Людина проводить третину життя «ніде». Навіщо ми спимо?

Робота, дружба, спорт, родичі, їжа, читання — в добі явно недостатньо часу, щоб все встигнути. Щоб жити повноцінним життям, багато хто з нас викроюють дорогоцінні години у часу, відведеного на сон. Беремо в борг, щоб на наступний день заплатити подвійну ціну. Насичене життя призводить до незбагненній, разючій скорочення, якщо взагалі не відмови від сну. Якщо б у світі існувало захворювання, що позбавляє людей третини дорогоцінної життя, пошук ліків був би щедро фінансувався. Це святий Грааль дослідників сну. Можливо, вони намацали нитку.

Як і з багатьма іншими, нам важко відмовитися від нашої біологічної потреби у сні через культурного коду. Практика сну протягом восьми годин на м'якій піднятій платформі, поодинці або парами, насправді нетипова для людей. Багато традиційні суспільства сплять обривками, а соціальна діяльність триває всю ніч. Деякі прокидаються, коли відбувається щось цікаве, а іноді засипають посеред розмови, щоб припинити суперечку. Сон універсальний, але приходить до всіх по-різному.

Різні види також, по всій видимості, сплять по-різному. Травоїдні сплять набагато менше м'ясоїдних — слони по чотири години, леви за двадцять — не в останню чергу тому, що їм потрібно більше часу, щоб прогодувати себе і захистити. Будучи всеїдними, люди потрапляють десь між двох цих сплячих груп. Циркадні ритми, внутрішній годинник організму, дозволяють нам передбачати денний цикл неспання і впорядковувати функції організму в часі так, щоб вони не заважали один одному.

Наші внутрішні годинник засновані на хімічному коливанні, петлі зворотного зв'язку на клітинному рівні, яке триває 24 години і ховається в скупченні клітин за нашими очима (біля зорових нервів). Навіть глибоко в печері без доступу до світла або годинах наші тіла зберігають внутрішній графік майже в точності 24-годинним. В ізольованому стані годинник нашого тіла будуть йти трохи повільніше. Якщо графік сну і неспання не оновлювати світлом, ми будемо прокидатися на кілька хвилин пізніше кожен день. Цей глибоко укорінений цикл можна знайти в будь-якому відомому многоклеточном організмі, і обертання Землі — відповідне циклами дня і ночі — сформувало його.

Сон людини складається з кількох 90-хвилинних циклів активності мозку. У сплячої людини показання електроенцефалограми (ЕЕГ) дуже складні, але коли настає сон, хвилі мозку уповільнюються, проходять через першу стадію (розслаблення), другу (легкий сон) і третю (повільнохвильовий глибокий сон). Після цих відновлювальних етапів мозок переживає фазу швидкого руху очей, в якій мозок нагадує чував. Розбуджені в цій стадії пам'ятають, що їм снилося.

Одним з найцінніших результатів роботи на тему позбавлення сну стало виявлення явних індивідуальних відмінностей: деякі люди працюють краще після безсонних ночей, а деякі навпаки. Поділ цілком чітке і, по всій видимості, базується на кількох генетичних варіанти, які кодують рецептори нейротрансмітерів, відкриваючи можливість у майбутньому підібрати дозу і стимулятор для певного генетичного типу.

На початку цього тисячоліття стало очевидно, що біологічний імператив спати мінімум третина 24-годинного періоду — надмірний і непотрібний. Так само, як таблетки і презервативи контролюють народжуваність дітей, інші стимулятори зможуть позбавити нас від архаїчного спадщини тваринного світу.

Будь-який засіб від сонливості повинно бути націлене на префронтальну кору головного мозку. Виконавчі функції мозку особливо уразливі для позбавлення сну, а люди, які мало сплять, з більшою ймовірністю ризикують і з меншою ймовірністю можуть приймати нові або творчі рішення або планувати курс дій. Дизайнерські стимулятори, такі як модафініл і армодафинил, «оживляють» ці області і ефективно долають негативні наслідки позбавлення сну. Протягом 60 годин неспання 400 мг модафинила через кожні вісім годин відновлюють знижену продуктивність у всіх видах роботи, від самих нудних до самих складних.

Круто, так. Однак це приблизно ідентично відновлювальним ефектів 20 мг декстроамфетамина, або 600 мг кофеїну (еквівалент приблизно шести чашок кави). Хоча кофеїн має більш короткий період напіврозпаду і повинен прийматися кожні чотири години або близько того, він є скрізь і цілком дешевий.

Те, що дизайнерські стимулятори дозволяють займатися тривалої і зосередженою роботою, знає будь-який студент коледжу або університету, питущий енергетичні напої під час сесії. Куди більш складним випробуванням для людини, що сидить на стимуляторах, було б навчити бабусю користуватися телефоном. Досить важко спроектувати стимулятор, який запропонує осередок без тунельного ефекту — тобто без втрати здатності орієнтуватися в широкій середовищі і приймати соціально обумовлені рішення. Роздратованість і нетерплячість заважають динаміці команди і соціальним взаємодіям, але такі нюанси зазвичай випускаються в дослідженнях препаратів. Ці проблеми в значній мірі ігноруються на тлі ентузіазму в розробці препаратів, що знижують потребу в сні.

У 1996 році оборонний психолог Мартін Тейлор викликав пару добровольців і дав кожному по карті. На одній з двох карт був маршрут. Тому, у кого була карта з маршрутом, потрібно було описати його достатньо точно своєму партнеру, щоб той міг відтворити його на своїй карті. Між тим,вчені слухали їхні переговори. У контрольній групі волонтерів мітка на карті часто представлялася як питання, наприклад: «Бачиш парк на захід від кільцевої розв'язки?». Волонтери ж, що прийняли стимулятор модафініл, опускали ці петлі зворотного зв'язку, замість цього керуючись уривчастими і безкомпромісними інструкціями: «Виходиш на захід від кільцевої розв'язки, потім повертаєш наліво до парку». Їх діалоги були коротшими, і вони давали менш точну карту, ніж контрольні волонтери. Більш того, модафініл призводив до того, що випробуваний переоцінював свої можливості. Він не тільки гірше справлявся із завданням, але й не помічав цього.

Одна з причин, по якій стимулятори стали розчаруванням у зниженні потреби у сні, полягає в тому, що ми недостатньо добре розуміємо, навіщо взагалі спимо. Більше сотні років досліджень сонної депривації підтвердили очевидне: позбавлення сну робить людину сонним. Він повільніше реагує на зовнішні подразники, повільніше обробляє інформацію, не може зосередитися, і найважливішим індикатором стає тенденція швидко засинати, коли лягаєш в темній кімнаті. «Вирубаєшся». По всій видимості, основна функція сну – підтримувати наше неспання протягом дня.

Оскільки стимулятори не змогли стати біологічним замінником сну, новим гаслом експериментаторів у галузі сну стала «ефективність: скорочення кількості годин сну, необхідного для повної функціональності. Оборонне агентство перспективних досліджень DARPA веде до того, щоб стиснути повноцінний нічний сон у кілька годин. Солдати, які перебувають на службі, повинні будуть функціонувати у відповідності з їх когнітивними і фізіологічними навичками, навіть не потребуючи в 24-годинному циклі сну.

Ненсі Уэстенстен, психолог Центру військової психіатрії і нейронауки в Інституті досліджень армії Уолтера Ріда, шукає способи довше підтримувати солдатів в робочому стані, намагаючись подолати наслідки гострої або хронічної сонної депривації. Вона стверджує, що сон людини треба розглядати як важливий ресурс, як їжу або паливо. Працюючи з корпусом ВМС, Уэстенстен зовсім не намагається створити суперсолдата, який ніколи не буде спати. Вона навіть не намагається поліпшити продуктивність солдатів – вони і без того еліта. Всім потрібно спати, хоча б іноді. Але театр бойових дій вимагає, щоб солдати були в стані неспання і готовності як можна довше.

Хоча армія і ВПС США мають довгу історію використання стимуляторів – саме там винайшли модафініл і декстроамфетамін, використовувані для 24-годинних польотів – морпіхи, як правило, не сприймають ніяких фармакологічних втручань. Як і Уэстенстен, Кріс Берка з Advanced Brain Monitoring, один з партнерів DARPA з дослідженням, говорить, що насторожено відноситься до стимуляторів. «Рано чи пізно з'являється який-небудь стимулятор, начебто добре працює і привертає інтерес, а потім ніхто про нього більше не чує, тому що у нього виникають обмеження і проблеми».

Деякі невдалі місії ВВС звернули увагу на небезпеку параної, викликаної прийомом амфетаміну. Менш ніж через десять років після заборони амфетамінів ВПС США в 1992 році, «похідні таблетки» були спокійно повернуті для вживання бойовими пілотами під час тривалих вильотів в Афганістані. 17 квітня 2002 році майор Гаррі Шмідт, один з кращих бойових пілотів, летів на винищувачі F-16 над Кандагаром. Канадські солдати під ним проводили операцію, і диспетчери наказали Шмідту утриматися від вогню. Однак пілот, що перебуває «під таблетками», вирішив, що його атакують, натиснув на гашетку і вбив чотирьох канадських солдатів. Цей інцидент призвів до польового суду, але ЗМІ торкнулися здебільшого фармацевтичний аспект.

Спеціально для військового персоналу ABM розробила маску «Сонний тренажер» — Somneo Sleep Trainer – яка використовує одне - або двогодинні вікна для стратегічного сну в мобільному середовищі для сну. Відсікаючи навколишній шум і візуальні відволікаючі фактори, маска нагріває область навколо очей (вважають, що це допомагає людям відійти до сну). Також вона оснащена блакитним світлом, який стає все яскравіше в міру наближення часу сну, пригнічуючи гормон сну мелатонін і забезпечуючи спокійне пробудження.

Ідеальний сон містить кілька 60 - і 90-хвилинних циклів, від повільнохвильовий фази до фази БДГ, але 20-хвилинні сієсти присвячені швидкому зануренню у другу фазу сну. Саме у другій фазі сну стомлені м'язи швидше відновлюються, а пильність приходить в норму.

Для морських піхотинців в таборі Пендлтон близько Сан-Дієго чотири години сну або того менше – одне з суворих умов базової і просунутої підготовки. Характер бійця виховується позбавленням сну, ніч за ніччю, проте йде врозріз з іншими цілями тренування. Бійцям потрібно вміти безпечно поводитися зі зброєю і запам'ятовувати купу інформації. Учені продемонстрували, що накопичується ефект хронічної сонної депривації надає поганий вплив на навчання і пам'ять. Позбавлення сну знищує зміст навчання новим навичкам, і командування визнає, що це проблема. Не так-то просто розбудити дюжину втомлених солдатів посеред ночі і навчити їх відрізняти друзів від ворогів.

Маска Somneo – лише одна з безлічі спроб зберегти розум солдатів в ясності. Інша ініціатива включає дієтичні добавки. Омега-3 жирні кислоти, як в риб'ячому жирі, підтримують продуктивність протягом 48 годин без сну – при цьому покращують увагу і навченість – і морпіхи будуть отримувати більше цихпоживних добавок в майбутньому. Питання лише в тому, чи зможе короткочасна блокування негативних ефектів позбавлення сну діяти протягом тривалого часу. Медики попереджають, що роки дефіциту сну роблять нас товстими, слабкими і дурними. Зростаючий список недуг також вказує на циркадні порушення як на причину.

І маска Somneo, і добавки – іншими словами, темрява і дієта – дають можливість виробити «гігієну сну», або набір дій для оптимізації здорового сну. Вони можуть довести ефект усіченого нічного відпочинку до очікуваної норми – восьми годин задоволеного посапывания. Але прихильники людських поліпшень незадоволені нормою. Деякі технопанки готові піти на багато чого, щоб зовсім позбутися від необхідності спати.

Чарльз «Чіп» Фішер, підприємець з Нью-Йорка, сидить перед забитим книжковою шафою, склавши руки. Він готовий представити свій продукт Інтернету. На полірованому темному дерев'яному столі перед ним лежить пристрій, що складається з джерела живлення, що подає електричний струм у дві губчасті жовті сфери. Щоб почати запис навчального відео, Фішер вмочає губки в склянці води і одягає на голову трохи вище бакенбардів. Пристрій включається і Фішер спокійно дивиться в камеру, поки імпульси проникають в його череп, префронтальну область кори головного мозку. Його пристрій – схвалена FDA ще в 1991 році – разюче відрізняється від «чудесних» продуктів іншого штибу тим, що насправді ефективно лікує безсоння і інші проблеми. Також воно знаходиться на передовій боротьби зі сном.

Фішер є директором Fisher Wallace Laboratories на Медісон-Авеню в Нью-Йорку, і галузь споживчої електроніки стала для нього рідною домівкою ще з появи вакуумної трубки, коли компанія його батька вивела на ринок приймачі Fisher Radio. Його мова включає всі деталі вечірньої реклами для домогосподарок – відгуки, гарантія повернення грошей, кліпи – всі емоційні аргументи, які переконають в необхідності покупки навіть раціоналістів. Фішер придбав патент на пристрій транскраніальної стимуляції у саулових братів і Бернарда Лиссов, інженерів-електротехніків з Массачусетського технологічного інституту. Він вважає, що тіло – це зібрання матеріалів, деякі з яких краще проводять, а деякі мають опором до електрики. «Нам потрібно пробити кістки і череп, а значить потрібна висока частота – 15 000 Гц. У поєднанні з 500 Гц і 15 Гц», говорить Фішер. «Знадобилося 12 років, щоб знайти ці значення. На тіло впливають частоти від 0 до 40 Гц». Пошук ліки від безсоння – самий великий і швидко зростаючий ринок Фішера. Якщо хтось страждає від безсоння, він перепробує всі способи заснути.

Транскраніальна стимуляція прямим струмом (tDCS) – багатообіцяюча технологія в області лікування проблем зі сном і поліпшення когнітивних навичок. Змінний струм, що вводиться в дорсолатеральную префронтальну кору, через саму тонку частину черепа, надає благотворні ефекти, як електросудомна терапія (ЕСТ), його попередниця. Відома також як «шокова терапія», ЕСТ заслужила погану славу завдяки зловживанню цим методом лікування, однак залишається вражаюче ефективною у боротьбі з важкою депресією. Ми зовсім не розуміємо, як вона працює, і навіть сучасні м'які і більш цільові ЕСТ використовуються тільки в крайньому випадку, коли лікування препаратами вже не допомагає. На відміну від ЕСТ, tDCS використовує дуже слабкий заряд, якого недостатньо, щоб порушити нейрони, але достатньо, щоб трохи змінити їх поляризацію.

Електроди, розміщені на черепі вище лінії росту волосся, на одному рівні з скронями, створюють ефект легкого поколювання без якихось дивних відчуттів. «Ми використовуємо це відчуття поколювання, щоб створити нашу парадигму чарівності», каже Енді Маккінлі з лабораторії ВПС США. «Випробуваний відчуває лише кілька секунд стимуляції – недостатньо, щоб відчути когнітивні ефекти, але достатньо, щоб відчути їх своєю шкірою». Після півгодинної сесії лікування він буде енергійним, зосередженим і бадьорим. Навчання навичкам візуального пошуку протікає в два рази швидше, а наступний сон – якщо він настає не відразу після сеансу – краще консолідований, пробудження настає швидше, а глибокий сон триває довше. Для боротьби з безсонням цей метод лікування використовується щодня протягом двох тижнів. Механізм може полягати в заспокійливих ефекти: пацієнти, що приймали Ксанакс або Валіум, описують свій настрій після tCDS як варіацію прийому цих препаратів, але без затьмарення.

Негативні наслідки впливу терапії на мозок поки не виявлені, і FDA схвалила кілька пристроїв (в тому числі і стимулятор Фішер Уоллеса) для неконтрольованого домашнього використання, але довгострокові ефекти поки невідомі. Невролог Соруш Загі і його команда в Гарвардській школі медицини намагаються з'ясувати, як саме проводити клінічні випробування. Коли вони з'ясують, потенційні небезпеки буде простіше шукати.

