Текст уведомления здесь

И во сне не снилось

Разбираемся вместе с корреспондентом «Чердака» в исследованиях сна

Человек проводит во сне много времени. Но чем на самом деле занят наш организм, пока мы спим? Откуда взялись механизмы сна и бодрствования и зачем они нам нужны?
Добавить в закладки
Комментарии

Сон интересовал, волновал и пугал человечество с древнейших времен. Тем удивительнее, что полноценная научная методика для исследования этого состояния появилась относительно недавно — всего лишь к середине ХХ века. Только в 1953 году было сделано важнейшее открытие в нейронауках.

Выяснилось, что сон — это не монотонное состояние, как можно было бы подумать. Это две разные фазы, которые чередуются друг с другом в то время, когда мы спим. Они отличаются друг от друга по множеству параметров. И они получили названия «быстрая фаза сна» и «медленная фаза сна».

Быстрая фаза характеризуется в том числе и тем, что наши глаза в это время быстро вращаются под закрытыми веками. Именно поэтому американские ученые чаще всего называют эту фазу REM sleep (англ. — rapid eye movement, быстрое движение глаз). Именно в честь этой фазы сна названа американская рок-группа REM.

Встает вопрос: зачем нам эти две фазы и откуда они взялись? Ответить на него помогла бы ответить эволюционная биология, но, к сожалению, сон — это не часть тела. Его нельзя обнаружить на окаменевших останках. Поэтому ученые занимаются исследованием так называемых архаичных животных, то есть тех, которые эволюционно появились раньше нас с вами и даже раньше млекопитающих. Например, это рептилии.

Но тут перед учеными возникает парадокс: дело в том, что медленный сон — довольно архаичное состояние. Он наблюдается уже у круглых червей и рыбок Danio rerio. А быстрый сон по всем признакам тоже очень древнее состояние. Например, когда мы находимся в фазе быстрого сна, у нас активны архаичные области мозга, а также у нас отключается терморегуляция. Именно поэтому, если с нас в это время стянуть одеяло, мы начнем замерзать. Быстрый сон должен обнаружиться уже, например, у крокодила. Но эксперименты с ним показали, что крокодил спит достаточно монотонно. У него нет периода внутренней активации.

Чтобы разрешить этот парадокс, российский сомнолог Владимир Ковальзон предположил, что быстрый сон, который есть у человека и у млекопитающих, когда-то был не сном, а бодрствованием у рептилий. Таким образом, в ходе эволюции какая-то часть их активности постепенно стала быстрым сном, который есть у нас с вами.

Но остается открытый вопрос: зачем нужны эти две фазы? К сожалению, у ученых нет полноценного ответа на вопрос, зачем нам в принципе нужен сон, но есть множество гипотез. Одна из них принадлежит российскому физиологу Ивану Пигареву. Он считает, что сон нужен человеку, чтобы мозг устраивал себе своеобразную перекличку с внутренними органами. Он проверяет, все ли у них в порядке и не накопилось ли у них за день каких-нибудь поломок. А если эти поломки у них есть, он их чинит. К сожалению, определить, что за сигналы посылает мозг внутренним органам и что за сигналы он от них получает, пока не удается. Поэтому большинство других ученых относятся к гипотезе Ивана Пигарева со скепсисом. Сомнительное место в ней, например, такое: дело в том, что мозг и так управляет внутренними органами и прекрасно делает это днем с помощью периферической нервной системы.

По-другому к ответу на вопрос «Зачем нужен сон?» решил подойти старший научный сотрудник Института эволюционной физиологии и биохимии им. Сеченова Юрий Пастухов. Он обратил внимание на то, что часть белков в нашем организме синтезируется только во время сна. А синтез белков — это очень энергозатратный процесс. Поэтому он и не может происходить днем. Ведь днем нам нужна энергия на другие цели. Но не все так просто и с синтезом белков. Дело в том, что для того, чтобы правильно выполнять свои функции, им нужна не только правильная формула, но и правильная конфигурация (т.е. правильное расположение в пространстве). К сожалению, во время синтеза белков в нашем организме часть из них оказывается свернутой неправильно. Такие белки очень опасны для организма. Они могут привести к серьезным повреждениям мозга. К счастью, у организма есть ответ на эту проблему. Он синтезирует особый класс белков, которые называются «шапероны». Одна из их основных функций — как раз таки укладывать неправильно уложенные белки.

