По ту сторону сна
Во сне мы проводим почти треть жизни. От его качества и количества зависит самочувствие и комфорт в течение дня. На научно-популярном фестивале BRAINFEST в лекции «СОН: здоровый сон — отличная учеба» Евгений Вербицкий, сомнолог, доктор биологических наук, рассказал, как устроено наше внутреннее снотворное, какие функции оно выполняет в организме живых существ и как ученые исследовали таинственный процесс сна.
Регулировщик сна
Мелатонин называют гормоном сна. Он замедляет организм — по такому же принципу действует и снотворное — и погружает его в сон. Хотя мелатонин вырабатывается в митохондриях всех клеток, активнее всего это происходит в эпифизе — шишковидной железе в головном мозге.
Важные функции в организмах растений мелатонин начал выполнять с эволюцией и появлением кислорода. Так, он отвечает за рост тканей и регулирует суточные режимы и иммунитет.
В организмах животных, как и в растениях, мелатонин вырабатывает иммунные соединения, регулирует суточный ритм и сон, препятствует возникновению онкологических заболеваний. Кроме того, он участвует в цикле Кребса — процессе расщепления глюкозы с выделением энергии и углекислого газа. Тут мелатонин выполняет антиоксидантную функцию, защищая оболочки клеток от губительного воздействия кислорода.
Сон готовит организм человека к следующему бодрствованию. Ночные паузы необходимы для синтеза белка в клетках. Белок восстанавливает сигнальные молекулы, заменяет поврежденные ткани, работает с воспоминаниями при обучении и редактирует накопленные сведения. Во сне восстанавливаются физиологические функции на молекулярном уровне, формируется иммунная реакция.
Фазы сна
Существует три состояния: бодрствование, быстрый и медленный сон. Именно их чередование образует суточный ритм человека.
Во время бодрствования мозг способен осознанно обучаться и запоминать, эмоционально окрашивать события. При этом образуются связи между нейронами и их опорой, глиальными клетками.
В фазе медленного сна организм синтезирует белки, регуляторы нейронов, запасает энергию, а также редактирует выученную информацию. В быстрой — приобретает и закрепляет эмоциональные связи. Благодаря этому происходит сортировка воспоминаний.
От весов Моссо к активному мозгу во сне
О природе сна люди размышляли еще в древности, выдвигая теории о божественном начале этого процесса. Но с чего началось научное исследование сна?
В XIX веке итальянский физиолог Анджело Моссо изобрел прибор, позволяющий проследить изменения в кровообращении во время сна. Прибор представлял собой доску-весы, установленную на опоре. К доске ремешками крепили человека, так, чтобы весы были в равновесии. Затем человек должен был заснуть. Исследования показали, что после засыпания край с ногами опускается, а край, где лежит голова, поднимается. Так Моссо сделал вывод, что с наступлением сна кровь отливает от мозга.
Однако позднее эта версия была опровергнута. Оказалось, что, когда человек засыпает, мышцы ног расслабляются и кровь приливает в сосуды конечностей из брюшной полости. А когда наступает бодрствование, кровь перетекает обратно в брюшную полость, поэтому в эксперименте край доски с ногами поднимается.
Прорыв в изучении сна сделал Ганс Бергер, немецкий психиатр и нейрофизиолог. Он сравнил колебания электрической активности мозга во время сна и бодрствования. Этот метод используют до сих пор: с помощью энцефалограммы можно выявить нарушения деятельности мозга, а также травмы и дефекты сосудов.
Российский физиолог Александр Коган разработал методику вживления электродов в мозг животным. Так он доказал, что сон — это активное состояние, а в разных фазах сна нейроны работают по-разному.
Текст: Екатерина РАСТВОРЦЕВА
Иллюстрация: Даша Выдрина
Фото на обложке: unsplash.com
Еще почитать по теме
