Зачем человеку сон

Для чего человеку сон? Это кажется очевидным – для отдыха. Между тем такой ответ не является информативным и исчерпывающим, ведь он порождает новые вопросы: для чего человеку отдых? Почему в процессе отдыха отключаются чувства и реакции?

Почему время отдыха совпадает с темным периодом суток? Пытаясь ответить на все эти вопросы, ученые разработали несколько теорий сна. Тем не менее ни одна из них также не является всеобъемлющей и вопрос о природе и назначении сна по-прежнему является темой обсуждения физиологов.

Исследование сна: от гипотез к фактам

В прежние времена, рассуждая о природе и механизме сна, физиологи большое значение придавали явлению мышечной релаксации, которая сопровождает всякий сон. Способность сна восстанавливать физические силы они считали приоритетной функцией. Даже после обнаружения двухфазной структуры сна эта концепция не утратила актуальность.

Современные физиологи изучали вопрос, касающийся природы и назначения сна, под разными углами зрения. Например, проводились исследования состояния организма людей и животных, которые были искусственно лишены сна.

Также исследовались отличия в характере сна у различных высших животных, чтобы выяснить, могут ли сходства или различия между видами выявить важные механизмы, регулирующие функции сна. Несмотря на десятилетия исследований и множество открытий в отношении других аспектов сна, вопрос о том, зачем нужен сон, был трудным для ответа.

Тем не менее со временем в физиологии накопилось значительное количество фактов и подтвержденных гипотез, указывающих на то, что обеспечение мышечного отдыха не является главной задачей сна. Так, исследования больных с атрофией скелетных мышц не выявили у них сокращения периода сна несмотря на то, что они не нуждались в мышечном отдыхе.

Следовательно, сон – это не просто физический отдых, а сложный и многофункциональный физиологический процесс.

Теория бездействия

Одна из самых ранних теорий сна, которую иногда называют адаптивной или эволюционной теорией, утверждает, что бездействие ночью – это адаптивное свойство организма, выполняющее функцию выживания.

Сон предохраняет животных от опасных ситуаций (нежелательных встреч с хищниками) в темное время суток – то есть тогда, когда они особенно уязвимы. Теория бездействия говорит, что животные, бездействующие по ночам, имеют преимущество перед теми животными, которые в это время остаются активными.

Тем не менее у этой теории есть простой контраргумент. Он заключается в том, что для животного всегда безопаснее оставаться в сознании, чтобы иметь возможность реагировать на чрезвычайную ситуацию.

Теория энергосбережения

Одним из самых сильных факторов естественного отбора является конкуренция и эффективное использование энергетических ресурсов. Теория энергосбережения предполагает, что основная функция сна заключается во временном снижении потребности и расхода энергии животного – особенно в те моменты, когда поиск пищи наименее эффективен.

Исследования физиологов показали, что энергетический обмен и потребность в калориях действительно значительно снижается во время сна (у людей – до 10 %, а у некоторых животных – значительно выше). Эти доказательства подтверждают предположение, что одной из основных функций сна является обеспечение сохранения их энергетических ресурсов. Многие ученые считают, что эта теория связана с теорией бездеятельности и является ее составной частью.

Теория восстановления

Одно из объяснений причин сна основано на давнем убеждении, что сон каким-то образом служит для восстановления сил, теряемых организмом во время бодрствования. Сон дает возможность организму подготовиться к новому периоду активности. В последние годы эти идеи получили поддержку из эмпирических данных, собранных в процессе исследований людей и животных.

Наиболее поразительным из них является то, что у лишенных сна животных в значительной степени страдает иммунитет, что в итоге может привести даже к смерти. Этот факт также подтверждается данными о том, что многие из основных восстановительных функций в организме, таких как рост мышц, восстановление тканей, синтез белка и высвобождение гормона роста, происходят в основном во время сна.

Теория пластичности мозга

Одно из самых последних и убедительных объяснений того, почему животные спят, основано на данных о том, что сон коррелирует с изменениями в структуре и организации мозга.

Явление, известное как пластичность мозга, пока изучено недостаточно, но известно, что его связь со сном имеет несколько важных последствий. Например, доказано, что сон играет решающую роль в развитии мозга у младенцев и детей младшего возраста. Младенцы тратят на сон от 13 до 14 часов в день, и около половины этого времени уходит на фазу быстрого сна. В свете рассматриваемой теории связь между сном и пластичностью мозга становится очевидной и у взрослых.

Это видно по тому, как сон и лишение его влияют на способность людей учиться и выполнять различные задания.

Хотя все вышеперечисленные теории по-прежнему остаются недоказанными, наука добилась огромных успехов в раскрытии того, что происходит во время сна, и какие механизмы в организме контролируют циклы сна и бодрствования.

Несмотря на то, что проведенные исследования и выдвинутые гипотезы пока еще не дают прямого ответа на вопрос: «Почему мы спим?», накопленные знания создают условия для того, чтобы поставить вопрос о причинах сна в новом контексте и направить исследования в новое русло.