Co robi śpiący mózg?

Przesypiamy niemal jedną trzecią naszego życia. Lecz co właściwie dzieje się, kiedy śpimy? Do połowy XX wieku większość ludzi uważała sen za stan pasywny, w którym ciało i umysł są "wyłączone". Jednak wyniki współczesnych badań naukowych dowodzą, że w trakcie snu zachodzi cała gama procesów niezbędnych by utrzymać organizm przy życiu. Co więcej, mają one bezpośrednie przełożenie na jakość życia - wpływają bowiem na zdrowie fizyczne i psychiczne. Warto więc wiedzieć więcej o tym jak działa sen.

Chyba każdemu z nas zdarzyło się „zarwać nockę” – czy to ze względu na spotkanie z przyjaciółmi, czy też przez nieuchronnie zbliżający się deadline. Zatem nikomu nie trzeba tłumaczyć, jakie są konsekwencje pozbawienia organizmu snu – choćby jednorazowo. Jasne jest więc, że sen stanowi integralną część zdrowia fizycznego, psychicznego i emocjonalnego. Umożliwia on regenerację komórek ciała i mózgu, dzięki czemu wstajemy rano wypoczęci i pełni energii. A to nie jedyny proces fizjologiczny zachodzący w trakcie snu, który jest kluczowy dla funkcjonowania organizmu. Przyjrzymy im się za moment. Zaczniemy bowiem od sprawdzenia, co sprawia, że w ogóle śpimy.

Co w mózgu odpowiada za sen?

Każdy organizm – nie tylko ludzki – posiada wbudowany system odpowiedzialny za odmierzanie czasu. Często nazywa się go „wewnętrznym zegarem”. U ludzi znajduje się on w przodomózgowiu, w jednym z jąder podwzgórza, zwanym jądrem nadskrzyżowaniowym. Składa się z 20 000 komórek nerwowych, które odpowiadają m. in za synchronizację różnych procesów organizmu, jak np. produkcja hormonów, oraz za regulację poziomu apetytu, temperatury ciała, nastroju itd. Tym zegarem steruje przede wszystkim natężenie światła w otoczeniu.

Jądro nadskrzyżowaniowe ma połączenia z fotoreceptorami siatkówki. Sygnał płynący z tych komórek informuje mózg o tym, czy jest dzień czy noc. Pod wieczór, gdy zaczyna robić się ciemno, jądro nadskrzyżowaniowe przesyła szyszynce polecenie zwiększenia produkcji melatoniny – hormonu, który wzbudza uczucie odprężenia i senności. Natomiast rano, pod wpływem światła, spada wytwarzanie melatoniny i wzrasta sekrecja kortyzolu – hormonu, który sprawia, że jesteśmy przytomni i gotowi do działania. W ten sposób nasz wewnętrzny budzik reguluje rytm snu i czuwania. Na jego działanie ma wpływ przede wszystkim światło, lecz także inne czynniki – np. poziom stresu lub dieta.

Czy sen to “po prostu sen”?

Z perspektywy osoby śpiącej może wydawać się, że sen to dość jednorodny proces, którego monotonia bywa przerywana jedynie ulotnymi marzeniami sennymi. Jednak naukowcy już niemal 100 lat temu dowiedli, że na podstawie aktywności mózgu i mięśni można w nim wyróżnić charakterystyczne fazy, których układ nazwali architekturą snu. Już w 1924 roku Hans Berger, odkrywca elektroencefalografu (EEG, maszyny do mierzenia aktywności bioelektrycznej mózgu), zauważył różnicę między wynikami pomiarami zarejestrowanymi w trakcie snu i czuwania. Niemal 50 lat później Allan Rechtschaffen i Anthony Kales, badacze z Uniwerystetu Kalifornijskiego w Los Angeles, opublikowali pierwszy podręcznik umożliwiający identyfikację fazy snu na podstawie aktywności EEG. Te wskazówki używane są do dziś.

Struktura snu składa się z 4 różnych faz. Pierwsze trzy zalicza się do snu NREM (ang. non-rapid eye movement, sen pozbawiony szybkich ruchów gałek ocznych), a czwarta to faza REM (ang. rapid eye movement, sen zawierający szybkie ruchy gałek ocznych). Marzenia senne pojawiają się przeważnie w tej ostatniej. Jeden cykl snu składa się ze wszystkich 4 faz i trwa między 90 a 120 minut. W ciągu jednej nocy możemy więc doświadczyć od trzech do pięciu cyklów snu.

Czym fazy snu różnią się od siebie?

