Супрахиазматическое ядро регулирует цикл сна и бодрствования также за счет гормона мелатонина. Циркулируя в крови, мелатонин разносит по телу сигнал о наступлении сумерек. Он помогает мозгу регулировать выбор времени сна, сигнализируя о наступлении темноты, но на возникновение самого сна, как многие ошибочно думают, большого влияния не оказывает.
С течением ночи концентрация мелатонина в крови медленно понижается, а с рассветом его действие прекращается. Отсутствие в крови мелатонина сообщает мозгу, что период сна подошел к концу и можно давать сигнал о пробуждении.
Аденозин. Если мелатонин начинает вырабатываться ближе к вечеру, то аденозин накапливается в мозге с самого начала периода бодрствования. С каждой минутой его концентрация в организме увеличивается. Чем дольше вы бодрствуете, тем больше аденозина накапливается к началу следующего периода сна.
Аденозин отвечает за потребность во сне. Чем выше концентрация аденозина в мозге, тем сильнее вы хотите спать. Это химическое вещество усиливает сигнал участков мозга, отвечающих за сон, и заглушает сигналы долей мозга, стимулирующих бодрствование. В результате, когда концентрация аденозина достигает своего пика, а с большинством людей это происходит после 1216 часов бодрствования, вас охватывает неодолимое желание спать. Ночью мозг выводит дневную дозу аденозина. У здорового человека расщепление аденозина полностью завершается примерно через восемь часов после начала сна.
Однако подаваемый аденозином сигнал ко сну можно искусственно приглушить, чем и занимается подавляющее большинство людей. Мы еще вернемся к этой теме чуть ниже, когда будем говорить про кофеин.
Не давая себе выспаться, вы становитесь собственным должником: не ликвидированное за ночь количество аденозина останется в организме и продолжит накапливаться. Долг перевалит на следующий день, затем на следующий, и в итоге вы окажетесь в ситуации хронической депривации сна. Это состояние ощущается как хроническая усталость, которая проявляется при многих психических и физических заболеваниях.
Фазы снаВ течение ночи наш мозг каждые 90 минут переключается между двумя фазами сна: фазой медленного сна (ФМС) и фазой быстрого сна (БДГ сокр. от «быстрые движения глаз»). Соотношение длины фаз внутри каждого полуторачасового цикла меняется. В первой половине ночи превалирует глубокий сон медленной фазы, а во второй главенство переходит к быстрому сну с небольшими вкраплениями ФМС-сна.
Согласно теории автора, такое взаимодействие между медленной и быстрой фазами сна помогает мозгу реконструировать и отлаживать наши нейронные связи, оптимизируя при этом ограниченное в объеме хранилище памяти. Так сон поддерживает механизм памяти и решает проблему хранения воспоминаний. На первом этапе мозг отсеивает лишнюю информацию, а на втором соединяет оставшееся между собой и добавляет детали.
Теперь, когда мы знаем, как соотносятся между собой фазы сна, попробуем решить задачу. Если вы легли спать в полночь и проснулись в шесть утра, какой процент сна вы теряете? Первый ответ, который приходит в голову, 25 %. Однако на самом деле вы теряете 6090 % всего БДГ-сна. К последствиям такой потери мы вернемся чуть ниже. Тот же принцип работает и в обратном направлении: если вы просыпаетесь в восемь утра, а ложитесь в два часа ночи, вы теряете значительную часть ФМС-сна.
Медленный сон. Медленный сон запускает процесс консолидации памяти. Он помогает закрепить то, что отложилось в мозге в течение дня, и работает на сохранение информации.