Что будет с мозгом и психикой, если лишить нас сна: данные экспериментов

Сон долго воспринимался как «пассивное» состояние — пауза между периодами активности. Однако серия экспериментов середины XX века показала: лишение сна быстро нарушает когнитивные функции, восприятие и поведение. Причем изменения начинаются уже в первые сутки и нарастают с каждым днем. «Рамблер» разобрался, как проходили ключевые эксперименты и что именно фиксировали ученые.

Эксперимент Рэнди Гарднера: 11 суток без сна

В1964 году американский школьник Рэнди Гарднер поставил рекорд, продержавшись без сна 264 часа (11 суток) под наблюдением исследователя Уильяма Демента. Наблюдение включало регулярные когнитивные тесты, проверку памяти, речи и координации, а также фиксацию поведенческих изменений.

Первые сутки прошли относительно спокойно, но уже через 24 часа начали фиксироваться классические признаки недосыпа: снижение внимания, раздражительность, трудности с концентрацией. К концу второго дня стало заметно, что участник хуже справляется с простыми задачами — например, путается при счете и дольше реагирует на стимулы. По данным исследований Dovepress, именно внимание и скорость реакции — первые функции, которые начинают деградировать при бодрствовании более суток.

На третьи–четвертые сутки состояние Рэнди заметно ухудшилось. Гарднер начал испытывать проблемы с речью: он мог забывать слова в середине фразы, терять суть разговора, путать понятия. Также нарушилась координация движений. Параллельно фиксировались первые эпизоды сенсорных искажений: краткие зрительные галлюцинации, когда он видел объекты или людей, которых на самом деле не было.

К пятому–седьмому дню появились более выраженные психические изменения. Гарднер становился дезориентированным, мог неправильно интерпретировать происходящее, проявлял подозрительность. Эмоциональное состояние стало нестабильным: периоды апатии сменялись раздражением. На этом этапе начали регулярно возникать так называемые микросны — краткие эпизоды отключения длительностью от долей секунды до нескольких секунд. К концу эксперимента микросны стали ключевым симптомом. Они происходили спонтанно и учащались по мере истощения.

После завершения эксперимента участнику дали время на восстановительный сон. По наблюдениям, уже после первой полноценной ночи большинство острых симптомов исчезло, хотя структура сна оставалась измененной: увеличилась доля глубокого сна и фазы быстрого движения глаз. Долгосрочных необратимых последствий зафиксировано не было, однако исследователи отмечали, что подобные эксперименты сопряжены с рисками для когнитивных функций и психики. Именно поэтому современные этические стандарты не допускают столь длительного лишения сна в лабораторных условиях.

Что происходит в мозге при лишении сна?

Когда человек долго не спит, в мозге меняется работа нейронов, ухудшается связь между отделами и накапливаются аденозин. Это молекула, которая образуется в клетках в течение дня, когда мозг тратит энергию. Чем дольше человек бодрствует, тем больше аденозина накапливается в тканях мозга. Именно поэтому к вечеру появляется сонливость: организм получает химический сигнал, что ему нужно восстановление.

Как сон убивает наше сердце: новое исследование

Аденозин снижает возбудимость нейронов. В обычном состоянии нейроны постоянно обмениваются электрическими импульсами: одни возбуждаются, другие тормозят сигнал, третьи координируют работу целых сетей. При длительном бодрствовании этот обмен нарушается. По данным исследования, опубликованного в Bentham Science, из-за этого падает скорость реакции, сложнее удерживать внимание, тяжелее быстро переключаться между задачами. Это и есть то, что называют подавлением нейронной активности.

Особенно быстро страдает префронтальная кора — область, которая отвечает за планирование, самоконтроль, рабочую память и оценку последствий. Это та часть мозга, которая помогает не просто реагировать, а выбирать правильное действие. Когда ее работа ухудшается, человек не может принять взвешенное решение, чаще действует импульсивно и быстрее теряет нить разговора. Поэтому человек после бессонной ночи может быть одновременно заторможенным, раздражительным и плохо контролировать поведение.

Микросны: в чем их опасность

Человек может сидеть с открытыми глазами и даже выглядеть бодрствующим, но в этот момент часть системы внимания фактически отключается. Он не обрабатывает информацию, не реагирует на стимулы и потом часто не помнит самого провала. Именно поэтому микросон особенно опасен за рулем или при работе с техникой.

Современные исследования показывают, что при сильном недосыпе мозг может уходить в сон не целиком, а частями. В работе, опубликованной в Nature, ученые показали на животных моделях, что после длительного бодрствования отдельные группы нейронов коры на короткое время переходят в состояние, похожее на сон, хотя организм в целом остается активным. Это называют локальным сном. В эксперименте такие локальные отключения сопровождались ошибками в поведении.

Это объясняет странное состояние при тяжелом недосыпе: человек может разговаривать, двигаться, выполнять простые действия, но внезапно ошибаться в элементарных вещах. Например, пропустить слово, нажать не ту кнопку, заблудиться, потерять мысль на середине фразы. Чем дольше человек не спит, тем чаще возникают такие провалы.

Удар по психике

Лишение сна влияет и на психику. Сначала появляются раздражительность, эмоциональная резкость и снижение мотивации. Затем ухудшается способность правильно интерпретировать происходящее: человек может видеть движение на периферии зрения, слышать звуки, которых нет, ошибочно воспринимать нейтральные события как тревожные. В систематическом обзоре, опубликованном в Frontiers in Psychiatry, показано, что при длительном бодрствовании симптомы развиваются постепенно: от искажений восприятия и галлюцинаций до состояния, похожего на острый психоз при особенно тяжелой депривации сна.

Причина не в том, что мозг начинает хуже фильтровать информацию и хуже отличать значимое от случайного. В норме он постоянно подавляет лишние сигналы: шумы, тени, случайные движения. Когда сон долго не наступает, эта фильтрация слабеет. Поэтому мозг может «достраивать» реальность, например, превращать тень в фигуру. Таким образом, лишение сна не приводит к мгновенному отключению, а постепенно разрушает способность адекватно воспринимать реальность.

Ранее мы разбирались, действительно ли полнолуние вызывает бессонницу.