Физика сна
Представьте такую картину, уставший, с кучей повреждений робот прибывает на базу. Он устраивается на лежанке и начинается его ремонт и техническое обслуживание. Множество устройств сканируют все его системы, отыскивая повреждения и тут же их исправляя. Другие устройства очищают или заменяют гидравлику, системы коммуникации, компьютер робота. Ремонтируются и заменяются различные узлы, заменяется масло, заряжаются аккумуляторы, пополняется боезапас и так далее. Вероятно, вы вспомнили фильмы, в которых участвуют роботы. Однако речь идёт о человеке.
Имеется версия, что человеческое тело – это биоробот, имеющий суперкомпьютер (мозг) и управляемый душой. Посмотрим, что может подтвердить или опровергнуть эту версию.
В нашем организме, за выведение продуктов обмена веществ, в основном отвечают кровеносная и лимфатическая системы. Они пронизывают почти все наше тело и, подобно канализационной системе, собирают отходы или вредные вещества и выводят их из организма. Чем интенсивнее метаболизм в органе, тем больше отходов в нём производится и тем гуще сеть его сосудов. Центральная нервная система – самая метаболически активная система нашего организма. Один только мозг потребляет примерно 25% от всей поступающей в организм энергии, хотя весит всего 2% от массы тела. И производит эта система, соответственно, огромное количество отходов.
Долгое время, учёные пытались выяснить, как они из него удаляются. Дело в том, что в паренхиме мозга (нейроны и глиальные клетки) отсутствуют лимфатические сосуды, а через кровеносную систему удаление метаболитов ограничено из-за ее особенностей в этом органе. Однако недавно в мозге обнаружили систему тока жидкости, которая отвечает за его очистку. Эта система получила название «глимфатическая» (термин произошёл от слияния «лимфатическая система» и «глия»), и работает она в основном во время сна человека. Возможно, нам требуется сон, чтобы глимфатическая система могла функционировать и очищать мозг от тех отходов, которые накопились в нем за день.
Посмотрим, как же устроена глимфатическая система в анатомическом плане. Уникальная особенность кровеносных сосудов мозга – это то, что они окружены астроцитами, которые формируют вокруг них что-то вроде туннеля. Пространство между внешней стенкой сосуда и стенкой этого «туннеля» заполнено спинномозговой жидкостью и называется параваскулярным пространством.
Такая конструкция выглядит как двойная трубка, но найти её на препарате срезов мозга очень сложно, так она быстро исчезает. Для того чтобы исследовать, нужно смотреть на мозг мыши через прозрачное окно в черепе, или использовать метод МРТ. По мере того, как кровеносный сосуд заходит вглубь паренхимы мозга, параваскулярное пространство становится все уже и в итоге исчезает совсем. Спинномозговая жидкость продолжает свой путь по паренхиме уже без него (что её направляет, возможно – поле?). Там она смешивается с тканевой жидкостью, омывает клетки и собирает все лишние вещества.
Далее ток жидкости направляется к параваскулярному пространству, окружающему уже вены, и по нему выводится из мозга. Дальше жидкость попадает в лимфатические сосуды, которые расположены в оболочке мозга. Отток жидкости может происходить и через черепные нервы по периневральному пути.
Исследования показали, что глимфатическая система активна только во время сна. На эффективность выведения белков влияет положение головы в пространстве. Опыты проводили на мышах и крысах, выяснилось, что с наибольшей эффективностью они выводятся, когда животное лежит на боку. Вероятно, и у человека то же самое.
Давно замечено, что если человек мало спит, то это может привести к различным заболеваниям, например, повышает риск возникновения старческой деменции, болезни Альцгеймера.
Учёные выяснили, что мозг нужно тренировать – это улучшает действие глимфатической системы. Она начинает функционировать только во время ночного отдыха. В этот промежуток времени происходит расширение протоков и рефлекторное сжатие нервных клеток, чтобы освободить пространство для промывания мозгового вещества.
Система с напором проталкивает спинномозговую жидкость сквозь ткани, и убирает отработанные белковые структуры, которые скапливаются в межклеточном пространстве мозгового вещества во время дневной работы. Эти белки представляют собой продукты жизнедеятельности мозговых клеток. Такое самоочищение мозговых оболочек происходит только, когда человек спит.
Тренировка мозга, путём чтения, запоминания фактов, изучения стихов, иностранных языков, решения задач приводит к увеличению мозга, прочности его сосудов и улучшению деятельности глимфатической системы.
Но многие современные люди предпочитают стиль жизни ночных хищников, избегают чтения, стараются меньше напрягать мозг, что приводит к раннему старению, одряхлению мозга и всего организма и потере когнитивных способностей (мышление, пространственная ориентация, понимание, вычисление, обучение, речь, способность рассуждать). Алкоголь, кофе, чай, алкоголь и наркотики нарушают работу глимфатической системы.
