Зачем мы спим

Наблюдая за детьми и подростками, Файнберг отметил, что по мере того как завершались последние всплески роста нейронов в мозге — аналог поздней весны и раннего лета, — интенсивность глубокого сна оставалась умеренной. Затем Файнберг отметил в своих электрических записях резкий рост интенсивности глубокого сна. Происходило это как раз в то время, когда потребности развития мозговых связей переключались с роста количества связей на их сокращение — по нашей аналогии с природой, осенью. И когда поздняя осень готова была перейти в зиму, а процесс сокращения был почти завершен, записи Файнберга показали, что интенсивность глубокого медленного сна явно снижается. На этом жизненный цикл детства заканчивался, облетали последние листья, и развитие нейронных связей подростков завершалось. Глубокий медленный сон выполнил свою миссию и способствовал их переходу в раннюю зрелость.

Файнберг предположил, что рост и снижение интенсивности глубокого сна помогали ребенку в пути через опасные высоты подросткового возраста и тем самым обеспечивали безопасное продвижение к окончательному взрослению. Недавние исследования подтвердили эту теорию. Когда в подростковом возрасте глубокий медленный сон совершает свою последнюю реконструкцию и подстройку мозга, начинают улучшаться познавательные навыки, логическое мышление и способность рассуждать критически. Взгляните пристальней на распределение по времени этих взаимоотношений, и вы увидите кое-что еще более интересное. Изменения в глубоком сне всегда на несколько недель или месяцев предшествуют когнитивным и эволюционным вехам развития мозга, наводя на мысль о векторе влияния: глубокий сон может быть движущей силой созревания мозга, а не наоборот.

Файнберг сделал и второе серьезное открытие. Когда он изучил графики изменения интенсивности глубокого сна в каждой отдельной точке через прикрепленный к ней электрод, они оказались разными. Кроме того, он выяснил, что паттерн роста и замедления созревания всегда начинался в задней части мозга, которая выполняет функции зрительного и пространственного восприятия, а затем, по мере развития подростка, продвигался вперед. И вот что наиболее удивительно: самой последней остановкой в этом путешествии к созреванию стала верхушка лобной доли, которая отвечает за рациональное мышление и критическое принятие решений. Таким образом, задняя доля мозга подростка была более «взрослой», в то время как передняя оставалась больше похожей на «детскую»[42].

Эти открытия помогли объяснить, почему подростки не отличаются здравомыслием, ведь именно отвечающий за него отдел мозга созревает последним. Разумеется, сон не единственный фактор в процессе созревания мозга, но он кажется достаточно важным, прокладывая путь к зрелому мышлению и способности рационально мыслить. Исследование Файнберга напоминает мне рекламный щит одной крупной страховой компании, надпись на котором гласила: «Почему 16-летние водят так, словно у них отсутствует часть мозга? Потому что так оно и есть». Чтобы завершить нейронное созревание, нужен глубокий сон и время на развитие, которое заделает эту мозговую прореху в лобной доле. Когда ваши дети наконец достигнут возраста двадцати с лишним лет и страховка за машину станет меньше, за эту экономию вы сможете поблагодарить сон.

Взаимосвязь между интенсивностью глубокого сна и созреванием мозга, которую описал Файнберг, наблюдается во всем мире у разных социальных групп детей и подростков. Но откуда мы знаем, что глубокий сон действительно дает нейронное упрощение, необходимое для созревания мозга? Возможно ведь, что изменения характера сна и созревание мозга происходят приблизительно в одно и то же время, но не зависят друг от друга?

Ответ нашелся при изучении поведения молодых крыс и кошек в возрасте, соответствующем подростковому у человека. Ученые лишали этих животных глубокого сна, при этом в период созревания они останавливали подстройку связей мозга, выявляя роль глубокого сна в подготовке мозга к здоровой зрелости[43]. Интересно, что введение кофеина в организм молодых крыс также нарушает глубокий медленный сон и, как следствие, замедляет многочисленные процессы созревания мозга, например развитие социальной активности, способность к грумингу[44] и самостоятельному изучению окружающей среды — критерии самомотивированной обучаемости[45].

Осознание важности глубокого сна для подросткового возраста оказалось весьма полезным для понимания правильного развития мозга и, кроме того, дало ключ к осмыслению рождения аномальных процессов в мозге подростка. Многие из психических расстройств — шизофрения, биполярное аффективное расстройство, глубокая депрессия, синдром дефицита внимания и гиперактивности — в настоящее время считаются производными такого аномального развития, поскольку они обычно возникают в детстве и подростковом возрасте.