От сън спомени няма, но защо спим тогава?

За това занимание ние губим около една трета от живота си. Ако ни лишат от него, се разболяваме. Но и до днес не знаем добре защо ни е необходимо да спим. На пръв поглед отговорът е очевиден – за да могат мозъкът и другите органи да се възстановят. Но защо не можем да си почиваме, докато оставаме в съзнание и продължаваме да бъдем нащрек? Защо не можем да възстановяваме силите си, докато бодърстваме? Мистерия…

Сънят е толкова разпространено явление в природата, че би следвало да бъде безумно полезно. Дори плодовите мушици и нематодите от време на време изпадат в състояние на пълно бездействие, от което не излизат много лесно, тоест сънят е присъщ дори на простите животни. Но многогодишните наблюдения така и не дали зависимост между съня и физиологическите потребности на животните. Така че още една тайна се явява многообразието на видовете сън.

Например някои прилепи спят по 20 часа в денонощието, а големи тревопасни бозайници – по-малко от четири часа. На конете им е достатъчно да дремнат няколко минутки, като за денонощие им се събират около три часа. Някои новородени делфини и китове бодърстват заедно с майките си през целия първи месец.

Накратко, така и не е открита единна, универсална функция на съня. „Физиологичните изменения по време на сън силно варират при различните видове – отбелязва Маркос Франк от Пенсилванския университет (САЩ). – Но при всички сънят се отразява на работата на мозъка. Затова повечето изследователи са се съсредоточили върху този орган. За най-очевиден признак на съня е призната, условно казано, загубата на „съзнание” при някои животни. И недостигът на сън води до когнитивна криза не само при хората, но и при мишките, плодовите мушици и почти всички останали изучени видове.

Основна част от съня заема бавновълновата фаза, известна също като трети стадий или стадий на дълбок сън (виж диаграмата). За нея са характерни вълни на електрическа активност на мозъка, предизвикани от синхронизираната активация на невроните, възникваща около веднъж в секунда. С нея се смесват други етапи – фазата на бързо движение на очите, когато мозъчната дейност напомня бодърстване, и преходи между тях.

Смята се, че сънят е именно бавновълновият етап, тъй като именно в този период протича всичко, което трябва да направи сънят за организма. Именно в тази фаза работата на мозъка най-силно се отличава от бодърстването. В нейното начало вълните стават особено големи, когато и потребността от сън е особено голяма. Ако дълго не спите, тези бавни вълни ще нарастват, докато не забиете нос.

Обяснението на функциите на съня може да се раздели на две големи групи – едната е свързана с „ремонта” и „обслужването на мозъка”, а другата – с изпълнението от мозъка на уникалните за съня функции.

Преди сто години се смяташе, че в периода на бодърстване в нас се изработва някакъв токсин, на чието натрупване в края на краищата ние не можем да се съпротивляваме и заспиваме, за да дадем възможност на мозъка да се очисти. Такова вещество не е открито и съвременният вариант на същата хипотеза гласи: денем настъпва постепенно спадане на големите молекули, необходими за работата на мозъка, включително белтъци, РНК и холестерол. Тези запаси се попълват по време на сън. В експерименти с животни станало ясно, че производството на такива молекули се увеличава по време на бавновълновата фаза на съня. Но според скептиците това е само зависимост и не може да говори, че нашето желание да спим зависи от нивото на тези молекули.

Втората група също има стара история. Още Зигмунд Фройд е предположил, че всички съновидения са посветени на изпълнението на заветни желания (често замаскирани), но в науката тази хипотеза не е намерила потвърждение. Въпреки това има основателни причини да се смята, че по време на сън мозъкът изпълнява една много важна и уникална функция – той се занимава с консолидация на паметта. Спомените не се изсичат на камък в момента на събитието. Първоначално те се съхраняват в един вид РАМ и после това, което се окаже важно по някакви причини, се изпраща за трайно съхранение.

Експерименти както с животни, така и с хора показват, че най-силните спомени се формират, когато моментите на запомняне и спомени се разделят от съня. Например в хода на един отпит електроди, поставени в мозъка на мишки, показали, че по време на сън малки групи неврони възпроизвеждат същия режим на дейност, който е регистриран, докато мишките са бодърствали и са се учили.

От 2003 година набира сила хипотеза, обединяваща двете обяснения. В центъра на нейното внимание са синапсите, с помощта на които невроните комуникират. Известно е, че при формиране на спомените синапсите на участващите в този процес неврони стават по-силни. Основната мисъл се заключава в това, че в състояние на бодърстване ние постоянно създаваме нови спомени и следователно укрепваме синапсите. Но този процес не може да продължава безкрайно – в даден момент би бил достигнат максимумът енергийна ефективност и новите спомени биха престанали да се формират. Решението на този проблем е във фазата на бавновълновия сън – в отсъствието на входящ поток данни бавно „стрелящите” неврони постепенно намаляват силата на синапсите по цялата верига, съхранявайки при това относителна разлика в силата между синапсите и позволявайки на новите спомени да се съхранят.

В подкрепа на хипотезата на синаптичната хомеостаза са получени много доказателства. Сканирането на човешкия мозък говори за това, че нашето сиво вещество изисква повече енергия в края на деня, отколкото в началото. Джулио Тонони и Киара Цирели от Уискънсинския университет в Медисън (САЩ) са показали, че при гризачите и плодовите мушици силата на синапсите нараства в периода на бодърстване и спада по време на сън. Освен това, когато изучаваме това, което изисква работата на определена част на мозъка, именно тази област генерира по-интензивно бавни вълни по време последващия сън.

Независимо от голямото влияние, което в последните години е получила тази хипотеза, тя още не е успяла да завоюва сърцето на всички. Например невробиологът Джери Сигел от Калифорнийския университет в Лос Анджелис се придържа към мнението, че сънят, е просто адаптивен начин да икономисваме енергия, без да се занимаваме с хранене и размножаване. Животното си намира закътано място, скрива се в него и пази себе си за бъдещето. А различията в начина на съня при видовете е следствие от различията в начина на живот.

Повечето изследователи са единодушни, че функцията на съня е също толкова сложна, колкото е сложен и мозъкът. Така че едва ли ще получим лаконичен отговор на въпроса защо спим.

Източник NewScientist