У сна младенцев есть скрытый ритм, который десятилетиями упускали из виду

Фото из открытых источников

Младенцы ворочаются во сне. Каждый родитель это видел: пинание ножкой, размахивание рукой и гримасу, искажающую лицо в темноте. Ученые отслеживают это движение на протяжении десятилетий, пытаясь найти подсказки о том, как развивается спящий мозг. Тишина между ерзаниями привлекала гораздо меньше внимания. Спокойствие никогда не казалось мне ценным источником информации.

В новом исследовании, в ходе которого отслеживалось более 35 000 часов сна младенцев, было обнаружено нечто в этих промежутках – ритм, который очень точно отражает структуру самого сна. Результаты исследования опубликованы в журнале SLEEP.

Исследователи хотели выяснить, скрывает ли это ночное беспокойство какую-либо закономерность, и они ее обнаружили.

Ева Виннебек из Университете Суррея возглавила группу исследователей, которая превратила изучение сна младенцев в исследование движений.

Исследователи отслеживали, как неподвижно лежат младенцы в течение ночи. Сон представляет собой повторяющиеся циклы сна, медленное чередование глубокого, спокойного сна и более легкого сна с обилием сновидений. Ученые десятилетиями отслеживали эти циклы у взрослых, почти всегда в лабораториях сна, оснащенных электродами.

С младенцами гораздо сложнее разобраться. Уложить трехмесячного ребенка спать в незнакомой комнате, используя электропроводку, непросто, и это редко позволяет понять, как ребенок на самом деле спит дома. В результате ритмы первого года жизни оставались расплывчатыми по сравнению с тем, что нам известно о сне взрослых.

Чтобы обойти проблему, связанную с лабораторными условиями, команда обратилась к более старой идее. Задолго до появления электродов исследователи сна просто наблюдали за движениями тела.

Группа исследователей из Суррея возродила этот подход, используя носимый датчик движения, известный как актиграфия, который крепится к лодыжке каждого младенца. Каждый младенец носил на лодыжке монитор активности в течение 10 дней в возрасте трех, шести и 12 месяцев.

Родители носили аналогичные устройства на запястьях, чтобы исследователи могли сравнить режим сна взрослых и младенцев. В общей сложности в исследовании приняли участие 152 младенца. Это составило более 35 000 часов зарегистрированного сна.

Исследователи использовали инструменты обработки сигналов, разработанные для извлечения слабых, повторяющихся паттернов из шума, поскольку эти ритмы меняются от ночи к ночи и от человека к человеку — только масштаб может определить их форму.

В результате появилась волна. Конечности младенца не просто затихали, когда наступал сон, и начинали шевелиться, когда он заканчивался. Тишина то нарастала, то спадала, снова и снова, на протяжении одного и того же отрезка сна.

Именно это зацикливание и является открытием. Исследователям давно было известно, что двигательная активность снижается, когда младенец засыпает. Никто ранее не демонстрировал в таком масштабе, что состояние покоя меняется в устойчивом ритме, точно отражающем то, что в предыдущих исследованиях описывалось как чередование глубокого сна и сна со сновидениями.

Каждая волна длилась примерно час, от одного пика до следующего. Возможность считывать стадии сна непосредственно по движениям тела уже была доказана на взрослых.

В одном исследовании эти волны бездействия были сопоставлены с подробными записями, полученными в лаборатории сна, и было обнаружено, что они очень похожи. Волны не имели одинакового размера. Через три месяца цикл длился около часа.

К первому дню рождения ребенка продолжительность цикла увеличилась примерно на 10 минут. Это медленное удлинение соответствует результатам небольших лабораторных исследований, проведенных для циклов глубокого сна и сновидений.

Взрослые занимают более высокое место в той же шкале. Средние циклы неподвижности у родителей составляли около 80 минут. Это дольше, чем у их детей, и ближе к 90 минутам, которые обычно называют для сна взрослых.

Частичное увеличение продолжительности сна объясняется просто тем, что по мере взросления младенцы спали более продолжительными непрерывными отрезками. Остальные причины полностью объяснить не удалось.

Один результат выделялся на фоне остальных. У младенцев, продолжавших грудное вскармливание в 12 месяцев, циклы были немного длиннее, чем у тех, кто уже отлучился от груди. У их матерей наблюдалась та же закономерность: циклы длились примерно на семь минут дольше. 

Причины, по которым кормление грудью может влиять на режим сна, до сих пор не выяснены. Исследователи предполагают, что гормоны, содержащиеся в грудном молоке, уровень которых повышается и понижается в течение дня, утром содержат больше кортизола, гормона, отвечающего за бодрствование, а ночью – мелатонина, гормона, отвечающего за сон.

Эти сигналы, подаваемые по расписанию, могут помочь настроить внутренние биологические часы младенца, подталкивая его организм к более стабильному суточному режиму.

В недавнем исследовании описывается аналогичное ежедневное изменение состава молока, хотя команда рассматривает эту связь скорее как зацепку, заслуживающую внимания, чем как закрытое дело.

Соавтор исследования Грегори Хаммад рассматривает эту работу как возрождение чего-то более древнего. Циклы движений изначально использовались исследователями для определения стадий сна, за десятилетия до того, как в этой области получили распространение регистрация активности мозга и отслеживание движений глаз.

Актиграфия позволяет применять этот подход в повседневной жизни, избегая при этом госпитализации. Преимущество заключается в том, что браслет на лодыжку можно носить где угодно. Он может записывать сон ребенка в его собственной кроватке в течение многих обычных ночей, улавливая ежедневный ритм домашнего сна, который обычно сбивается одной ночью, проведенной с использованием проводов в лаборатории.

По словам Хаммада, наступление и затишье в состоянии покоя достоверно указывают на то, через какой цикл проходит младенец. Это дает исследователям недорогой и воспроизводимый способ отслеживать сон по мере его развития в течение решающего первого года жизни.

До этой работы ритм циклов сна младенцев в основном определялся на основе небольших лабораторных выборок. Теперь же имеются масштабные доказательства того, что собственные движения младенца соответствуют этим циклам. В течение первого года циклы неуклонно удлиняются, и грудное вскармливание, по-видимому, замедляет их. Это открывает путь, по которому раньше врачам и ученым было непросто идти.

Простое носимое устройство, отслеживающее развитие сна младенца и используемое в домашних условиях для тысяч детей, могло бы достаточно рано выявлять отклонения в этом развитии, чтобы можно было принять соответствующие меры.

«Чем больше мы узнаем, тем точнее сможем отличать здоровый сон от нездорового и помогать родителям и врачам выявлять проблемы на ранних стадиях», — сказала Виннебек. Она надеется, что фиксация движений превратится в рутинный инструмент для наблюдения за процессом развития.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний