Ночью надо спать
Нейроинтерфейсы
Время чтения: 10 мин

Человек, который проживёт 75 лет и будет спать по 8 часов в сутки, проведёт во сне 25 лет. Это дольше, чем школа, университет и аспирантура вместе взятые. Генетики, инженеры и нейробиологи пытаются отвоевать хотя бы часть этого времени. Разбираемся, что у них получилось и что по дороге выяснилось о мозге.
Зачем нужен сон?
Ночью мозг переводит краткосрочную память в долгосрочную
Новые впечатления сначала быстро записываются в гиппокамп, в нём хранится черновик прожитого дня. Во сне он заново проигрывает события дня, а кора переносит их в долговременную память. Считается, что для этого должны совпасть три ритма. Это медленные волны коры, сонные веретёна, которые запускает таламус, и короткие высокочастотные вспышки гиппокампа. И в 2023 году эту теорию впервые подтвердили прямо внутри мозга человека. Но мозг не просто раскладывает воспоминания по полкам, он их перетасовывает, связывает новое с уже известным и замечает закономерности, которые днём ускользали. источник
Ночью мозг интегрирует знания и запускает креативность
В 2021 году французские учёные показали, что даже 15 секунд дремоты почти втрое повышают шанс найти скрытое правило в задачах; его нашли 83% задремавших против 30% тех, кто не уснул.
Ночью происходит очистка мозга от мусора
Лимфатических сосудов внутри мозга нет, поэтому его промывает спинномозговая жидкость. Она течёт вдоль сосудов и уносит отходы. Среди них бета-амилоид, обрывки белка, которые при болезни Альцгеймера слипаются в бляшки.
Такую систему в 2012 году описала нейробиолог Майкен Недергаард из Рочестерского университета и назвала её глимфатической. У мышей жидкость прокачивают сосуды; во сне они примерно раз в 50 секунд сжимаются и расширяются под действием норадреналина, но насколько сон ускоряет уборку по сравнению с бодрствованием, учёные пока спорят. источник
Во сне идёт и починка ДНК
Нейроны не делятся, не обновляются и живут столько же, сколько мы, поэтому в процессе жизни им приходится самим чинить поломки. В 2019 году биологи из израильского Университета Бар-Илан вывели рыбок данио со светящимися хромосомами и наблюдали за нейронами живых рыбок. Во сне хромосомы двигались активнее, а повреждения ДНК уменьшались. Если рыбкам не давали спать, разрывы в ДНК накапливались. источник
Даже медузы и актинии, у которых нет мозга (есть только нервная сеть), спят около восьми часов в сутки, и повреждения ДНК в их нервных клетках во сне уменьшаются, так что сон, возможно, и появился в эволюции как время для ремонта нейронов. источник
Похоже, сон защищает от окислительного стресса
У мушек-дрозофил, которым не давали спать, в кишечнике копились активные формы кислорода (агрессивные молекулы, повреждающие белки и ДНК), и мушки погибали раньше срока. Если же таких мушек кормили антиоксидантами, они жили нормально даже без сна. У мышей без сна эти молекулы тоже накапливались, а у человека этот механизм ещё не проверяли.
Всё это напрямую связано с механизмами старения
Повреждение ДНК и сбой протеостаза, когда клетки не успевают убирать испорченные белки, входят в список главных причин. Отменить старение сон не может и действует не на все его механизмы, но без него эти поломки копятся быстрее, поэтому хороший сон — одна из самых доступных мер, чтобы не ускорять этот процесс.
Как это работает
Сон — это не вкл/выкл. Это суперсложная система починки организма:
- Быстрая фаза (REM): активность мозга почти как днём, сновидения, паралич тела.
- Медленная фаза (глубокий сон) делится еще на три: дремота, поверхностный сон, глубокий сон.
Чудеса починки организма происходят в глубокую медленную фазу.
Сон управляется гормонами. Основной — мелатонин. Цикл его выработки (циркадный ритм) составляет 24 часа. Мы не можем два дня изображать из себя сову, потом два дня — жаворонка, а потом вообразить себя жирафом, который спит всего 2 часа в сутки.
Чтобы сон выполнял свою функцию, режим должен быть регулярным. И постоянно его сдвигать туда-сюда — большой стресс для организма.
Уровень мелатонина повышается после 8 вечера, когда начинает темнеть. Спать надо ложиться на пике — через час-два после начала выработки, т.е. в 22.00.
До 3 часов ночи уровень мелатонина стабильный, далее гормон падает и достигает минимума к 9 утра. Если не лечь хотя бы до 1 часа ночи, то уснуть тяжело.
Утром мелатонин не вырабатывается, растет кортизол, который помогает проснуться и чувствовать себя бодрым. Всё — надо вставать.
Ловушки
Прерванный сон. В семь вечера уснул на диване, в час ночи перебрался в кровать и долго не мог уснуть. Сон не является равномерным и однородным. Обе фазы нужны для работы мозга. Вы проснетесь до того, как начнется нормальная перезагрузка и вернетесь в начало. Когда сон постоянно рвётся на куски, в нём становится меньше глубоких стадий. Нужны 8 часов подряд.
Сон днём не замена. Днем уровень мелатонина низок (свет его выключает), сон поверхностный, нет погружения в глубокий сон, вы не высыпаетесь.
После обеда многих клонит в сон. Послеобеденный спад бодрости — часть суточного ритма, и он наступает даже у людей, которые не обедали источник.
Короткий дневной сон на 10–20 минут действительно может взбодрить. Если спать дольше получаса, мозг успевает уйти в глубокий сон, и после пробуждения человек чувствует себя разбитым. Это состояние называют инерцией сна источник. А вот полноценно заменить ночь днём не получится: циркадные часы днём подают сигнал «бодрствуй», и сон выходит короче и беспокойнее.
Ложиться в разное время. Циркадный ритм равен 24 часам. Не получится его быстро перестроить. А значит, гормоны не запустят систему сна. Принимать мелатонин для коррекции режима можно, но, чтобы бороться с бессонницей, нужны совсем другие дозы, которые уже вызывают зависимость.
В будни школьник встаёт в семь, а в субботу спит до полудня. Для внутренних часов это похоже на перелёт через несколько часовых поясов каждую пятницу и обратно каждый понедельник. Немецкий хронобиолог Тилль Рённеберг с коллегами в 2006 году назвали это социальным джетлагом источник. По оценкам, он есть примерно у двух третей учащихся и работающих людей в развитых странах источник.
Дефицит сна. От недостатка сна умирают быстрее, чем от голода. Работаете ночью? Часто ложитесь в 3:00? Получите в подарок повышенный риск рака, ожирения, диабета, депрессии. Сбитый циркадный ритм (внутренние часы сломаны).
Научные эксперименты при нехватке сна доказали
- Снижение иммунитета. Ночь без сна после вакцинации ухудшает выработку антител.
- Увеличение вероятности простуды и рост опухолей.
- Ночной жор. Тяга к калорийной пище ведет к ожирению и диабету 2 типа.
- Когнитивные нарушения — хуже запоминаем информацию и медленнее принимаем решения.
- Негатив к окружающим, депрессия.
- Ускорение старения.
- Работа в ночную смену — канцероген.
Как сон улучшить
- Регулярность. Ложиться и вставать примерно в одно время, даже в выходные. Разница в выходные не больше часа. Время подъёма удерживает внутренние часы надёжнее, чем время отбоя.
- Ловите утренний свет. Выйти на улицу или хотя бы постоять у окна в первые полчаса после подъёма. Утренний свет сдвигает часы на более раннее время, и это работает даже у подростков с поздним ритмом источник.
- Без гаджетов за 1 час до сна. Приглушайте свет вечером, за час-два до сна используйте тёплый неяркий свет: синий свет мешает выработке мелатонина. В эксперименте 2015 года люди, которые 4 часа читали перед сном с планшета, засыпали примерно на 10 минут дольше, мелатонин у них выделялся слабее, а утром они чувствовали себя более сонными, чем после бумажной книги источник. Эффект заметный, но умеренный. Для подростка часто важнее другое: игра или переписка так увлекает, что спать просто не хочется. Удобное семейное правило — телефоны ночуют на зарядке вне спальни.
- Темно и прохладно — свет выключить, окно приоткрыть. Температура тела перед сном должна немного снизиться, и прохладная спальня этому помогает.
- Сон 8–9 часов — это не опция, это норма.
Сон у детей
Новорождённые спят до 18 часов в сутки, и около половины этого времени приходится на быстрый, или активный, сон — до девяти часов в сутки. У взрослых на быстрый сон приходится всего около пятой части ночи. Ещё до рождения, в утробе, малыш проводит в активном сне две трети сна и больше. Засыпают младенцы не так, как взрослые, часто сразу попадают в быстрый сон, а их циклы длятся не 90 минут, а 50–60. Во время быстрого сна малыш морщится, улыбается, тихо всхлипывает и подёргивает ручками и ножками. Учёные считают, что эти подёргивания помогают растущему мозгу. Каждое посылает в мозг сигнал, и по таким сигналам мозг учится понимать, где какая часть тела, словно рисует её карту. С возрастом быстрого сна становится меньше, к году он занимает около 30% сна. А выражение «растёт во сне» почти буквально верно, больше всего гормона роста выделяется в глубоком медленном сне.
Сон у животных
Осьминоги спят в две стадии. В спокойном сне они бледнеют, закрывают глаза и замирают. Примерно раз в час осьминог на минуту начинает быстро перебирать окраски и узоры, очень похожие на те, что показывает днём. Если ему два дня не давать спать, таких «цветных» эпизодов потом становится больше. Учёные предполагают, что так осьминог, возможно, заново переживает события дня — почти как мы во сне.
Чтобы проверить, зачем сон пчёлам, их лишали сна прибором с говорящим названием инсоминатор. Невыспавшиеся пчёлы в своём танце хуже показывали сородичам направление к цветам, и тем было труднее найти корм.
Утки, которые спят рядком, на краях ряда чаще держат открытым один глаз — тот, что смотрит наружу, откуда может подкрасться хищник. Одно полушарие их мозга в это время спит, а другое сторожит.
Кашалоты спят вертикально, повиснув у самой поверхности, по 10–15 минут, не двигаясь и не дыша. Однажды лодка исследователей прошла совсем рядом со спящими кашалотами, и те никак не реагировали, пока она случайно их не задела.
Кто разгадывает загадки сна и может ли это быть твоей профессией
Сном занимаются не только врачи-сомнологи. Хронобиолог изучает внутренние часы: на мушках-дрозофилах, мышах, клетках в пробирке. Именно на мушках сделали открытие, отмеченное Нобелевской премией 2017 года.
- Нейрофизиологи ищут клетки и ритмы, которые управляют сном.
- Нейроинженеры создают приборы, от лабораторных полисомнографов до домашних повязок, которые считывают волны мозга.
- Специалисты по данным учат нейросети размечать стадии сна по ЭЭГ.
- Генетики и биоинформатики ищут гены сна в данных сотен тысяч людей.
Было интересно? Отметь сердечком, и статья поднимется выше в Лабжурнале
Прочитали:Источники
Как изучают сон
- Aserinsky E., Kleitman N. Regularly occurring periods of eye motility, and concomitant phenomena, during sleep. Science, 1953.
- Iber C. et al. The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events. American Academy of Sleep Medicine, 2007.
Кто управляет сном
- Borbély A. A. A two process model of sleep regulation. Human Neurobiology, 1982.
- Chang A.-M. et al. Evening use of light-emitting eReaders negatively affects sleep, circadian timing, and next-morning alertness. PNAS, 2015.
- Roenneberg T. et al. A marker for the end of adolescence. Current Biology, 2004.
- Paruthi S. et al. Recommended amount of sleep for pediatric populations: a consensus statement of the American Academy of Sleep Medicine. Journal of Clinical Sleep Medicine, 2016.
Что мозг делает ночью
- Tononi G., Cirelli C. Sleep and the price of plasticity. Neuron, 2014.
- de Vivo L. et al. Ultrastructural evidence for synaptic scaling across the wake/sleep cycle. Science, 2017.
- Xie L. et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain. Science, 2013.
- Fultz N. E. et al. Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep. Science, 2019.
- Hauglund N. L. et al. Norepinephrine-mediated slow vasomotion drives glymphatic clearance during sleep. Cell, 2025. doi:10.1016/j.cell.2024.11.027
- Miao A. et al. Brain clearance is reduced during sleep and anesthesia. Nature Neuroscience, 2024.
- Zada D. et al. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons. Nature Communications, 2019. doi:10.1038/s41467-019-08806-w
- Aguillon R. et al. DNA damage modulates sleep drive in basal cnidarians with divergent chronotypes. Nature Communications, 2026. doi:10.1038/s41467-025-67400-5
- Lacaux C. et al. Sleep onset is a creative sweet spot. Science Advances, 2021. doi:10.1126/sciadv.abj5866
Что происходит без сна
- Gulevich G., Dement W., Johnson L. Psychiatric and EEG observations on a case of prolonged (264 hours) wakefulness. Archives of General Psychiatry, 1966.
- Dawson D., Reid K. Fatigue, alcohol and performance impairment. Nature, 1997.
- Yoo S.-S. et al. The human emotional brain without sleep — a prefrontal amygdala disconnect. Current Biology, 2007.
- Prather A. A. et al. Behaviorally assessed sleep and susceptibility to the common cold. Sleep, 2015.
- Spiegel K. et al. A meta-analysis of the associations between insufficient sleep duration and antibody response to vaccination. Current Biology, 2023. doi:10.1016/j.cub.2023.02.017
- Spiegel K. et al. Sleep curtailment in healthy young men is associated with decreased leptin levels, elevated ghrelin levels, and increased hunger and appetite. Annals of Internal Medicine, 2004.
- IARC Monographs, vol. 124: Night Shift Work. 2020.
- Vaccaro A. et al. Sleep loss can cause death through accumulation of reactive oxygen species in the gut. Cell, 2020.
Попытки спать меньше
- Mukhametov L. M., Supin A. Ya., Strokova I. G. Interhemispheric asymmetry of cerebral functional states during sleep in dolphins. Доклады АН СССР, 1976.
- Lyamin O. I. et al. Cetacean sleep: an unusual form of mammalian sleep. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 2008.
- Rattenborg N. C. et al. Evidence that birds sleep in mid-flight. Nature Communications, 2016.
- Gravett N. et al. Inactivity/sleep in two wild free-roaming African elephant matriarchs — Does large body size make elephants the shortest mammalian sleepers? PLoS ONE, 2017.
Нейроинтерфейсы и сон
- Geva-Sagiv M. et al. Augmenting hippocampal–prefrontal neuronal synchrony during sleep enhances memory consolidation in humans. Nature Neuroscience, 2023. doi:10.1038/s41593-023-01324-5
История и механизмы сна
- Van Cauter E, Copinschi G. Interrelationships between growth hormone and sleep. Growth Hormone & IGF Research
- Diekelmann S, Born J. The memory function of sleep. Nature Reviews Neuroscience, 2010
- Miao A и соавт. Brain clearance is reduced during sleep and anesthesia. Nature Neuroscience, 2024
- Пресс-релиз Нобелевской премии по физиологии и медицине 2017. NobelPrize.org
- Wyatt JK и соавт. Circadian temperature and melatonin rhythms… on a 20-h day. Am J Physiol, 1999
- Burgess HJ, Fogg LF. Individual differences in the amount and timing of salivary melatonin secretion. PLOS ONE, 2008
Подростки и нормы сна
- Crowley SJ, Acebo C, Carskadon MA. Sleep, circadian rhythms, and delayed phase in adolescence. Sleep Medicine, 2007
Недосып, режим и вещества
- Wittmann M. и соавт. Social jetlag: misalignment of biological and social time. Chronobiology International, 2006. doi.org
- Sleep and immune health: how dogs, goats and «factor S» shaped a field. PMC
- Ward E. M. et al. Carcinogenicity of night shift work. The Lancet Oncology, 2019. doi.org
- Post-lunch napping and the post-lunch dip. Biology of Sport, 2021
Статьи той же рубрики
Великие открытия, сделанные во снеМенделеев двадцать лет думал над таблицей, забылся сном и ясно увидел еёЧитать ›
Мы слишком много спимВыключатель «долга сна» у мышей нашёлся, но стоил жизни каждой шестой из нихЧитать ›
Сон и подготовка разведчиков17-летний школьник продержался без сна 264 часа, это 11 сутокЧитать ›