Учёные выяснили, что существует взаимосвязь между работой глимфатической системы, количеством и качеством сна, и развитием нейродегенеративных заболеваний. Можно ли как-то повлиять на глимфатическую систему, чтобы снизить риски для здоровья человека? Этим вопросом всерьез занялись американские военные, выделив деньги на разработку аппарата, который мог бы стимулировать ее работу. Часто у солдат отсутствует полноценный сон, поэтому создание прибора, который способен снизить вред от этого, очень важно. Этот прибор выглядит как шапочка с электродами, импульсы от которых улучшают циркуляцию спинномозговой жидкости. Пока детали работы аппарата остаются тайной.
Условимся, что тело человека – биоробот, который выдаётся ему в постоянное пользование до полного выхода из строя (смерти). Величина этого периода зависит от стиля его эксплуатации.
Представьте, что у вас новая машина. В инструкции по эксплуатации сказано, что нужно проходить техническое обслуживание (спать) каждый день с 22 часов вечера до 6 часов утра. Техобслуживание нужно проходить на пустой топливный бак (желудок), следовательно, последнее пополнение бака должно быть для тяжёлого топлива (мясо) в 16 часов, а для лёгкого (овощи и фрукты) – в 19 часов.
Если вы нарушаете правила ТО, то лишаетесь гарантии. Так и с телом. Допустим, по гарантии срок его эксплуатации 200 лет, а может быть и больше, нарушая правила эксплуатации, вы сокращаете срок жизни.
Из комплекса упражнений профессора Владимира Георгиевича Жданова по восстановлению зрения: «Представьте себе свечу прямо перед вами. Затем описывайте движения глаз вокруг неё, сначала по часовой стрелке, затем – против. После этого поморгайте и повторите ещё 6 раз».
Сравните с тем, что говорят учёные: «Медленный сон наступает сразу после засыпания и продолжается примерно 90 минут. В это время спокойное, ровное дыхание, понижается давление, глаза сначала совершают медленные движения, а потом замирают, мозг малоактивен, тело расслаблено. Вы отдыхаете, восстанавливаете физические силы.
Быстрый сон следует за медленным сном и длится от 10 до 20 минут. В это время температура и давление повышаются, учащается сердцебиение. Тело замирает, кроме мышц, отвечающих за сердцебиение и дыхание. Глазные яблоки совершают, под закрытыми веками, быстрые движения. Наблюдается активная работа мозга. Медленный и быстрый сон чередуются друг с другом. Время медленного сна уменьшается, а быстрого – увеличивается, достигая 1 часа. Обычно, человек проходит через пять циклов сна». Движения глазными яблоками время сна – это происходит калибровка и восстановление зрения.
Многие учёные и диетологи советуют, нужно последний раз есть до 18:00. Учёными доказано, что переедание в ночные часы ведёт к существенному набору веса.
Имеются три причины, почему человек ест на ночь:
1. Физиологическая, или, проще говоря, отсутствие еды в течение дня.
2. Скрытый голод. Плохо сбалансированное питание в течение дня приводит к отсутствию питательных веществ в организме.
3. Психологический, когда мы попросту заедаем стресс.
Ночью, когда человек спит, организм настроен на своё обслуживание и очищение. Однако, если в желудке находится говяжий стейк с картошкой фри или другая пища, то ему приходится выполнять дополнительную работу по его перевариванию и утилизации. Еда плохо переваривается и всасывается в стенки тонкого кишечника, а в толстом подвергается воздействию патогенной микрофлоры, что приводит к образованию токсинов. Организм страдает, общее самочувствие оставляет желать лучшего. Более того, избыток углеводных продуктов в ночное время приводит к высокому выбросу инсулина, процесс перераспределения сахара в печени и жировых тканях нарушается, и происходит отложение жира в организме.
Представьте, вы собираетесь сделать уборку перед приходом гостей. У вас на это пару часов. И вдруг, супруг решает исполнить давно обещанное. Он решил повесить, например, пару полочек и начинает сверлить перфоратором стены. Пыль летит по всей квартире, книги мебель, пол, ковры – всё покрыто ею. Вероятно, вы выскажите всё, что думаете о таком «подарке», возможно мысленно. Так и ваш организм утром вам говорит о «подарке», в виде еды на ночь, желанием ещё поспать, «тяжёлой» головой, плохим настроением, «лишними» килограммами и другим.
Учёные ставили эксперименты по проверке возможности человеческого организма существовать при разной продолжительности суток. В экспериментах, где сутки длились менее 24-х и более 30 часов, наблюдалось
сильное физическое и психическое истощение испытателей. Более того, длительное лишение человека сна может привести к его смерти. Вероятно, из-за того, что нарушается процесс очищения мозга.
Использованы материалы статьи Маргариты Шуваловой «Промывка мозгов: как работает глимфатическая система».