Напевно, ви чули, як люди кажуть, що їм подобається бігати, тому що це дозволяє їм вимкнутись. Можливо, ви і самі так відчуваєте. Ну останні дослідження на мишах припускає, що це може бути науковою підставою, оскільки активність мозку дійсно знижується, коли ви виконуєте просту, повторювану дію. Більш того, в той час як біг може втомити ваше тіло, такі вправи насправді можуть зменшити потребу вашого мозку у сні.

Бути неспаним і спати не є двома взаємовиключними, єдиними станами. Часом ти можеш бути глибше заснув або набагато ширше, ніж інші, і межа між ними можна розмити. Ваша нормальна поведінка, наприклад здатність швидко реагувати на несподівані події, погіршується, коли ви не спите після звичайного сну. Ми не знаємо точно, чому це так, але це можуть бути ті частини вашого мозку йти спати навіть коли ти технічно не спиш. Але при правильній мотивації ми також можемо змусити себе не спати і навіть тимчасово відновити роботу.

Скільки нам потрібно спати або ми можемо не спати, залежить певною мірою на наших генах, Але свідчать дані на них також впливає те, що ми робимо, коли ми не спимо. Дивно, але ми досі не знаємо, що таке неспання тисне на наше тіло, але вчені часто називають це "Процес S". Як і пісочний годинник, рівні процесу S вказують, скільки часу ми не спали або спали, і наскільки ймовірно, що ми заснемо або прокинемося в будь -який момент.

Останні дані свідчать про те, що що сон ініціюється не головним мозком в цілому, а локальними мережами нейронів, які більше використовувалися під час неспання. Мої колеги і я задавалися питанням, чи частини мозку, відповідальні за певну поведінку, впливають на нашу здатність не спати більше, ніж інші.

Всю ніч з мишами

Щоб перевірити цю теорію, ми використали відому тенденцію для мишей спонтанно бігати на колесі, іноді долаючи багато кілометрів щоночі. Коли миші так бігають, вони витрачають значні витрати більше часу не спиш, ніби їх потреба спати накопичується повільніше, або якщо щось переважає це. Щоб пролити світло на цей загадковий процес, ми дослідили, що саме відбувається в мозку спонтанно бігають мишей.

У нашому дослідженні, ми записали електричну активність окремих нервових клітин у неокортексі кожної миші - зовнішньому шарі мозку - під час їх бігу на колесі. Як правило, коли миша (або людина) не спить і активна, нейрони спрацьовують з високою швидкістю. Це пояснюється тим, що мозок повинен стежити за оточенням, координувати рухи та приймати рішення миттєво. Ця постійна активність мозку вимагає багато енергії приблизно 20% всієї енергії використовується організмом.

На диво, ми виявили, що коли миші бігали на великій швидкості, деякі їх нейрони припиняли стріляти взагалі. А загальна активність мозку в руховій та сенсорній областях неокортексу зменшилася в середньому щонайменше на 30%. Парадоксально, але це свідчить про те, що загалом активна фізична поведінка та інтенсивні рухи не обов’язково потребують активнішого мозку.

Ми також помітили, що коли тварини ведуть багато різної поведінки, їх нейрони спайкують різними способами, від повільного до швидкого розряду. Але під час монотонного процесу бігу нейронні шипи стали набагато більш послідовними. Це свідчить про те, що біг асоціюється не тільки зі зниженням загальної активності, але і з появою більш стабільного, однорідного стану мозку.

Наше наступне питання полягало в тому, чи вплине це на загальну активність мозку протягом тривалих періодів неспання. Попередні дослідження припускав, що чим довше ви не спите, тим більш збудливим стає ваш мозок (тим більше ймовірність, що ваші нейрони спрацюють). Ми виявили, що нейрони наших мишей в середньому виробляли більше спайків перед сном, ніж у період незабаром після пробудження, на кілька годин раніше. Але якщо миші витрачали багато часу на біг, цього збільшення спайків не сталося. Це говорить про те, що якщо нейрони не використовуються, вони не стають більш збудливими.

Робочий стан душі

Виходячи з цих спостережень, ми прийшли до висновку, що якби в день миші домінували завдання, що вимагають повторюваних або ритмічних рухів (наприклад, біг), її мозок перебував би в принципово іншому стані від нормального. Такий стан може навіть дозволити мозку відпочити, не входячи в глибокий сон, і забезпечити ті ж переваги. Останні докази послідовно пропонує що короткі періоди вправ можуть бути корисними для когнітивних функцій у подібний спосіб сну.

Інші приклади з природи підтверджують цю ідею. Наприклад, птахи сплять набагато менше коли вони літають без зупинок багато днів або мігрує. Існують навіть деякі докази подібного впливу на людину, наприклад зв'язок між медитацією та а знижена потреба у сні. Ми не знаємо напевно, чому це відбувається, але може бути, що медитація пов’язана зі станом мозку, коли час фактично повільніше. І це може бути те ж саме для мишей на колесі.

Є ще багато питань, на які слід відповісти, чому нам потрібно спати і як це впливає на наш мозок. Але все більш зрозумілим стає те, що ми не можемо зрозуміти таємницю сну, не розуміючи, що відбувається, коли ми прокидаємось.

про автора

Владислав Вязовський, доцент кафедри нейронауки, Оксфордський університет

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon