Мы все знаем это чувство. Это ваша первая ночь в отеле после долгого дня путешествия. Вы скользите под белесыми белыми простынями, разваливаясь на облаке подушек. Тем не менее, несмотря на почти полное истощение, вы бросаете и поворачиваетесь, не в силах заснуть.
Эта тенденция плохо спать в первую ночь в новой обстановке, известной как «эффект первой ночи», хорошо документирована, но причины остаются неясными.
Это явление, однако, может быть скрытым эволюционным преимуществом, предполагает новое исследование в Current Biology . Команда из Университета Брауна показывает, что может случиться вялость, потому что одна сторона мозга отказывается от сна, чтобы действовать как «ночной дозор», способный предупредить нас о потенциальных опасностях.
«Когда субъект входит в лабораторию в первую ночь [для изучения сна], ему требуется больше времени для засыпания, он просыпается много раз в середине сеанса сна, и продолжительность глубокого сна короче, чем обычно », - говорит ведущий автор исследования Масако Тамаки. «Обычно исследователи просто выбрасывают данные, потому что качество очень низкое, но нам было любопытно, что происходит в спящем мозгу в эту первую ночь».
Во время сна мозг человека проходит через ряд этапов, каждый из которых имеет четкую электрическую сигнатуру и связан с различной глубиной сна. Тамаки и ее команда сосредоточились на глубочайшей форме сна, называемой медленным сном, когда мы наиболее уязвимы. Они начали с того, что пригласили группу испытуемых спать в лаборатории две ночи подряд. Каждый участник был подключен к нескольким приборам, которые измеряли уровни активности в четырех сетях в каждом полушарии мозга.
В первую ночь количество медленной волновой активности в левом полушарии мозга спящих было значительно ниже, чем в правом полушарии. Но во вторую ночь оба полушария были похожи, как это было видно в предыдущих исследованиях мозга. Эти различия в глубоком сне между двумя полушариями были наиболее значительными в сети режимов по умолчанию для мозга, в нескольких регионах, которые связаны со сновидениями и другими внутренними мыслями, возникающими во время бодрствования.
Основываясь на этих результатах, Тамаки и ее коллегам было любопытно, позволит ли этот более легкий сон в левом мозгу субъекта более тщательно контролировать окружающую среду на предмет потенциальных опасностей, сродни тому, что было задокументировано в исследованиях на животных. Исследователи подвергли новую группу спящих предметов редким, высоким звукам, смешанным с регулярными «звуковыми сигналами», издаваемыми каждую секунду во время медленного сна. Звуковые паттерны воспроизводились отдельно для правого и левого уха, каждое из которых передает сигналы в противоположное полушарие мозга.
В течение первой ночи нарушения сна левое полушарие проявляло большую активность в ответ на звуки, чем правое. Эти различия возникали только в ответ на нерегулярные звуки, которые были предназначены для имитации чего-то необычного и, возможно, опасного. И снова этот дисбаланс в полушарии исчез во вторую ночь.
Но действительно ли эти нейронные различия заставляют людей просыпаться и реагировать быстрее? Чтобы проверить это, третья группа была подвержена нормальным и ненормальным тонам во время сна. Участников попросили постучать пальцем, когда они услышали звук. В первую ночь странные звуки, поступающие в правое ухо, которые обрабатываются в левом полушарии мозга, приводили к большему количеству пробуждений и более быстрому времени реакции, чем те, которые воспроизводились в левое ухо. Последующий анализ показал, что эти времена реакции коррелировали с количеством асимметрии медленной активности в мозге. И, как и в каждом из предыдущих экспериментов, эффекты исчезли на второй вечер.
«На каком-то уровне мозг продолжает что-то анализировать, даже если вы не знаете об этом анализе», - говорит Джером Сигел, директор Центра исследований сна при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. «Если происходит что-то необычное - если дверь открывается или вы слышите ключ в замке - вы можете предупредить об этом, даже если интенсивность стимула довольно низкая».
Исследователи зафиксировали такую асимметрию активности мозга во время сна у птиц, морских котиков, дельфинов и белух, отмечает Зигель. Например, у дельфинов, по крайней мере, одно полушарие мозга всегда полностью бодрствует и бдителен, что позволяет другой половине безопасно погрузиться в глубокий сон. «Это явление гораздо более тонкое у людей, но разумно ожидать, что оно будет существовать до некоторой степени», - говорит он.
«Хотя наш мозг сильно отличается от морских млекопитающих и птиц, нам всем нужна какая-то техника, чтобы защитить себя во время глубокого сна», - добавляет Тамаки. Возможно, «наш мозг развился так, что нам нужна только небольшая часть мозга, чтобы работать как ночной дозор».
Тамаки и ее коллеги предполагают, что левое полушарие может нести ответственность за охрану, потому что связи между сетью режима по умолчанию и другими областями мозга относительно сильнее на левой стороне. Это может способствовать более быстрому реагированию на потенциальные угрозы.
Также возможно, что обязанности ночного дозора могут меняться всю ночь. «Мы проанализировали только первый цикл сна, но за одну ночь четыре или пять циклов сна», - говорит Тамаки. «Таким образом, бдительное полушарие может со временем измениться».
Тамаки и ее команда надеются изучить эту возможность в будущих исследованиях, а также влияние эффекта первой ночи на обучение и память. Результаты могут также обеспечить лучшее понимание хронических состояний сна, таких как бессонница. Бессонницы имеют тенденцию лучше спать на новом месте, отмечает Тамаки.
Есть способы, которыми мы могли бы смягчить кору нашего неврологического сторожевого пса, такие как ношение чего-то, что заставляет нас чувствовать себя комфортно и дома, но лучшей профилактической стратегией может быть просто планирование заранее, говорит Тамаки. «Если у вас есть какое-то важное событие, лучше не приходить накануне, чтобы вам не пришлось страдать от эффекта первой ночи».