Використовуючи декілька іншу техніку – транскраніальну магнітну стимуляцію (ТМС), яка збуджує нейрони – нейробіологи з Університету Дьюка змогли викликати медленноволновые осциляції, щосекундні сплески мозкової активності, які ми відчуваємо під час глибокого сну. Орієнтуючись на центральну область у верхній частині голови, повільні імпульси досягають нейронної області, в якій генерується повільнохвильовий сон, а потім поширюються по всьому мозку. У той час як маска Somneoспроектована так, щоб відправляти носіїв маски в легкий сон швидше, пристрої ТМС могли б відправляти нас прямо в глибокий сон по клацанню рубильника. Повний контроль циклів нашого сну може максимізувати час, проведений у фазі повільного сну і швидкого руху очей, поліпшити фізичні і психічні ефекти сну, при цьому скоротивши час сну наполовину. Ваші чотири години сну будуть рівні чужим восьми. Можна було б читати по книжці на тиждень.

Питання лише в тому, чи не стане дивина цієї ідеї перешкодою до її сприйняття. Якщо суспільство відкидає скорочення сну, це не стає біологічною проблемою; опір суто культурне. Війна зі сном нерозривно пов'язана з суперечками на тему поліпшення людей, тому що восьмигодинний консолідований сон є ультимативною поліпшенням когнітивних здібностей. Сонливість і втрата концентрації створюють величезний ринок для фармацевтичних препаратів, які повинні з цим боротися. Уявити важко, що було б, якби організм відновлювався не тільки під час сну. Одна з причин, по яким нам потрібно іноді відключатися, полягає в жадібності нашої системи візуалізації як органу почуттів. Велика частина інформації надходить до нас у вигляді картинок. Метаболізм глюкози під час сну, як показує фМРТ, сильно відрізняється від метаболізму глюкози в бадьорі годинник, окремі регіони активуються в тому чи іншому стані, але не обох. Як тільки ми стуляємо повіки для сну, вивільняється величезна кількість енергії. Подібно до того, як потрібно сідати літакам для дозаправки, ми повинні спати, щоб наші мізки були готові до наступного дня. Радикальне скорочення сну зажадає еквівалента заправки на льоту.

Звичайно ж, такі спроби зіткнуться з потужним культурним опором і криками про те, «що природно, те не бридко». Сприйняття того, що знаходиться в межах нормального діапазону, диктує, яке підвищення продуктивності людини є прийнятним з медичної точки зору, а яке чекає рада з етики. І плювати, що ці криві Белла змінювалися протягом історії. Плювати, що ми почали боротися з безсонням рівно з тих пір, як лампочка Ілліча перетворила кожну печеру в травневий полудень.

Наші сучасні звички сну вже давно перестали бути природними і сильно відрізняються від звичок сну наших давніх предків. У 1990-х роках психіатр Томас Вер з Національного інституту психічного здоров'я в штаті Меріленд провів експеримент на тему зв'язку складних ритмів сну і графіка природного освітлення. Засинаючи в сутінках і прокидаючись на світанку, добровольці відчували якийсь антисон посеред ночі – двогодинний період медитативного спокою, в ході якого підскакували рівні пролактину. І це підтверджується історичними записами з доіндустріальних часів: перші сучасні англійські домогосподарства бачили «перший сон» і «другий сон», а час між ними використовувалося для молитви або спілкування з членами сім'ї.

Поліпшення людини в даний час підштовхується військовими імперативами, принаймні в США, тому що громадянське суспільство більш консервативно у своєму підході. Виділені підрозділи, такі як Управління по ефективності людини ВПС США, намагаються зробити людей краще в тому, що їм дано від природи. Кожна година сну забирає у годину роботи, пошуку партнерів або виховання дітей; якщо у сну немає важливою адаптивної функції, яка могла б сплатити вартість байдикування, він може бути «найбільшою помилкою еволюційного процесу», вважає Аллан Рехтшаффен, дослідник сну в Університеті Чикаго.

Якщо технології начебто tDCS стануть безпечними і широко доступними, вони прокладуть альтернативний шлях до довголіття людини, продовжуючи нашу свідому тривалість життя на 50%. Багато хто з нас цінують час, який ми проводимо у ліжку, але більшу частину сну ми проводимо без свідомості – прибери їх, і ви б навіть не помітили. Ну що, яку таблетку виберете, червону або синю?

?