Наука · Статья
Почему люди спят и что происходит в мозге и теле ночью
Опубликовано:

Коротко
Сон — это не просто пассивный отдых: в течение типичной ночи мозг проходит через отчётливые стадии, которые закрепляют память, восстанавливают ткани и выводят клеточные отходы, а два отдельных биологических часа решают, когда наступает сонливость. Исследования, обобщённые государственными агентствами здравоохранения США и университетскими лабораториями, показывают, что сон влияет почти на все системы органов, а хронический недостаток сна повышает риск таких состояний, как высокое кровяное давление и сахарный диабет 2-го типа.
Эта версия — машинный перевод оригинала (English). Читать оригинал
Учёные всё ещё спорят об единственной эволюционной причине, по которой люди спят примерно треть своей жизни, но десятилетия исследований детально отобразили, что мозг и тело на самом деле делают во время сна. Два процесса доминируют: мозг проходит через отчётливые электрические стадии, а в течение ночи он выполняет работу по обслуживанию, которую трудно проводить в состоянии бодрствования.
Ночь построена из повторяющихся 90-минутных циклов
Сон чередуется между не-REM (NREM) сном и REM (быстрое движение глаз) сном, согласно Национальному институту здоровья детей и развития человека США (NICHD). NREM сам по себе имеет три стадии: стадия 1 — это краткий переход в сон; стадия 2 приносит более медленные мозговые волны и снижение температуры тела; стадия 3 — это глубокий сон, отмеченный самой низкой частотой сердцебиения и дыхания и выделением гормона роста для восстановления тканей.
REM сон начинается примерно через 90 минут после засыпания. Глаза движутся быстро, дыхание становится быстрым и нерегулярным, большинство мышц временно парализованы, а мозг становится очень активным — состояние, которое NICHD связывает с обучением и закреплением памяти. Полный цикл NREM-REM длится примерно 90 минут и повторяется несколько раз в течение ночи, согласно Sleep Foundation, некоммерческой организации по распространению информации о здоровье. Глубокий сон доминирует в ранних циклах; по мере того как ночь идёт дальше, глубокий сон сокращается, а периоды REM удлиняются, так что в последних циклах спящий проводит почти всё время на стадии 2 и REM, согласно NICHD.
На протяжении всей ночи NREM сон составляет 75-80 процентов от общего времени сна, причём стадия 2 одна составляет примерно половину, сообщает Sleep Foundation. REM сон составляет остаток.
Мозг немного сжимается, чтобы очистить себя
Одно из самых ясных функциональных открытий пришло из исследования 2013 года в журнале Science, возглавляемого командой нейроучёного Майкена Недергаарда из Университета Рочестера. Исследователи выявили то, что они назвали глимфатической системой, сетью, которая использует спинномозговую жидкость, текущую через каналы вокруг кровеносных сосудов, чтобы очищать метаболические отходы от ткани мозга, согласно отчёту Медицинского центра Университета Рочестера (URMC).
Команда обнаружила, что клетки мозга сжимаются примерно на 60 процентов во время сна, открывая больше пространства между клетками для движения жидкости, и что система была почти в десять раз более активна во время сна, чем во время бодрствования, сообщил URMC. В этом же исследовании спящие мозги очищали больше амилоида-бета, белка, связанного с болезнью Альцгеймера, чем бодрствующие мозги. Нейротрансмиттер норадреналин, похоже, помогает вызвать изменение размера клеток, согласно тому же отчёту, хотя исследователи отмечают, что полная картина регуляции всё ещё прорабатывается.
Два отдельных часа решают, когда вы чувствуете сонливость
Время сна контролируется двумя взаимодействующими системами, согласно BrainFacts.org, ресурсу общественного образования от обществ нейронауки, включая Общество нейронауки. Первый — это циркадный часовой механизм, управляемый супрахиазматическим ядром (SCN), кластером нервных клеток в гипоталамусе. Клетки SCN содержат 'белки часов', которые циклируют примерно каждые 24 часа и получают световые сигналы непосредственно от сетчатки, что позволяет часам перезагружаться путём воздействия дневного света или пересечения часовых поясов.
Вторая система — это гомеостатическое давление сна, вызванное аденозином, химическим веществом, которое накапливается в мозге, чем дольше человек остаётся в бодрствовании. Когда аденозин связывается с рецепторами на клетках мозга, связанных с пробуждением, он ослабляет их активность и усиливает сонливость; сон очищает накопление. Кофеин работает, блокируя те же рецепторы аденозина, что объясняет, почему он задерживает ощущение сонливости, не устраняя основной дефицит сна, согласно BrainFacts.org.
Сколько сна рекомендуется и что происходит без него
Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) публикуют рекомендации по продолжительности сна по возрастам, воспроизведённые ниже.
| Возрастная группа | Рекомендуемый сон за 24 часа |
|---|---|
| Новорожденный (0–3 месяца) | 14–17 часов |
| Младенец (4–12 месяцев) | 12–16 часов, включая дневной сон |
| Малыш (1–2 года) | 11–14 часов, включая дневной сон |
| Дошкольник (3–5 лет) | 10–13 часов, включая дневной сон |
| Школьный возраст (6–12 лет) | 9–12 часов |
| Подросток (13–17 лет) | 8–10 часов |
| Взрослый (18–60 лет) | 7 или более часов |
| Взрослый (61–64 года) | 7–9 часов |
| Взрослый (65 лет и старше) | 7–8 часов |
CDC указывает, что постоянное получение менее рекомендуемого количества связано с повышенным риском диабета 2-го типа, болезни сердца, высокого кровяного давления и инсульта, и что адекватный сон связан с меньшим числом заболеваний, лучшей регуляцией настроения и более низким риском автомобильных аварий.
Что остаётся неизвестным
Результаты исследования глимфатической очистки получены из исследований на мышах; отчёт URMC отмечает, что механизм считается правдоподобным объяснением части восстановительной функции сна у людей, и что подтверждение его точной роли в человеческом нейродегенеративном заболевании остаётся активной областью исследований. Аналогично, агентства, включая NICHD, описывают консолидацию памяти и восстановление тканей как установленные связи конкретных стадий сна, а не единую доказанную 'цель' сна в целом.
Вопросы
- Почему людям вообще нужно спать?
- Сон поддерживает консолидацию памяти, восстановление тканей и мышц, выделение гормонов и процесс очистки всего мозга, называемый глимфатической системой, которая намного более активна во время сна, чем во время бодрствования, согласно обзорам исследований NICHD и Медицинского центра Университета Рочестера.
- Что происходит во время REM сна?
- REM сон начинается примерно через 90 минут после засыпания и характеризуется быстрым движением глаз, нерегулярным быстрым дыханием, временным параличом мышц, яркими снами и высокой активностью мозга, связанной с обучением и памятью, согласно NICHD.
- Сколько циклов сна происходит в течение одной ночи?
- Полный цикл NREM-REM длится примерно 90 минут и повторяется несколько раз в течение ночи, с глубоким сном в начале и удлинением периодов REM позже, согласно Sleep Foundation и NICHD.
- Сколько часов сна нужно взрослым?
- CDC рекомендует 7 или более часов в ночь для взрослых в возрасте 18–60 лет, 7–9 часов для возрастов 61–64 лет и 7–8 часов для тех, кто 65 лет и старше.
- Что происходит, если вы не высыпаетесь?
- CDC связывает хронический недостаток сна с повышенным риском диабета 2-го типа, болезни сердца, высокого кровяного давления и инсульта, наряду с более частыми заболеваниями и снижением стабильности настроения.
Источники
Этот материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и перед публикацией прошёл автоматическую проверку источников. Если вы заметили ошибку, запросите исправление. Запросить исправление или ответ · Как мы работаем
Похожие материалы

