Отправляясь каждый вечер спать, мы обычно не задумываемся, а почему, собственно, человек спит? Почему мы не можем обходиться без сна? А между тем проблема природы и функционального значения сна принадлежит к одной из самых загадочных и важных в физиологии, биологии и медицине. Однозначного ответа на вопрос о сущности и назначении сна до сих пор нет. Ученые все еще спорят о том, что такое сон и почему он делится на две фазы — медленноволновую и парадоксальную. Неясны не только роль и назначение этих фаз, но и роль и назначение стадий, на которые они делятся.
Из своего опыта мы знаем, что, ложась спать усталыми и даже разбитыми, утром, после 7-9 часов сна, мы чувствуем себя бодрыми и свежими. Отсюда вроде бы следует однозначный вывод: сон служит для отдыха, но что во сне отдыхает? Мозг или тело? Или и то, и другое?
Большинство ученых считают, что сон нужен человеку для отдыха центральной нервной системы, и в первую очередь головного мозга. Об этом говорится даже в новейших учебниках и руководствах по физиологии, изданных и в нашей стране, и за рубежом. При этом некоторые авторы идут дальше и уточняют, что сон нужен не всему головному мозгу, а в основном коре больших полушарий. Следующие в этом направлении ученые заявляют, что сон нужен не всем клеткам мозга (нейронам), а только их отдельным группам или даже особым межклеточным контактам — синапам.
Если мозг отдыхает во время сна, то каким образом? Конечно, во время сна прекращение его работы не происходит — это привело бы к его смерти. Отдых мозга связывают с изменением работы нейронов — замедлением частоты их импульсации. Однако и здесь не все просто. Оказалось, что во время медленноволновой фазы сна одни корковые нейроны уменьшают частоту разрядов, а другие, напротив, увеличивают. В чем же тогда состоит отдых? Становится ясным, что гипотеза о том, что сон нужен для отдыха нервных клеток, не слишком убедительна. Но если сон служит не для отдыха нервных клеток, то для чего?
Весьма популярным многие годы было представление о том, что потребность в сне возникает у человека из-за усталости мышц. Однако хотя усталость и способствует сну (под ее влиянием сон наступает быстрее и, как правило, не сопровождается пробуждениями во ночное время), она не всегда исчезает после 7-9 часового сна. В то же время сон может наступать и без всякой физической усталости. Иначе говоря, усталость нельзя рассматривать как непременное условие сна.
Сейчас существует около 30 теорий назначения сна. Видимо, следует признать, что у сна не одна, а несколько функций. Основная из них — экономия энергии и пластичных веществ ( «строительного материала» клеток) продиктована жизненной необходимостью. Потребность в сне определяется генетической запрограммированностью, закрепленной миллионами лет эволюции. Вот почему мы не можем не спать.
У наших далеких предков сон был связан с неблагоприятным для активной деятельности временем суток, в основном ночным. Но и в дневное время, как только организму человека или животного предоставляется возможность отдохнуть, а значит сэкономить энергию и пластические вещества, эта возможность тут же реализуется. Этим же объясняется и зимняя спячка у некоторых животных: затраты по поддержанию бодрствования в это время становятся непомерно высокими.
Сон человека и млекопитающих как форма покоя является лишь одной из форм экономии энергии. Другими формами покоя, позволяющими экономить энергию, в ряду позвоночных являются «первичный сон» у рыб и амфибий и «промежуточный сон» у рептилий.
Экономия энергии может рассматриваться как фундаментальное свойство любой материи, как живой, так и неживой. Таким образом, экономия энергии и пластических веществ у человека и животных является лишь частным случаем фундаментального закона сохранения энергии в природе.
Кроме основной функции, сон имеет и другие — восстановительную, охранительную, функцию переработки информации.
А что заставляет нас испытывать потребность в сне? Оказывается, другой общебиологический принцип жизнедеятельности организмов — периодическое изменение функций и лежащих в их основе физиологических и биохимических реакций. Поздним вечером мы обычно ощущаем усталость глаз — как будто в них песок насыпали, начинаем их тереть. Это признак включения механизма, направленного на закрытие глаз. Ответственным за запуск сна является механизм околосуточного биоритма, а поддержание сна, сохранность его структуры (длительность его фаз и стадий, а также их последовательность) обеспечивается другим механизмом, известным под названием «активность — покой».
Причина того, почему организм человека спит, состоит, по видимому, в том, что он обеспечивает наиболее полную релаксацию (расслабление организма) и экономию энергии. Но примерно то же самое происходит и при расслабленном бодрствовании. Активность обмена веществ во сне по сравнению с расслабленным бодрствованием, по данным американских ученых, снижается всего на 5-10%. Отсюда следует весьма важный для физиологии и медицины вывод: головной мозг здорового человека при малых и средних умственных и физических нагрузках в особом отдыхе в виде сна не нуждается.
Этот вывод звучит парадоксально, поскольку он противоречит нашему ощущению усталости в конце дня, когда мы начинаем хуже соображать. Существует также и другая разновидность отдыха во время работы — за счет смены формы активности, когда относительным покоем является не прекращение активности, а лишь ее уменьшение. В настоящее время доказано, что организм эффективно использует оба этих вида отдыха.
Из всего сказанного можно сделать для себя хотя бы один утешительный вывод: если трудно заснуть, не стоит огорчаться. Вполне возможно, мозг просто не устал. А для тех, кто вынужден работать ночью, есть надежда, что нейрофизиологи в скором времени научатся выключать механизм запуска сна, чтобы при необходимости можно было работать ночью так же эффективно, как и днем. Главное при этом — найти такой способ воздействия на мозг, который не приводил бы к расстройству последующего бодрствования.
Сергей Корнеев www.wbc2t.ru