две простые мелодии, после чего, как обычно, ложились спать — но в самой глубокой фазе сна исследователи включали один из мотивов так, чтобы не разбудить людей. Наутро участники эксперимента быстрее и легче вспоминали ту музыку, которую слышали во сне.

Но, возможно, "техосмотр" и "генеральная уборка" во сне проходят не только в черепной коробке, но и во всем организме — так считают российский ученый-сомнолог, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН Иван Пигарев и его коллеги. Согласно их гипотезе, сон нужен человеку и вообще млекопитающим для того, чтобы проверять и координировать работу внутренних органов — желудочно-кишечного тракта, почек, сердца и всех других.

Для этого есть приложение

К современным инструментам "заглядывания в голову" спящему человеку относятся не только сложные установки и прочая начинка сомнологических лабораторий. Всевозможные гаджеты для фитнеса и здорового образа жизни тоже научились следить за фазами сна и различными показателями состояния организма, хотя ученые предупреждают, что ни одно устройство или приложение пока не может заменить поход в настоящую лабораторию.

Например, многие устройства переоценивают продолжительность сна, неправильно интерпретируя данные о подвижности человека. Однако многие гаджеты вполне могут собирать любопытную, хотя и не очень "научную" статистику: так, производитель электронных браслетов Jawbone как-то выяснил, что люди, которые ложатся спать с партнером, делают это в среднем на 35 минут раньше, чем одиночки, а те, кто не держит компьютер в спальне, в среднем спят на 27 минут дольше.

Несмотря на все сложности с "любительской" сомнологией, весной 2012 года ученые из университета Хертфордшира анонсировали широкомасштабный научный эксперимент с применением одного из "сонных" приложений для смартфонов. Приложение Dream:ON предлагало "программировать" сновидения с помощью специально подобранных мелодий, которые включались в строго определенные моменты во сне. Предполагалось, что пользователи приложения, которое, по данным разработчиков, в первую неделю скачало около 300 тысяч человек, будут отправлять отчеты о его работе в общую базу данных, которую и будут анализировать ученые. Пока эксперимент, судя по всему, продолжается, так что, возможно, в будущем мы увидим статью об этом в Nature или Science.