Парадоксы потребности в сне

Дерк-Ян Дейк, Гарвардская медицинская школа

Будильник будит вас в семь утра. Вы все еще очень сонны, несмотря на крепкий продолжительный ночной сон. Но вот — десять вечера. Вы были активны целый день и все же не чувствуете сонливости. Что за парадокс, ведь обычно мы голодны перед обедом и ощущаем сытость после приема пищи!

В течение многих десятилетий исследователи сна и биологического ритма старались объяснить эти простые наблюдения. Реальная проблема заключается не в том, чтобы понять, насколько мы нуждаемся в сне после трех дней бессонницы, а в том, чтобы выяснить, как растет потребность в сне на протяжении того времени суток, когда человек бодрствует, и объяснить, почему небольшое сокращение времени сна в определенные часы может подвергать риску трудоспособность человека и его безопасность на рабочем месте, а в другие часы его трудоспособность является оптимальной, несмотря на отсутствие сна.

Временная зависимость субъективной потребности в сне у здоровых молодых совершеннолетних людей при незнании ими времени суток в течение 40 часов бодрствования показана на рисунке.

В течение первых часов после пробуждения сонливость постепенно снижается. Это явление называется инерцией сна. Впоследствии потребность в сне остается более или менее устойчивой до момента, вплотную приближенного к привычному времени сна, а затем внезапно увеличивается. В течение последующих 8-9 часов сонливость продолжает нарастать и достигает своего пика около 8-10 часов утра. На второй день бодрствования сонливость незначительно уменьшается. Обратите внимание, что температура тела при этом имеет очень устойчивый суточный ритм, а нижняя точка тревожности достигается только после достижения нижних значений температуры тела, которые у здоровых молодых людей проявляются в 6 утра, то есть близко к обычному времени пробуждения. Данные показывают, что после ночи без сна мы чувствуем себя более сонными. Это происходит из-за процесса, называемого гомеостазом сна, который отслеживает, сколько мы спали и как долго были активны. Время дня или, точнее, суточные часы также влияют на потребность в сне.

Описанное нами 40-часовое бодрствование включает в себя два процесса — гомеостаз сна (время активности) и суточный цикл (объективное время). Их одновременное изменение и взаимодействие невозможно измерить количественно. Чтобы все же определять эти взаимодействия, исследователи использовали форсированный несинхронный протокол, в котором цикл сна/ бодрствования десинхронизированно связывался с эндогенным суточным циклом при помощи графика. Ежедневно они подавали сигналы о наступлении времени сна и времени пробуждения на четыре часа позже, как если бы сутки длились не 24, а 28 часов. Суточный цикл не может быть синхронизирован с предложенным 28-часовым периодом, и эпизоды сна и бодрствования, таким образом, будут проявляться в разное время суток. Поэтому в один из «дней» активный период начнется в низшей температурной точке, в другие «дни» это произойдет близко к температурному пику и т. д. Теперь мы можем наблюдать фактически каждую комбинацию времени активности и суточную стадию, количественно определяя взаимодействие суточного и гомеостазного процессов.

Суточный ритм потребности в сне достигает своего пика рано утром, близко к обычному времени пробуждения, и опускается до низших значений в вечерние часы, близко к обычному времени отхода ко сну. Кроме того, показано, что гомеостазный позыв ко сну возрастает достаточно быстро даже в пределах нормального диапазона продолжительности бодрствования, то есть 0-18 часов. На протяжении обычного периода бодрствования мы не ощущаем увеличения позыва ко сну. Нелинейное взаимодействие между этими двумя процессами таково, что в течение первых 16 часов активного времени суток, начинающегося где-то около 7 часов утра, последовательное увеличение гомеостазной потребности в сне возмещается последовательным сокращением суточного позыва ко сну. Это отлично срабатывает до тех пор, пока стадии цикла сна/бодрствования и суточного цикла совпадают. Проблемы возникают, когда соотношение стадий изменяется, например, при работе в ночную смену. Рабочий ночной смены пробуждается примерно после полудня и идет на работу к 11 часам вечера. Он превосходно чувствует себя, потому что вел активный образ жизни всего лишь 10 часов и суточные часы все еще не заставляют его думать о сне, но напротив, принуждают бодрствовать. Однако на протяжении ночи суточный позыв к увеличению потребности в сне будет усиливаться, так же как и гомеостазный позыв ко сну. К 6 часам утра гомеостазное увеличение позыва ко сну будет возрастать уже в течение 17 часов, поэтому суточные часы максимально продлевают сон. Неудивительно, что рабочий ночной смены теперь уже очень хочет спать и сонный направляется домой.

---

Часть IV. Научение, запоминание и мышление