Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях - Мэттью Уолкер

Группа, бодрствовавшая в течение дня, показала заметно худший уровень запоминания, несмотря на оставшуюся стабильной способность концентрироваться (она определялась отдельными тестами на внимание и временем правильного ответа). Те же испытуемые, которым посчастливилось вздремнуть днем, работали заметно лучше, а их способность запоминать новые факты действительно усилилась. В общем, по итогам второго испытания группа, спавшая днем, работала на 20% лучше, чем те, кому поспать не довелось.

Заметив, что сон восстанавливает способность мозга к обучению, освобождая место для новой информации, мы занялись поиском того, что именно способствует этому восстановлению. Проанализировав электрические мозговые волны тех участников эксперимента, которые спали днем, мы получили ответ. Восстановление памяти было связано с более легкой второй фазой медленного сна, а именно с короткими мощными всплесками электрической активности, или сонными веретенами, о которых шла речь в главе 3. Чем больше сонных веретен возникало у человека во время сна, тем больше он запоминал после пробуждения. Важно, что сонные веретена не прогнозировали внутреннюю способность человека к обучению. Это был бы менее интересный результат, поскольку подразумевал бы, что врожденная способность к обучению и веретена идут рука об руку. Но вместо этого веретена предсказывали именно изменение в запоминании нового до и после сна, то есть пополнение ресурсов способности к запоминанию.

В процессе анализа всплесков активности сонных веретен было отмечено, возможно, более значимое явление — потрясающе стабильная петля электрического тока, пульсирующего через мозг, которая повторялась каждые 100–200 миллисекунд. Эта пульсация связывала временную кладовую гиппокампа с гораздо более крупным долгосрочным хранилищем коры головного мозга (аналогичным жесткому диску)[53]. В этот момент мы стали свидетелями электрической транзакции, происходящей в условиях конфиденциальности сна, во время которой фактологическая информация переносилась из временного хранилища гиппокампа в стабильные склады коры головного мозга. Осуществляя это действие, сон чудесным образом освобождал гиппокамп, обеспечивая временное хранилище информации большим объемом свободного пространства. Участники исследования просыпались с восстановленной возможностью заполнять новой информацией гиппокамп, переместив зафиксированные в памяти вчерашние впечатления в постоянное и более безопасное хранилище. Запоминание новых фактов могло продолжиться.

Мы и другие исследовательские группы не раз повторили этот эксперимент и пришли к тем же самым результатам: чем больше сонных веретен возникает за ночь в мозге человека, тем больше за эту ночь восстанавливается способность к запоминанию.

В своей недавней работе на эту тему мы вернулись к вопросу старения. Мы обнаружили, что люди старшего возраста (от шестидесяти до восьмидесяти лет) не способны генерировать сонные веретена в той же степени, как это делают более молодые. У пожилых участников исследования наблюдался 40%-ный дефицит активности сонных веретен. Это наблюдение позволило нам предположить: чем меньше сонных веретен возникает в мозге пожилого человека в конкретную ночь, тем труднее ему будет на следующий день втиснуть в гиппокамп новые факты. Ведь за прошедшую ночь он так и не смог освободить хранилище краткосрочной памяти. Кроме того, наша группа выяснила: чем меньше веретен производил мозг пожилого человека в конкретную ночь, тем ниже на следующий день оказывалась у него способность к запоминанию, тем труднее давалось ему запоминание предложенных нами фактов. Очевидная связь сна и способности к обучению — еще одна причина, по которой традиционная медицина должна более серьезно относиться к жалобам пожилых пациентов на нарушения сна, и этот факт заставляет исследователей, в том числе и меня, искать новые, нефармакологические средства улучшения сна у людей преклонного возраста.

Более широкую общественную значимость имеет то обстоятельство, что концентрация веретен медленного сна особенно высока в часы позднего утра и вкраплена между долгими периодами быстрого сна. Если вы спите шесть часов или меньше, то не позволяете мозгу восстановить способность к обучению, что обычно происходит с помощью сонных веретен. Вооружившись этими данными, я в следующих главах хочу задать простой вопрос: разумно ли так рано начинать занятия в школе и прерывать именно эту столь насыщенную веретенами фазу сна?

Вторая безусловная польза сна для памяти проявляется после учебы и заключается в нажатии кнопки «сохранить», которое помогает сберечь вновь созданные файлы. При этом сон встает на защиту недавно приобретенной информации, объединяя ее и вырабатывая иммунитет к забывчивости. То, что сон запускает процесс консолидации памяти, было признано давно, и, возможно, эта его способность считалась одной из древнейших функций сна. В письменных источниках об этом впервые упоминается в записках римского ритора Квинтилиана (35–100 н. э.):

Но только в 1924 году два немецких исследователя, Джон Дженкинс и Карл Далленбах, выставили на ринг сон против бодрствования, чтобы выяснить, кто станет победителем в деле сохранения памяти, — это была научная версия классического поединка кока-колы против пепси. Участники эксперимента сначала выучили список фактов. После этого исследователи проследили, насколько быстро забывали волонтеры эту новую информацию в течение восьми часов, причем отслеживались как бодрствовавшие добровольцы, так и те, кому удалось поспать в ходе эксперимента. Сон помог закрепить заученную информацию, предотвратив ее утрату. Бодрствование, напротив, оказало отрицательное действие на память испытуемых, и в результате кривая забывчивости поползла вверх[55].

Эксперимент Дженкинса и Далленбаха к настоящему времени был неоднократно повторен, что доказало: сон по сравнению с тем же временем бодрствования на 20–40% усиливает способность человека сохранять информацию. Это не мелочь, когда, например, вы готовитесь к экзамену или запоминаете жизненно важную, с эволюционной точки зрения, информацию — расположение источников воды или пищи, наличие вблизи дружественных племен или хищников.