Голодный мозг. Как перехитрить инстинкты, которые заставляют нас переедать

Во время сна мозг очищается от побочных продуктов, которые накапливаются в нем в течение дня в результате нормального метаболизма, в том числе от аденозина. Мозг проводит бережную самореконструкцию, усиливает важные нейронные связи и разрушает малозначительные. Из него выводятся бета-амилоиды, протеины, вызывающие развитие болезни Альцгеймера – одной из самых трагических спутниц старости.

Фундаментальную важность сна подчеркивает тот факт, что все животные, обладающие нервной системой, спят или, по крайней мере, входят в подобные сну состояния. Сэйпер говорит, что «если мы возьмем любой вид, вплоть до простейших беспозвоночных организмов вроде морских слизняков, то увидим, что у всех животных период активности циклически сменяется периодом отдыха». Он считает, что животным необходим сон для отдыха нейронов, которые участвуют в биохимических процессах, связанных с обучением.

Восстановительные процессы, которые протекают во время сна, имеют огромное значение для оптимальной работы мозга. Их нарушение неизбежно приводит к угнетению некоторых функций мозга, и даже хуже. Исследователь сна из Университета Пенсильвании Дэвид Динджес посвятил большую часть своей научной работы изучению воздействий депривации сна на работу мозга. Для одного из своих экспериментов Динджес на две недели распределил добровольцев на группы по длительности ночного сна: восемь, шесть и четыре часа. Каждые два часа в период бодрствования добровольцы проходили множество тестов, специально подобранных для изучения различных аспектов когнитивной функции мозга. Среди них – время реакции, внимание, оперативная память и основные арифметические функции. Результаты эксперимента должны прозвучать как предостережение для тех, кто считает сон простой тратой времени. «По результатам всех тестовых заданий хроническое ограничение ночного сна на время от 4 до 6 часов в течение 14 дней приводит к значительному кумулятивному дефициту когнитивной функции в зависимости от длительности сна».

Другими словами, согласно данным разных исследований люди, которые спят ночью от четырех до шести часов, демонстрируют более низкую когнитивную активность по сравнению с теми, которые спят по восемь часов в сутки. Кроме того, дефицит растет с каждым последующим недосыпанием. Интересно, что добровольцев клонило в сон первые несколько дней недостаточного сна, но потом «испытуемые не осознавали возрастающего когнитивного дефицита». То есть люди, которые систематически не высыпаются, могут даже не осознавать, насколько плохо они функционируют.

В самом худшем случае потеря сна может привести к смерти. Примером такого стечения обстоятельств является редкое генетическое заболевание фатальная семейная бессонница. В результате нейродегенеративного процесса человек с этим заболеванием постепенно теряет способность погружаться в сон. У него развиваются галлюцинации, он начинает бредить, страдать слабоумием и через несколько месяцев умирает. Ученые пока не могут точно сказать, что приводит в этом случае к смерти – потеря сна или другие аспекты нейродегенеративного процесса. Однако состояние пациентов начинало стремительно ухудшаться с появлением бессонницы. Эксперименты на крысах, которые проводили в прошлом, подтверждают гипотезу о смертельном исходе хронической депривации сна. Даже если потеря сна не убивает, то все равно недостаточный или некачественный отдых ночью может расстроить работу мозга и метаболическую активность, что часто приводит к ожирению.

Сладких снов

Вернемся к исследовательской работе Сент-Онже, с которой мы познакомились вначале главы. Ученые не остановились на том, чтобы подсчитать количество потребляемой пищи у недосыпающих добровольцев. Все испытуемые прошли фМРТ, чтобы выявить, каким образом ограничение сна влияет на реакцию мозга в ответ на пищевые раздражители. Как показали снимки, ограничение сна усиливает отклик мозга на раздражители, связанные с едой, особенно высококалорийной и вредной вроде пиццы и пончиков. Область мозга, отвечающая за пищевое вознаграждение, в том числе вентральный стриатум, была наиболее активна у людей, которые мало спали. Возможно, этим объясняется их возросший аппетит.