Мозг, ты спишь? 14 историй, которые приоткроют дверь в ночную жизнь нашего самого загадочного органа - Гай Лешцинер

Наши внутренние часы чувствительны к температуре, физической активности и употреблению пищи, однако самым важным синхронизирующим фактором является свет – особенно в синей части спектра, подобный солнечному. Хотя наши циркадные часы, как было доказано, работают независимо от солнца, оно все равно оказывает на них значительное влияние.

Гринвичская королевская обсерватория, расположенная всего в нескольких минутах езды на поезде от Центра расстройств сна в больнице Гая, размещена на вершине холма, с которого открывается вид на большую излучину реки Темзы. С тринадцатого этажа больницы видно, как холм постепенно возвышается в сторону юго-востока Лондона, однако разглядеть здание обсерватории посреди леса уродливых башен 1960-х годов и новеньких современных небоскребов толком не удается. На крыше обсерватории расположена большая металлическая мачта с флюгером на конце, выступающим в привычно серое лондонское небо. На эту мачту нанизан большой красный металлический шар в пару метров в диаметре. Каждый день в 12:55 по Гринвичу зимой и по британскому летнему времени летом этот шар наполовину поднимается, а затем, в 12:58, достигает самой верхушки мачты. Ровно в час пополудни этот шар падает вниз по мачте. В настоящие дни территория вокруг обсерватории застроена небоскребами Канэри-Уорф, главного делового квартала Лондона, которые возвышаются над городом из-за реки. В середине девятнадцатого века, однако, на Темзе в это время собирались многочисленные парусные суда, перевозившие товары по Британской империи.

Сотни телескопов были направлены на сигнальный шар Гринвичской обсерватории в ожидании момента его падения. С помощью него мореплаватели могли выставить хронометры на борту каждого корабля в соответствии со временем по Гринвичу, что было крайне важно для расчета долготы, необходимого для их путешествий в Ост-Индию и за ее пределы.

Подобно хронометрам на борту этих кораблей, в организме человека имеется множество часов, однако эталонные – большой красный шар королевской обсерватории – у людей, да и у остальных позвоночных, расположены в небольшом участке мозга под названием супрахиазматическое ядро. Этот крошечный комочек ткани, состоящий из жалких нескольких тысяч нейронов, находится в гипоталамусе, прямо над перекрестом зрительных нервов, передающих информацию от глаз. Он является центром управления всех циркадных ритмов организма, и разрушение супрахиазматического ядра приводит к потере этой ритмичности.

Внутри нейронов супрахиазматического ядра изо дня в день происходят замысловатые «танцы», в ходе которых гены с такими названиями, как CLOCK и Period, взаимодействуют между собой, обмениваясь информацией и тем самым обеспечивая работу наших внутренних часов. Свет же, будучи синхронизирующим фактором, влияет на этот «танец», замедляя или ускоряя его. В сетчатке, расположенной на задней поверхности глаза, помимо палочек и колбочек, ответственных за преобразование световых волн в зрительный сигнал, расположены ганглиозные клетки сетчатки. Некоторые из них и вовсе не вносят никакого вклада в зрительный процесс. Их единственной задачей является передача сигнала в супрахиазматическое ядро напрямую через так называемый ретиногипоталамический путь. Именно через него солнце оказывает влияние на ритм в супрахиазматическом ядре, воздействуя на его фазу, связь суточного ритма с внешним миром, а также его амплитуду.

* * *

Диагностированный Винсенту педиатром синдром задержки фазы сна – довольно распространенное явление. У пациентов с этим расстройством циркадный ритм отстает от ритма внешнего мира. Если большинству людей хочется спать между десятью часами вечера и полуночью, а просыпаются они между шестью и восемью часами утра, то люди с задержкой фазы сна могут начать засыпать и в три часа ночи, и даже в семь утра, а встают они спустя семь-восемь часов. Если они получают такое количество сна, то чувствуют себя нормально. К сожалению, жизнь часто вмешивается в наш сон, и в рамках ограничений современного общества сохранить работу или получить образование с таким режимом сна сложно, если вообще возможно.

В определенной мере склонность засыпать и просыпаться пораньше либо ложиться спать и вставать позже нормальна. Существует широкий спектр хронотипов – типичного для человека характера его суточной активности. На границах этого спектра расположены так называемые «совы» и «жаворонки». Люди с синдромом задержки фазы сна выходят за границы этого нормального спектра – они такие «совы», циркадный ритм которых отстает настолько, что это оборачивается негативными последствиями для их жизни.

Как и с любыми характеристиками нашего сна, хронотип, судя по всему, в той или иной мере определяется генами. Исследования близнецов и целых семей показали, что почти половину человеческого хронотипа контролирует генетика, и была установлена связь различных вариаций генов, регулирующих наши циркадные ритмы, с экстремальными случаями и среди «жаворонков», и среди «сов». У людей с наследственной формой так называемого «синдрома опережения фазы сна», при котором человек ложится спать рано вечером и встает очень рано утром, была выявлена мутация в одном конкретном циркадном гене, получившем название PER. Более того, оказалось, что мутация в другом циркадном гене под названием DEC2 увеличивает время бодрствования и уменьшает необходимое количество сна.

Для большинства людей, однако, на их режим сна и бодрствования влияют не эти отдельные мутации, а суммарный эффект многочисленных, более умеренных вариаций всех этих генов.

Что еще более интересно, изменение хронотипа происходит по мере взросления мозга. У подростков циркадные ритмы, как правило, смещаются на более позднее время, а затем, когда они взрослеют, меняются обратно. Я вижу, как это происходит у моей старшей дочери. Вытаскивать ее по утрам из кровати становится все более сложно, равно как и укладывать спать не слишком поздно по ночам. Без всякого сомнения, подобное изменение во внутренних часах, наблюдаемое у подростков, усугубляется использованием электронных гаджетов поздно вечером. Когда не отрываешься, лежа в кровати, от планшета, ноутбука или смартфона, как это делают многие подростки, то свет от экрана действует как мощный синхронизирующий фактор, усиливая задержку фазы сна. Это серьезная проблема. Как следствие, многие подростки, которым по-прежнему приходится рано вставать в школу, страдают от недосыпа, а недосып мешает нормальной успеваемости в школе, способствует появлению проблем с поведением и развитию тревоги. Люди с синдромом задержки фазы сна вместе с тем особенно восприимчивы к воздействию света и его влиянию на циркадные ритмы. Вспышка света в вечернее время, как оказывается, у таких людей в значительно большей степени способствует отставанию циркадных часов, чем у остальных.

Итак, решение проблемы Винсента, возможно, заключается в том, чтобы отказаться от использования по вечерам электронных устройств либо носить в вечернее время солнцезащитные очки, чтобы максимально ограничить воздействие света, в особенности голубого, на ганглиозные клетки его сетчатки. У этого решения только одна проблема: у Винсента на самом деле нет синдрома задержки фазы сна. Его проблема куда более редкая.