Сон — это не просто отдых. Это сложный биологический процесс, от которого зависят ясность мыслей, скорость реакции и способность концентрироваться. Но в мире, где дефицит сна стал нормой, мы часто недооцениваем, насколько сильно мозг нуждается в этом «ночном обслуживании».
Всего одна бессонная ночь способна выбить из колеи. Мы начинаем путаться в мыслях, пропускать очевидные сигналы, терять внимательность. Причина проста: сон — это не пауза, а активная «перезагрузка». В это время нейроны отдыхают, сосуды перестраиваются, а жидкости мозга вымывают накопившиеся отходы обмена веществ.
Однако до недавнего времени оставалось загадкой, почему именно недостаток сна так сильно нарушает когнитивные функции.
Как мозг пытается чиститься без сна
Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) заглянули в мозг людей, лишённых сна, и обнаружили нечто удивительное: мозг пытается очиститься даже во время бодрствования.
В норме «уборка» происходит в фазе глубокого сна, когда по мозгу проходят волны спинномозговой жидкости (CSF), вымывающие отходы. Но если человек не спит, эти волны начинают прорываться в периоды бодрствования — именно тогда, когда внимание на мгновение «проваливается».
Учёные наблюдали за 26 добровольцами дважды: после полноценного сна и после бессонной ночи. Им измеряли активность мозга с помощью быстрой fMRI, следили за движением жидкости, анализировали электрическую активность (ЭЭГ), реакцию зрачков и поведение.
Каждый раз, когда участники «зависали» — теряли фокус, — через мозг проходила волна спинномозговой жидкости, напоминающая процессы во сне. Оказалось, что в эти моменты жидкость буквально выталкивается из мозга, а когда внимание возвращается — снова втягивается обратно.
Мозг в режиме аварийного обслуживания
По словам Лауры Льюис из Института медицинской инженерии и науки MIT, эти волны не случайны:
«Если вы не спите, волны спинномозговой жидкости начинают проникать в бодрствование — туда, где их обычно не бывает. Но это имеет цену: вместе с ними наступают провалы внимания».
Другими словами, уставший мозг пытается компенсировать недосып, украдкой включая «режим очистки» в течение дня. Когда внимание падает, мозг ненадолго переходит в полусонное состояние, сопровождающееся приливом и оттоком жидкости — своеобразной попыткой восстановить баланс.
Ведущий автор исследования Циньон Ян сравнивает это с экстренным ремонтом:
«Мозг настолько нуждается во сне, что старается войти в соноподобное состояние даже на короткие мгновения, чтобы частично восстановить функции».
Отключается внимание — отключается всё
Во время таких микропровалов происходят синхронные изменения во всём теле: дыхание замедляется, пульс падает, зрачки сужаются — примерно за 12 секунд до того, как жидкость покидает мозг. Когда внимание возвращается, всё приходит в норму: зрачки расширяются, а жидкость снова поступает внутрь.
Учёные говорят о целостном нейроваскулярном событии: когда мозг устал, он переходит в неэффективное состояние, совмещая ошибки внимания с «спящими» динамиками жидкости и кровотока.
Единая система управления вниманием и физиологией
Особенно исследователей поразила согласованность происходящего: провалы внимания отражают не только психические, но и физические процессы по всему телу.
«Похоже, что существует единый контур управления, который регулирует и когнитивные функции — внимание, восприятие, реакцию на мир, — и базовые физиологические процессы вроде кровотока и движения жидкостей в мозге», — отмечает Льюис.
Учёные пока не определили точную структуру, управляющую этими переключениями, но подозревают, что ключевую роль играет норадренергическая система. Она использует нейромедиатор норадреналин, который отвечает за бодрствование, внимание, сердечный ритм и циркуляцию жидкости. Известно, что во сне уровень норадреналина снижается, а значит, именно эта система может включать «спящие» механизмы во время провалов внимания.
Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.
