Ученые объяснили, почему после плохого ночного сна мозг начинает «отключаться»

Фото из открытых источников

Многие замечали, что трудно сохранять ясность ума после бессонной ночи. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, указывает на удивительную причину: мозг может на короткое время переходить в режим, подобный сну, для очистки, даже когда вы бодрствуете.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) утверждают, что кратковременные провалы в концентрации внимания после плохого сна объясняются внезапными движениями жидкости в головном мозге — процессом, обычно свойственным глубокому сну.

Эта жидкость, называемая спинномозговой жидкостью (СМЖ), помогает выводить отходы, которые накапливаются в течение дня. 

Во время сна эта система очистки работает, не мешая мыслительным процессам. Но, как показало исследование, при недостатке сна мозг может пытаться активировать эту систему в часы бодрствования, и в результате страдает внимание.

«Если вы не высыпаетесь, волны спинномозговой жидкости начинают вторгаться в ваше бодрствование, где вы обычно их не видите», — заявила старший автор исследования Лора Льюис из Массачусетского технологического института. «Однако это сопряжено с компромиссом в отношении внимания, поскольку внимание ослабевает в моменты, когда наблюдается эта волна потока жидкости». 

Исследователи изучили данные 26 добровольцев, протестировав каждого дважды: один раз после ночи лишения сна и один раз после полноценного ночного отдыха.

На следующее утро участники прошли тесты на внимание, находясь внутри аппарата функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Исследователи отслеживали движение спинномозговой жидкости внутрь и наружу мозга, а также частоту сердечных сокращений, дыхание и размер зрачков.

В ходе тестов на внимание участники должны были быстро реагировать на визуальные или звуковые сигналы. При недосыпании их реакция замедлялась, и иногда они вовсе пропускали сигналы.

Каждый раз, когда внимание ослабевало, повторялась одна и та же картина:

• Спинномозговая жидкость вытекала из мозга.
• Сердечный ритм и дыхание замедлялись.
• Зрачки сужались.

Как только внимание восстановилось, жидкость снова начала поступать.

«Результаты показывают, что в момент, когда внимание ослабевает, эта жидкость фактически выводится наружу, от мозга. А когда внимание восстанавливается, она снова втягивается», — объяснила Льюис.

Ведущий автор исследования Цзиньнон Ян из Массачусетского технологического института заявил, что мозг, возможно, пытается восстановиться после недосыпа, ненадолго переключаясь в состояние, похожее на сон.

«Один из способов осмыслить эти события — это объяснить, что ваш мозг остро нуждается во сне и изо всех сил пытается войти в состояние, подобное сну, чтобы восстановить некоторые когнитивные функции», — говорит Ян.

Исследователи также обнаружили, что эти провалы в концентрации внимания связаны с областями, расположенными вне головного мозга.

«Интересно то, что, похоже, это не просто феномен в мозге, это также событие, затрагивающее весь организм», — добавила Льюис. «Это говорит о тесной координации этих систем, когда, когда ваше внимание ослабевает, вы можете ощущать это на уровне восприятия и психологии, но это также отражает событие, происходящее во всем мозге и теле».

Исследователи не смогли идентифицировать конкретную задействованную цепь, но предполагают, что в этом процессе участвует одна система управления. Речь идёт о норадренергической системе, которая использует химическое вещество норадреналин и, как известно, изменяет свою активность во время сна.