Недостаток сна связан со всем: от нестабильных перепадов настроения до увеличения веса и ослабления иммунной системы. В 2007 году Всемирная организация здравоохранения даже объявила сменную работу «вероятным канцерогеном», потому что она в корне нарушает циркадные ритмы и режимы отдыха человека.
Связанный контент
- Из-за невротичности тебе труднее запомнить вещи
- Гибкий контур был введен в живой мозг
Мэтью Уокер, профессор нейробиологии и психологии и директор лаборатории сна и нейровизуализации в Калифорнийском университете в Беркли, рассказал о сне и о том, как он жизненно важен для физического и психического здоровья человека на фестивале Смитсоновского института «Будущее здесь» в прошлом выходные. Во время своего выступления он описал смелую идею улучшить способность пожилых людей создавать и сохранять воспоминания, стимулируя их мозг слабым током во время сна.
Глубокий сон, период, который известен как жизненно важный для формирования памяти, становится все реже с возрастом людей, все больше и больше уменьшаясь после того, как люди достигли 30-летнего возраста. Прикрепив два электрода к коже головы человека, Уокер может направить ток в префронтальную область и симулировать медленные волны глубокого сна, пока пользователь дремлет.
Эта методика называется транскраниальной стимуляцией постоянным током (tDCS), и хотя оборудование для ее применения имеется в продаже, она не одобрена FDA для использования в медицинских условиях. Устройства в их нынешнем виде недостаточно интеллектуальны, чтобы знать, когда пользователь находится в состоянии глубокого небыстрого движения глаз (NREM), и поэтому они не могут самостоятельно начать стимуляцию на этой стадии сна и синхронизироваться с ним. волны мозга. «В настоящее время мы, ученые, должны делать это в лаборатории сна», - говорит Уолкер. «Мы должны измерить чей-то сон, а затем включить стимулятор в желаемом стимулирующем ритме, чтобы получить полезный эффект». Тем не менее, он считает, что через пять-восемь лет эти проблемы будут решены, и эти устройства могут помочь людям с болезнью Альцгеймера, деменцией, бессонницей, депрессией и тревогой.
Мэтью Уокер не спал с публикой на фестивале «Будущее уже здесь» с увлекательным разговором о сне. (Фотография Ричарда Гринхауса) В исследовании Уокера изучалась ключевая роль сна, помогающая мозгу создавать и сохранять воспоминания, а также поддерживать эмоционально сбалансированное поведение. Когда дело доходит до установления сильных воспоминаний, сон является необходимым фактором как для их формирования, так и для удержания.
«Спать после обучения важно, чтобы нажать кнопку« Сохранить », - говорит Уолкер. «Это также важно, прежде чем учиться».
В исследовании, которое он проводил, Уокер изучал две группы студентов: контрольную группу, которая обычно отдыхала в течение полной ночи, и экспериментальную группу, которую просили не спать всю ночь. После соответствующих ночей студентам было поручено выучить набор слов, содержащих позитивные, негативные и нейтральные ассоциации. После двух дней восстановительного сна их попросили пройти тест на распознавание. Уокер обнаружил, что те, кто не спал, сохранили на 40 процентов меньше, чем их хорошо отдохнувшие коллеги.
Уокер контролировал гиппокамп участников исследования, часть мозга, где зарождаются воспоминания, с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которая отслеживала электрическую активность, в то время как им обучали эту новую информацию. Он обнаружил, что люди, лишенные сна, демонстрируют минимальные признаки какой-либо мозговой активности, в то время как у их бодрствующих друзей было много связанных с обучением действий.
«Как будто лишение сна закрыло входящие мозги», - говорит он. «Они не могли принять новые поступающие воспоминания».
Когда дело дошло до эмоциональных реакций, Уокер стал свидетелем того, как бессонные участники становились все более и более неустойчивыми, колеблясь между импровизированным головокружением и гневом, пронизанным глаголом Измеряя их реакцию, он обнаружил, что у усталых студентов наблюдалась «усиленная, усугубленная степень реактивности более чем на 60 процентов».
«Без сна все вы - эмоциональная педаль газа и не тормозите», - говорит он, поведенческий паттерн, который также связан со многими психическими расстройствами, включая депрессию, беспокойство и посттравматическое стрессовое расстройство.
Так почему же, подумал Уокер, ученики, которые спали лучше подготовлены к воспоминаниям? Что именно они получили от сна? Используя электроды, он измерял мозговую активность студентов, когда они спали, и наблюдал «мощные всплески мозговой активности», которые происходят во время определенной стадии глубокого сна, известной как фаза медленной волны.
«Эти впечатляющие всплески электрической активности действуют как механизм передачи файлов, - говорит Уолкер, - освежая и улучшая обучение и память».
В другом исследовании Уокер, его коллега из Беркли Брайс А. Мандер и исследователи из медицинского центра California Pacific в Сан-Франциско, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли обнаружили связь между сном, старением и потерей памяти. Давно замечено, что с возрастом их воспоминания становятся менее острыми. С возрастом качество сна также ухудшается. Мандер и Уокер обнаружили, что физические изменения, которые происходят в мозге с возрастом человека, на самом деле нарушают качество их сна, и эти изменения в их сне затем мешают их долговременной памяти.
Мэтт Уолкер выступает на фестивале Future Is Here 2015 в журнале SmithsonianУокер задается вопросом, можно ли будет воспроизвести или усилить «мощные всплески мозговой активности» глубокого сна, чтобы помочь людям, таким как люди с болезнью Альцгеймера, улучшить формирование памяти и удержание. Используя электроды, прикрепленные к голове, ученые могли вводить слабый ток в префронтальные области пациентов и моделировать медленные волны глубокого сна, пока владельцы уже отдыхали.
«Мы надеемся на будущее, что, применив эту доступную технологию к пожилым людям и людям с деменцией, мы сможем усилить и восстановить некоторые качества активности мозговых волн во сне, а тем самым спасти обучение и память», - говорит Уолкер. «Сон - излечимая цель».