НаукаСтатья
Фотосинтез объяснен: как растения превращают солнечный свет в химическую энергию
Фотосинтез - это процесс, при котором растения, водоросли и некоторые бактерии используют солнечный свет, воду и углекислый газ для производства сахара и кислорода. Он происходит в две связанные стадии внутри хлоропластов: световые реакции, которые захватывают солнечную энергию, и цикл Кальвина, который использует эту энергию для построения углеводов.

НаукаСтатья
Как работают вакцины: от лабораторной разработки до защиты иммунитета
Вакцины работают, показывая иммунной системе безвредную часть патогена — называемую антигеном — чтобы организм производил антитела и клетки памяти без того, чтобы переболеть реальной болезнью. Чтобы достичь этого момента, требуется несколько лет доклинических испытаний и три фазы испытаний на людях перед тем, как регулирующие органы, такие как FDA, выдадут лицензию. Полная защита после вакцинации обычно наступает через несколько недель, поскольку иммунной системе требуется время для выработки долговременной защиты.

НаукаСтатья
Warhound: стартап привлекает $200 млн на генетическую модификацию собак для военных США
Warhound, созданная соучредителем Colossal Biosciences Беном Ламмом и соучредителем Anduril Палмером Лакеем, привлекла $200 млн 22 октября 2026 года для генетического редактирования и клонирования собак для военных США, стремясь избавить такие породы, как бельгийский малинуа, от наследственных заболеваний. Независимые учёные называют генетические цели технически достижимыми, но биоэтики предупреждают, что клонирование остаётся неэффективным процессом и вызывает нерешённые вопросы о благополучии животных и нормативно-правовом регулировании.

НаукаСтатья
Почему мир отменяет высокосную секунду и что изменится в 2027 году
Высокосные секунды, односекундные корректировки, используемые с 1972 года для синхронизации часов с вращением Земли, полностью прекратятся. Международное бюро мер и весов (МБМВ), мировой орган по ведению времени, подтвердило 15 октября 2026 года, что непрерывное UTC вступает в силу 20 мая 2027 года. Это решение, согласованное в принципе в 2022 году, было ускорено после того, как эксперты выявили растущий риск нарушающей "отрицательной" высокосной секунды.