Etap NREM opisuje progresywne pogłębianie się snu. Pierwsza faza – NREM 1 – oznacza przejście ze stanu czuwania w sen. Charakteryzuje ją stopniowe zmniejszanie częstotliwości bicia serca, spowolnienie oddechu, zanikanie ruchów oczu. W aktywności mózgu zaczynają dominować fale alfa (8–13 Hz). Mięśnie odprężają się i może dochodzić do ich niekontrolowanych skurczów. Ta faza zazwyczaj trwa kilka minut. Kiedy budzimy się ze snu NREM 1, często towarzyszy nam wrażenie, jakbyśmy wcale nie spali.

Druga faza – NREM 2 – stanowi pogłębianie snu. Spada temperatura ciała, a ruchu oczu zanikają kompletnie. Fale mózgowe stają się wolniejsze i pojawiają się w nich charakterystyczne wzorce aktywności, tzw. wrzeciona senne i zespoły K. Ich rola nie jest do końca znana, lecz przypuszcza się, że zapobiegają one obudzeniu się oraz mogą mieć związek z procesami selekcji i zapamiętywania informacji. Faza NREM 2 jest relatywnie długa – trwa około 20 minut.

Trzecia faza – NREM 3 – to stan snu głębokiego. Bicie serca, oddech i aktywność mózgu wchodzą na najniższe obroty. W tej ostatniej pojawiają się wolne oscylacje – tzw. fale delta (0.5 – 4 Hz). W pierwszych cyklach snu ta faza trwa dłużej, niż w ostatnich. Obudzenie się na tym etapie snu jest mało prawdopodobne. Wyniki badań naukowych sugerują, że parasomnie – zaburzenia snu, takie jak mówienie lub chodzenie przez sen – występują w fazie NREM 3. Wskazują one także, iż to w tej fazie snu dochodzi do regeneracji komórek ciała i mózgu.

Ostatnia faza snu – REM – występuje w mniej więcej 90 minut po zaśnięciu i przynosi ze sobą marzenia senne. Zgodnie z nazwą, towarzyszą im gwałtowne ruchy gałek ocznych pod powiekami. Aktywność fal mózgu, tempo oddychania, bicie serca i temperatura ciała wzrastają do poziomu przypominającego stan czuwania. Jednocześnie mięśnie pozostają tymczasowo „sparaliżowane” by zapobiec niekontrolowanym, fizycznym reakcjom na wydarzenia dziejące się w snach.

Co się dzieje, kiedy śpimy?

Kiedy śpimy, organizm uruchamia cały szereg procesów „konserwacyjnych”, które pomagają regulować różne funkcje ciała i umysłu, a także dbają o nasze zdrowie. W tym czasie bardzo aktywny jest na przykład mózg. Dochodzi w nim między innymi do reorganizacji ścieżek neuronalnych – osłabienia tych nieużywanych i wzmocnienia tych, które umożliwiają nam zapamiętanie wydarzeń minionego dnia. Jednocześnie odbywa się „sprzątanie” mózgu z różnych toksycznych substancji, które mogą negatywnie wpływać na jego działanie i zdrowie.

W trakcie snu spada także ciśnienie krwi, co pozwala odpocząć układowi krwionośnemu, a tym samym poprawia zdrowie serca. Zmniejsza się też poziom glukozy i insuliny we krwi, co pozytywnie wpływa na układ trawienny. Co więcej, dochodzi do zwiększenia aktywności pewnego typu cytokin – białek układu odpornościowego, które wspierają regenerację komórek ciała. W trakcie głębokiego snu dochodzi również do wzmożenia produkcji hormonów wzrostu, które regulują rozwój ciała i mięśni – szczególnie u dzieci i nastolatków.

Co się dzieje, kiedy nie śpimy?

Deprywacja senna to częściowe bądź całkowite pozbawienie organizmu snu. Prowadzi ona przede wszystkim do uciążliwego uczucia zmęczenia w kolejnym dniu – chyba nie ma na świecie osoby, która nigdy by tego nie doświadczyła. Inne bezpośrednie efekty niedoboru snu także dotyczą funkcji poznawczych – po zarwanej nocce odczujemy przede wszystkim kłopoty z koncentracją, osłabienie zdolności do podejmowania decyzji, wzrost impulsywności i nerwowości. To wszystko może negatywnie wpłynąć na nasze życie zawodowe i społeczne.

Chroniczna deprywacja senna, poza wspomnianymi już ubytkami poznawczymi, może doprowadzić do poważnych zaburzeń zdrowia. Regularne niedosypianie zwiększa bowiem ryzyko ataku serca i udaru, może wywołać otyłość lub cukrzycę, zmniejsza efektywność układu odpornościowego oraz utrudnia prawidłowy rozwój organizmu. Dodatkowo osłabienie zdolności kognitywnych zwiększa ryzyko wypadków, szczególnie u kierowców. Światowy rekord Guinnessa w braku snu wynosi 264 godziny, czyli 11 dni – lecz już po 3 nieprzespanych nocach mogą pojawić się objawy psychozy – np. halucynacje i paranoja. Słowem – o zdrowy sen naprawdę warto dbać.

Jakie mogą być zaburzenia snu?

Na koniec warto wspomnieć o intrygujących zaburzeniach snu. Najczęstsze z nich nazywane jest “behawioralnym zaburzeniem fazy REM”, z angielskiego „rapid eye movement (REM) sleep behavior disorder”. Dotyczy ono około 0.5–2% populacji, występuje z podobną częstotliwością u kobiet i mężczyzn. A na czym polega? Na odgrywaniu treści marzeń sennych. W snach często pojawia się scenariusz ataku lub ucieczki. Normalnie nasze mięśnie pozostają wówczas bezwładne, a cała akcja dzieje się jedynie w naszych głowach. U osób z tym zaburzeniem ów system bezpieczeństwa niekiedy szwankuje, co może przejawiać się gwałtownymi i złożonymi zachowaniami lub wypowiedziami – np. próbą zaatakowania czy obrażenia napastnika, albo po prostu prowadzeniem swobodnej rozmowy. W większości przypadków śniący nie są świadomi swoich czynów. Naukowcy nie są w stanie, póki co, ustalić przyczyny takiego stanu rzeczy. Badania na tym polu wciąż trwają.

Istnieje również zaburzenie, które najczęściej daje o sobie znać na pograniczu snu i czuwania – mianowicie paraliż senny. Dotknięta nim osoba budzi się i, zazwyczaj z przerażenie, stwierdza, że jest niezdolna do wykonywania ruchów i wypowiadania słów, choć jest w pełni przytomna. Epizody takie trwają od kilku sekund do kilku minut i ustępują spontanicznie. Nierzadko towarzyszy im uczucie lęku, a nawet halucynacje wzrokowe i słuchowe oraz wrażenie czyjejś obecności. Nic więc dziwnego, że w ludowych podaniach pojawiają się demony i inne złowrogie, nadprzyrodzone stwory, takie jak zmory, które przybywają w nocy, siadają człowiekowi na klatce piersiowej i wysysają z niego życie… Prawdopodobieństwo wystąpienia paraliżu sennego zwiększa się wskutek deprywacji sennej, nieregularnego cyklu snu i czuwania, a także stresu. Naukowcy przypuszczają, że w wypadku tego zaburzenia dochodzi do wydłużenia paraliżu mięśni, który występuje w fazie snu REM.

Nie są to, oczywiście, jedyne zaburzenia snu. W fazach NREM występują tzw. parasomnie. Zalicza się do nich somnambulizm (chodzenie przez sen), bruksizm (zgrzytanie zębami) i lęki nocne (chodzenie przez sen, ale w panice). Śpiący zazwyczaj nie pamiętają ich wystąpienia. Przyczyny tych, a także innych parasomni pozostają na razie nieznane, ale naukowcy nie ustają w wysiłkach, by zmienić ten stan rzeczy.

Sen to zdrowie

Choć sen uważa się za czas odpoczynku, jest on produktywnym okresem dla organizmu. Zdrowy sen składa się z czterech faz i umożliwia regenerację ciała i umysłu. Natomiast brak lub niedobór snu prowadzi do uszczerbku zdrowia fizycznego i psychicznego. Warto zatem świadomie zadbać o umożliwienie organizmowi spokojnego snu. Jak to zrobić? Przede wszystkim sypiać regularnie i odpowiednio długo – minimum 7 godzin. Przed snem dobrze jest się wyciszyć, zrelaksować. Zrezygnować z oglądania telewizji, korzystania z laptopa czy smartfona – sztuczne światło, zwłaszcza to o chłodnej barwie, zaburza wydzielanie melatoniny. Zamiast tego lepiej poczytać książkę przy ciepłym świetle lampki lub posłuchać muzyki. Na kilka godzin przed zaśnięciem nie powinniśmy też jeść posiłków i pić kawy. Alkohol też nie jest wskazany – choć ułatwia zasypianie, to jednak obniża jakość snu. Jeśli nie możemy zasnąć, warto skorzystać z technik medytacji, takich jak skupienie się na własnym oddechu. Przed natłokiem myśli obronimy się zaś, licząc. Najlepiej do tyłu, zaczynając od 100 lub od 1000. Dlaczego do tyłu? Ta czynność jest nieco mniej intuicyjna niż liczenie do przodu, więc musimy się na niej lepiej skupić. A wtedy natrętnym myślom trudniej do nas dotrzeć. I sami nawet nie zauważymy, kiedy będziemy już smacznie pochrapywać…