Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) проаналізували мозок людини з браком сну та встановили, чому нам так важко сконцентруватись, якщо ми не виспались.

Сканування мозку демонструють, що під час сну відновлюються нейрони та кровоносні судини, а за допомогою рідини з організму виводяться зайві продукти життєдіяльності. Дослідники з MIT виявили, що в людини з дефіцитом сну мозок намагається очиститись навіть під час неспання. Зазвичай подібне очищення має відбуватись під час глибокого сну, коли хвилі спинномозкової рідини вимивають з мозку продукти життєдіяльності. 

Однак якщо людина недостатньо спить, очищення відбувається у той час, коли вона активна. Саме через це концентрація уваги може бути послабленою. Для вивчення цього процесу дослідники спостерігали за 26 добровольцями, кожен з яких двічі проходив тестування.

Перше тестування проводилось після повноцінного нічного сну, ще одне — після ночі без сну. Вчені спостерігали за станом мозку добровольців за допомогою швидкої форми МРТ для відстеження кровотоку та руху рідини, ЕЕГ для вимірювання активності мозкових хвиль, пупілометрії для визначення рівня пильності щодо реакції очей та поведінкових тестів для виявлення випадків втрати уваги.

Вчені виявили, що кожен раз, як хтось з добровольців втрачав увагу та пильність, через мозок проходила хвиля спинномозкової рідини, імітуючи цикл очищення під час глибокого сну. Коли учасники на короткий час втрачали концентрацію, дослідники помітили кілька змін в організмі одночасно. Рідина, що очищує мозок, витікала кожного разу під час втрати уваги, та потім поверталась назад разом з концентрацією. 

Дослідники переконались, що коли втомлений мозок втрачає концентрацію, хвилі рідини проносяться по ньому. Кожна втрата концентрації відображає зміщення фокуса в усьому тілі, подібно до того, як мозок короткочасно занурюється в стан, подібний до сну, при цьому все ще не спить. Це усунення викликає як приплив рідини, так і зниження продуктивності.

На думку дослідників, коли мозку бракує сну, він намагається компенсувати втрачений на відпочинок час під час неспання. Провали уваги людей, які страждають від браку сну, супроводжуються каскадом тілесних змін. Дихання сповільнюється, пульс падає, а зіниці звужуються приблизно за 12 секунд до виходу рідини, що промиває. 

Порушення уваги пов’язані з глобальною нейроваскулярною подією і масштабним переміщенням мозкової рідини. Якщо мозку бракує сну, він переходить у субоптимальний стан уваги, що проявляється як динамікою рідини, так і поведінковими порушеннями. 

За словами Лори Льюїс, дослідників здивувало, що цей процес проявляється у масштабах всього організму. Дослідники вважають, що тісний зв’язок між втратами уваги та змінами функцій організму, такими як потік рідини, частота серцевих скорочень та пильність може вказувати на єдину систему контролю в мозку. 

У цьому дослідженні вчені не виявили точний нейронний контур, відповідальний за перемикання між увагою та змінами у тілі. Однак вони припускають, що ним може виявитись норадренергічна система. Ця система використовує хімічний посередник — норадреналін для контролю уваги, пильності, частоти серцевих скорочень та циркуляції рідини. Інші дослідження показали, що ця система природно активізується під час сну, що робить її вельми ймовірною причиною контролю подібних перемикань, що спостерігаються при провалах уваги.

Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Neuroscience

Джерело: New Atlas