Каждый год в пятницу второй полной недели марта отмечается Всемирный день сна, организованный Всемирной организацией здравоохранения в рамках инициативы по улучшению здоровья и сна. Этот день посвящен важности сна для здоровья организма, в том числе для восстановления памяти, сна и других процессов, происходящих во время ночного отдыха.
В то время как существует небольшой процент людей, которые могут обходиться всего 4-5 часами сна, для большинства из нас сокращение ночного отдыха может привести к серьезным последствиям для здоровья. Сон занимает треть нашей жизни, и его продолжительность критична для нормальной работы организма. Однако вопрос, можно ли повысить эффективность сна, остается актуальным. На сегодняшний день существуют методы улучшения качества сна, которые позволяют повышать продуктивность без отрицательных последствий.
Теория сна и его значение для организма
Висцеральная теория сна утверждает, что сон необходим для того, чтобы внутренние органы могли восстанавливать свою функцию. По мнению сторонников этой теории, мозг не так сильно страдает от недостатка сна, как другие органы, так как именно во время сна происходит поочередная настройка всех систем организма. Однако последние научные данные показывают, что недостаток сна существенно ухудшает работу мозга, влияя на когнитивные функции и способствуя повреждениям нейронов.
Проблема заключается в том, что однажды «догонять» упущенный сон, например, на выходных, не удастся. Некоторые исследования показывают, что концентрация внимания и другие когнитивные функции не восстанавливаются даже после нескольких дней полноценного сна. В связи с этим возникает необходимость изучать, насколько эффективна теория «спать мало, но правильно» и как правильно определить «правильность» такого подхода. Если же сокращение времени сна ведет к серьезным последствиям, необходимо искать другие способы улучшения качества сна.
Электрическая стимуляция мозга
Доктор Рудольфо Льинас, один из основателей современной неврологии, в своей работе «Сознание и когерентная активность мозга» предложил теорию о том, что когерентная электрическая активность нейронов необходима для формирования визуальных образов в сознании, даже если внешние стимулы не активируют сенсорные нейроны, как это происходит во время сновидений. Согласно его гипотезе, колебания частотой 40 Гц способствуют синхронизации нейронных импульсов, что влияет на восприятие образов.
Исследования, проведенные в университете имени Гёте и Гарвардской медицинской школе, показали, что стимуляция мозга слабым электрическим током с частотой около 40 Гц активирует нейронные сети, отвечающие за осознанные сновидения. Ученые установили, что такая стимуляция не нарушает нормальный цикл сна, но вызывает у испытуемых сновидения, которые они могут контролировать.
Электрическая стимуляция мозга также является основой других методов, таких как электросонтерапия. Этот метод, использующий слабые импульсные токи низкой частоты, оказывает положительное влияние на центральную нервную систему, улучшая кровообращение, снижая болевую чувствительность и стимулируя восстановительные процессы, не вызывая негативных последствий для памяти или интеллекта.
Польза осознанных сновидений
Вопрос о научной доказательности осознанных сновидений (ОС) остаётся открытым. Хотя существует мнение, что в осознанных снах можно взаимодействовать с сновидением, а также использовать его элементы для творческой деятельности, это не всегда подтверждается на практике. Однако эти аспекты не останавливают разработчиков стартапов, пытающихся влиять на процесс сна, игнорируя важность чередования его фаз для нормальной работы мозга.
ОС представляют собой явления с неопределёнными последствиями, которые могут существенно размыть границу между сном и реальностью при длительном использовании. Тем не менее, на коротких промежутках времени их можно эффективно использовать для лечения фобий, депрессий, агрессии и других расстройств. Когда человек осознает, что находится во сне, он может контролировать происходящее и прекратить кошмары.
Устройства для индукции осознанных сновидений
Сон, в котором человек осознает, что спит, называется люцидным. Он является основой для ОС, и существует множество практик, способствующих его достижению. Эти методы требуют концентрации, внимания и настроенности на результат. Для тех, кто не готов тратить время на самостоятельное освоение таких практик, существуют устройства, упрощающие вход в контролируемый сон.
Существует множество технологий, которые направлены на стимуляцию люцидного сна. Например, гаджет iBand+ включает в себя динамики для подушки, мобильное приложение и повязку с электродами для энцефалографии. Эти устройства работают следующим образом: они улавливают фазу быстрого сна и подают на организм слабые аудиовизуальные сигналы. В теории, эти сигналы помогают человеку осознать, что он спит, и взять под контроль происходящее во сне.
Примером успешного стартапа в этой области является проект iBand+, который собрал средства на платформе Kickstarter и с его помощью пользователи могут управлять своими снами. Основной механизм работы устройства заключается в том, что оно обнаруживает начало фазы быстрого сна и активирует светодиоды и аудиовизуальные сигналы, которые направляют человека на осознание своего сна.
Однако не все проекты оказываются успешными. Например, на Украине был разработан гаджет Luciding, который имел схожий принцип действия, однако его стабильность и эффективность в действии оставались под вопросом. Хотя устройство успешно привлекло финансирование, оно так и не появилось на рынке.
В свою очередь, устройство Aurora от компании iWinks, использующее световую стимуляцию в сочетании с отслеживанием электроэнцефалограммы и электроокулограммы, стало более практичным решением. Это устройство помогает пользователю осознать свой сон с помощью светодиодов и отслеживания фаз сна.
Несмотря на прогресс, устройства для стимуляции осознанных сновидений остаются в стадии разработки, и новые гаджеты продолжают появляться на рынке.
Перепрограммирование циркадных ритмов
Воздействие на циркадные ритмы (биологические часы организма) может быть использовано для лечения различных нарушений, таких как бессонница, а также поведенческих, когнитивных и метаболических расстройств. Эти проблемы часто связаны с хроническим стрессом, изменением режима дня, ночным воздействием света, а также с нейропсихиатрическими состояниями, включая депрессию и аутизм.
Все живые организмы на Земле подвержены влиянию 24-часового цикла света и темноты. Эволюция привела к тому, что живые существа развили биологические ритмы, повторяющиеся примерно каждые 24 часа. Эти циркадные ритмы являются эндогенными и синтезируются внутри организма.
Биологические часы могут быть «сброшены» посредством фосфорилирования белков в мозге, что инициируется воздействием света. Свет активирует синтез специфических белков, которые играют решающую роль в синхронизации биологических часов с внешними суточными циклами.
Исследования, проведенные в Стэнфордском университете, показали, что мигающий свет может «обмануть» организм, заставляя его воспринимать другой часовой пояс. Согласно информации из Mail Online, при использовании светотерапии биологические часы могут корректироваться на два часа в день. Увеличение освещенности способствует уменьшению сонливости и частично нивелирует симптомы сезонного аффективного расстройства. Это также помогает противостоять негативным эффектам работы за компьютером поздно вечером.
Настройка ритмов как идея для бизнеса
Исследования, проведенные в Университете Флиндерс (Австралия), стали основой для создания стартапа Thim, который разработал трекер, адаптирующий режим сна под конкретные нагрузки пользователя в течение недели. На платформе Kickstarter проходит кампания по сбору средств для производства устройства в виде кольца для пальца.
Устройство Thim надевается на палец и с помощью легких вибраций пробуждает человека каждые три минуты в течение часа. Этот процесс называется «легким прерыванием сна» и не позволяет пользователю проснуться полностью. Разработчики утверждают, что всего за один час прерванного сна в сутки, повторяемый пять ночей подряд, можно адаптировать режим сна к необходимым нагрузкам.
Еще один пример – компания Rise Science из Чикаго, которая предлагает персонализированное руководство по улучшению качества сна для колледжей и профессиональных спортсменов. Они разрабатывают индивидуальные графики сна для игроков и отправляют автоматические уведомления, когда наступает время для отдыха.
В 2013 году компания провела исследование, в ходе которого изучалась связь между качеством сна и спортивными результатами. После учета режима тренировок, возраста и генетических особенностей участников, был определен оптимальный режим сна для 20 добровольцев. Затем был составлен персонализированный график сна для каждого игрока, основанный на его генетике. Для некоторых участников было достаточно семи с половиной часов сна, для других – семи часов и пятидесяти минут. Через восемь недель эксперимента было установлено, что те игроки, которые придерживались своих графиков сна, быстрее двигались на поле в день игры.
4.20: Полифазный сон
Популярные режимы сна: на диаграммах показаны соотношения периодов
бодрствования и сна.
В разные исторические эпохи существовали известные личности, которые успешно использовали и рекомендовали полифазный сон. Это могут быть краткие дремы после работы, дремота во время обеда, ночной сон, разделенный на два периода, или даже десятиминутные дремы каждый час. Сторонники этого метода утверждают, что отказ от медленного сна не имеет значительного негативного воздействия на организм, в то время как позволяет сэкономить время.
Однако в действительности, если человек сталкивается с дефицитом сна, его организм исключает медленные фазы сна, которые позднее компенсируются. Тем не менее, при длительном применении полифазного сна это может привести к истощению нервной системы.
Научные исследования долгосрочного влияния полифазного сна на здоровье человека (на срок более года) еще не проведены. Причина этого кроется в том, что согласовать такой режим с деятельностью других людей в обществе крайне сложно. В то же время, в экстремальных условиях краткосрочные дремы по 10-20 минут несколько раз в день могут облегчить симптомы дефицита сна.
Несмотря на отсутствие долгосрочных научных данных, стартаперы и энтузиасты продолжают разрабатывать устройства для полифазного сна. Одним из таких продуктов является маска NeuroOn, которая следит за мозговыми волнами, движениями глаз и изменениями в мышечном напряжении во время сна. Маска пробуждает человека в момент завершения фазы быстрого сна с помощью световых вспышек и мягких вибраций.
Маска NeuroOn была доступна для предзаказа с 2014 года, а окончательная версия продукта была выпущена лишь два года спустя. Приложение для маски позволяет создавать персонализированные программы для коррекции циркадных ритмов с использованием светодиодов, которые регулируют выработку мелатонина и перепрограммируют биологические часы.
Звуковое воздействие
Во время сна мозг продолжает воспринимать и анализировать звуки. Посторонний шум может нарушать сон, вызывая пробуждения, движения или изменения в сердечном ритме и давлении. Это происходит без вашего осознания. Влияние звуков на сон зависит от его фазы, времени ночи и индивидуальных особенностей восприятия.
На основе этих данных были разработаны устройства, которые эффективно влияют на качество сна. Экспериментальные исследования включали установку датчиков, отслеживающих мозговые волны, и включение розового шума, когда наступала фаза глубокого сна. Это позволило ускорить переход к стадии быстрого сна.
Как звуки влияют на наши способности во сне
Исследования показывают, что звуки, такие как разбивающиеся о берег волны, могут способствовать улучшению памяти. В мозге человека различные нейронные сети активируются синхронно, что вызывает колебания, заметные на ЭЭГ. Эти колебания, которые могут быть медленными (менее 1 Гц), важны для консолидации памяти.
Ученые из Тюбингенского университета в Германии предложили, что слуховая стимуляция может улучшать память, вызывая медленные колебания мозга. В исследовании, проведенном на 11 добровольцах, они изучали ассоциации слов до сна. Во время сна им включали розовый шум, синхронизированный с колебаниями мозга. Утром испытуемые могли вспомнить в два раза больше ассоциаций, чем без звукового воздействия.
Эксперимент, в котором использовали несинхронизированный розовый шум, не дал улучшений в памяти.
Белый шум и тишина
Белый шум также оказывает влияние на качество сна. Он помогает блокировать посторонние звуки, создавая постоянный успокаивающий фон, который способствует засыпанию. Примеры таких звуков — это телевизор, вентилятор или кондиционер, создающие постоянный шум. Некоторые предпочитают другие звуки, такие как шум волн или ветер.
Альтернативой является полная тишина, однако она не всегда подходит. Для некоторых людей даже слабый внешний шум может быть необходим для нормального засыпания, в то время как другие предпочитают использовать беруши.
Стартап Muzo, представленный на Kickstarter в 2016 году, привлек более 430 тысяч долларов, что значительно превысило запрашиваемую сумму. На платформе Indiegogo компания собрала почти два миллиона долларов, что позволило разработать устройство, которое уменьшает вибрации и создает звуковые волны, превращающие окружающий шум в тишину. Устройство использует те же технологии, что и наушники с активным шумоподавлением.
Световое воздействие
Мы привыкли считать, что сон должен происходить в полной темноте. Однако свет на определенных длинах волн может улучшать качество сна, помогать в улучшении настроения и снижении депрессии или даже повышать активность в рабочие часы.