Так вот, согласно теории Юрия Пастухова, во время сна организм занимается выработкой белков и их правильной укладкой. В медленную фазу сна он вырабатывает обычные белки, а в быструю фазу сна — шапероны, которые укладывают то, что было синтезировано заранее.

Таким образом, эти две фазы сменяют друг друга в течение ночи, и, когда мы просыпаемся утром, все белки у нас оказываются правильно уложенными. Мы чувствуем себя бодрыми и готовыми начать новый продуктивный день.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Фрагмент Королевских ворот в Хаттусу, столицу Хеттской империиStylone / Фотодом / Shutterstock

Бронзовый коллапс, или Куда делись все эти люди

Чем был вызван кризис средиземноморских цивилизаций три тысячи лет назад

В конце второго тысячелетия до нашей эры в Греции и на Ближнем Востоке — в Месопотамии, в Древнем Египте, в Сирии, в Малой Азии — творились очень странные дела. Великие царства бронзового века одно за другим уходили в небытие, из ниоткуда появлялись новые народы, хроники повествовали о нашествиях, голоде и прочих бедствиях. Историки долго предпочитали винить во всем «народы моря», но теперь, благодаря археологическим данным, полученным в последние годы, у нас, кажется, есть основания иначе отвечать на вопрос, кто виноват в коллапсе «бронзовых» цивилизаций.
Добавить в закладки
Комментарии

Как рассказывает профессор Эрик Клайн из Университета Джорджа Вашингтона, директор Капитолийского археологического института, автор книги «1177 BC: The Year Civilization Collapsed», Средиземноморье позднего бронзового века представляло собой мир, очень похожий на современный, — глобализованное пространство с торговыми нитями, опутавшими всю ойкумену, то есть все страны, составлявшие на тот момент европейскую цивилизацию.

Торговые и культурные связи второго тысячелетия до нашей эры обеспечивали единый высокий технологический уровень городов Греции и Ближнего Востока во всем: в кораблестроении, в архитектуре, в обработке металлов. Чтобы показать протяженность и устойчивость торговых путей бронзового века, достаточно сказать, что олово для выплавки бронзовых изделий поступало, скорее всего, из Афганистана, а медь брали на Кипре.  Города были оснащены системами водоснабжения, инженерный уровень которых античным грекам тысячу лет спустя и не снился.

Все это откатилось назад со страшной скоростью в кратчайшие по меркам истории сроки, чтобы сбросить с древнего мира бронзовый век и позволить ему войти в новый век — железный, в ту историю, которую мы изучаем в школе.

За относительно короткое время — в древнеегипетских надписях зафиксирован промежуток от 1207 до 1177 года до нашей эры — весь прекрасный бронзовый мир растворяется. Торговые связи рушатся. Из известных нам царств бронзового века в более-менее нетронутом виде остается Египет, который теряет контроль над Сирией и Палестиной. Вавилон и Ассирия сохраняют разве что локальное значение. Исчезает микенская цивилизация. Разрушена Троя. [ ... ]

Читать полностью

Ключевой элемент

Мультфильм «Чердака» про самый крупный космический радиотелескоп «Радиоастрон»

Высоко-высоко, в космическом пространстве летает «Радиоастрон» — самый крупный космический радиотелескоп в мире, созданный российскими учеными. Что это такое, как он работает и для чего нужен, смотрите в мультфильме «Чердака».
Добавить в закладки
Комментарии
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Физика. Итоги 2017 года

50-кубитные квантовые компьютеры, кристаллы во времени, маленький детектор элементарной частицы нейтрино и новости БАКа

Артем Коржиманов, старший научный сотрудник Института прикладной физики РАН и автор блога physh.ru, рассказывает о том, каких успехов добилась наука в его профессиональной области за последний год.
Добавить в закладки
Комментарии
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы