Содержание
Открытие объясняет, почему кофе помогает лишь частично, а «выпадения из реальности» после бессонной ночи — биологическая необходимость.
Каждый знает это чувство, когда после ночи без сна утром мысли вязнут, как в тумане. Вы стараетесь сосредоточиться на работе, но вдруг — провал. Минута ушла, а вы не заметили. Новое открытие ученых из Массачусетского технологического института объясняет, почему так происходит. Оказывается, в эти мгновения мозг запускает «уборку», которая должна идти только ночью. Результаты опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Ночной «уборщик» выходит днем
Спинномозговая жидкость (СМЖ) — прозрачная «подушка», окружающая мозг и спинной мозг. Она смягчает удары, снабжает ткани питанием и главное — выносит накопленные за день отходы: белки, токсины и продукты обмена. Во время сна СМЖ движется ритмично, словно прилив, проникая в глубину и вымывая все лишнее. Это явление в 2019 годугоду впервые описали те же исследователи из MIT
Но что, если сна накануне не было? Организм не ждет — он включает аварийный режим восстановления. Во время бодрствования внезапно запускается волна оттока спинномозговой жидкости — именно тогда, когда внимание особенно нужно.
«Если человек не выспался, мозг начинает вести себя так, будто он вот-вот уснет: по нему проходят волны спинномозговой жидкости. В эти моменты внимание словно выключается — концентрация падает именно тогда, когда происходят эти колебания. Вы будто выпадаете из реальности», — говорит Лора Льюис, старший автор исследования
Эксперимент: сон против бессонницы
В лаборатории набрали 26 здоровых добровольцев. Каждый пришел дважды. Первый раз — после нормального сна дома. Второй — после полной ночи без сна под присмотром ученых, чтобы никто не задремал.
Утром участников помещали в специально модифицированный фМРТ-сканер. Обычная функциональная МРТ показывает, где в мозге больше кислорода в крови — там активность выше. Но в этом эксперименте аппарат доработали: он позволял отслеживать движение спинномозговой жидкости в реальном времени. На голову испытуемым надевали шапочку с ЭЭГ-датчиками для регистрации мозговых волн, а на грудь — сенсоры для фиксации пульса и дыхания. Камера следила за зрачками, а все данные синхронизировались между собой.
Ученые провели два теста
Визуальный: на экране неподвижный крест. В случайный момент он становится квадратом на доли секунды. Участники должны были жать в этом момент кнопку как можно быстрее.
Слуховой: вместо картинки — короткий сигнал в наушниках. Так же при сигнале нужно было жать кнопку.
После хорошего сна участники справлялись с заданиями отлично. После бессонной ночи или неглубокого сна реакция замедлялась на сотни миллисекунд, а некоторые сигналы вовсе не улавливались. Именно в эти провалы внимания и удалось зафиксировать, что происходит в мозге.
Сканер показал, что ровно в момент «провала» внимания из мозга выталкивается порция СМЖ. Жидкость уходит в спинномозговой канал. Через секунды — возвращается, наполняя мозг заново.
Таким образом мозг отчаянно пытается компенсировать пропущенную ночную чистку, а ценой становится ваша концентрация.
«Одним из способов объяснить эти события является то, что ваш мозг так нуждается во сне, что он изо всех сил старается войти в состояние, похожее на сон, чтобы восстановить некоторые когнитивные функции. Жидкостная система мозга пытается восстановить функции, заставляя его переключаться между состояниями повышенного внимания и высокой активности», — говорит Ян.
Эффект распространяется не только на мозг
Провал внимания — не локальное событие. За 12 секунд до оттока СМЖ зрачки начинали сужаться. Пульс падал. Дыхание становилось реже и глубже. После — все возвращалось в норму.
Ученые сравнивают это с микросном на 5–10 секунд. Организм будто «ныряет», пытаясь восстановиться, не спрашивая разрешения.
«Интересно, что, похоже, это явление характерно не только для мозга, но и для всего организма. Это говорит о тесной координации этих систем, и когда ваше внимание ослабевает, вы можете ощущать это перцептивно и психологически, но это также отражает событие, происходящее во всём мозге и теле», — подчеркивает Льюис.
Ученые видят здесь единую систему управления. Один нейронный контур одновременно командует:
- концентрацией внимания
- потоком СМЖ
- кровотоком
- диаметром зрачков
- частотой сердцебиения
Самый важный контур — норадренергическая система. Она работает на норадреналине — нейромедиаторе, который держит нас в тонусе днем и «выключается» ночью. Именно ее колебания связаны с фазами сна.
«Эти результаты говорят нам о том, что существует единый контур, который управляет как тем, что мы считаем высокоуровневыми функциями мозга — нашим вниманием, нашей способностью воспринимать мир и реагировать на него, — так и важными базовыми физиологическими процессами, как гидродинамика мозга, кровоток и сужение кровеносных сосудов», — заключает Льюис.
Ученым пока не ясно, как прервать этот цикл без сна. Но открытие объясняет, почему кофе помогает лишь частично, но не заменяет важную функцию. А провалы внимания — это не слабость воли, а биологическая необходимость.