Свет является основным фактором для синхронизации биологических часов с солнечным днем. Если в организме недостаточно света правильного спектра, циркадные ритмы могут быть нарушены, что приведет к снижению энергии и ухудшению самочувствия.
Для оптимального сна важно синхронизировать циркадные и гомеостатические системы, регулирующие цикл сна и бодрствования. Одним из ключевых элементов циркадных ритмов является выработка мелатонина, гормона, который сигнализирует о времени для сна. Вечернее освещение замедляет его выработку, что может отсрочить наступление сонливости. Если ночью возникает яркое освещение, уровень мелатонина восстанавливается только через 30–45 минут в темноте.
Сезонное аффективное расстройство
Сезонное аффективное расстройство (САД) является разновидностью депрессии, которая проявляется преимущественно в зимние месяцы, с возможными эпизодами осенью и весной. Механизмы его развития до конца не изучены, и некоторые исследователи подвергают сомнению существование такого расстройства. Однако световая терапия показала свою эффективность при лечении определённых форм депрессии, и если этот метод помогает, то причина может быть не так важна.
Одним из факторов, способствующих развитию САД, является поздний рассвет в зимние месяцы, который нарушает циркадные ритмы людей, склонных к этому расстройству. Другая гипотеза предполагает, что у людей с САД в зимний период вырабатывается больше мелатонина, чем летом, что увеличивает продолжительность ночного времени. В таких случаях рекомендуется использовать свет в утренние или вечерние часы.
Исследования показали, что даже световой поток низкой интенсивности (менее 500 люкс на 470 нм, синий свет) может эффективно уменьшать симптомы САД. Увеличение излучения в коротковолновой области позволяет снизить уровень освещенности, при этом сохраняя нужный эффект. Яркий белый свет (от 3000 люкс и выше) в течение одного часа утром на протяжении двух недель помогает улучшить или укрепить ночной сон у людей с болезнью Альцгеймера.
Кроме того, исследования подтверждают, что использование яркого непрямого белого света (не менее 1000 люкс) в дневные часы может выровнять циркадные ритмы и облегчить симптомы депрессии.
Световая терапия на разных длинах волн
Исследовательский центр освещения в Политехническом институте им.
Ренсселера демонстрирует дневное освещение с холодным светом в течение дня
и теплое освещение в вечернее время.
Исследователи предложили схему 24-часового освещения, обеспечивающую максимальную стимуляцию циркадных ритмов в дневные часы, минимальную стимуляцию вечером и особое освещение в ночное время.
Например, теплый свет (2700 К или ниже), с интенсивностью 1 люкс, освещая роговицу, помогает безопасно передвигаться в темноте, не подавляя при этом выработку мелатонина.
Исследования показали, что свет, нарушающий выработку мелатонина, может быть связан с повышенным риском развития некоторых видов рака. Источниками такого света являются телевизоры, компьютеры и цифровые часы. Для работы ночью, не нарушая циркадный ритм, рекомендуется использовать красный свет, который не подавляет мелатонин.
Зеленый свет способствует быстрому засыпанию — от 1 до 3 минут. Синий и фиолетовый свет, наоборот, задерживают сон, синие — на 16-19 минут, а фиолетовые — на 5-10 минут. Люди, использующие электронные читалки (30–50 люкс) за 4 часа до сна, часто испытывают трудности с засыпанием. Также, ночное освещение в пределах 40 люкс также ухудшает качество сна.
Для достижения максимальных результатов световой терапии важно измерять световое воздействие в течение всего 24-часового цикла, а не только в определённое время. Для точного измерения света используется прибор Daysimeter, который фиксирует интенсивность, спектр и продолжительность воздействия света.
Для пользователей компьютеров можно установить программу F.lux , которая автоматически корректирует цветовую температуру экрана в зависимости от времени суток, уменьшая количество синего света в вечернее время.
Заключение
Тема сна обширна и многогранна, и в будущем можно обсудить другие пограничные состояния, такие как депривация сна, которая, несмотря на свою крайнюю степень, может оказывать положительное влияние.
Кроме описанных методов существует и очевидный тактильный способ пробуждения, например, прикосновение к коже, которое может быть одним из самых безопасных способов разбудить человека без стресса.
Приятных сновидений!