Сон всему голова
Подростки, которые дольше спят, лучше справляются с когнитивными задачами
У подростков, которые спят дольше и ложатся спать раньше своих сверстников, как правило, улучшаются функции мозга, и они лучше справляются с когнитивными тестами. Согласно исследованиям ученых из Великобритании и Китая, несмотря на то что разница в количестве сна каждой группы участников экспериментов была относительно небольшой, структура и активность мозга подростков различались, как и то, насколько хорошо они справлялись с заданиями после сна.
Фото: Rawpixel.com / Shutterstock
Фото: Rawpixel.com / Shutterstock
Сон играет важную роль в поддержании функций человеческого организма. Считается, что во время сна из мозга выводятся токсины, а связи между нейронами укрепляются и сокращаются, улучшая память, способность к обучению и решению задач. Также доказано, что сон укрепляет иммунную систему и улучшает психическое здоровье. В подростковом возрасте режим сна, как правило, меняется. Человек начинает ложиться спать позже и спать меньше, что влияет на биологические часы его организма. Все это совпадает с периодом активного развития функций мозга и когнитивных способностей. Американская академия медицины сна утверждает, что в этот период идеальным количеством сна является 8–10 часов.
Как отметила профессор Барбара Саакян с кафедры психиатрии Кембриджского университета, «регулярный хороший ночной сон важен для нормальной жизнедеятельности, но, несмотря на то что мы много знаем о сне во взрослом и пожилом возрасте, мы на удивление мало знаем о сне в подростковом возрасте, хотя это решающий период в развитии. Например, сколько спят молодые люди и как это влияет на работу их мозга и когнитивные способности?» Чтобы ответить на эти вопросы, ученые из Университета Фудань в Шанхае и Кембриджского университета провели исследование когнитивного развития мозга подростков (ABCD) — крупнейшее долгосрочное исследование развития мозга и здоровья детей в Соединенных Штатах «Нейронные корреляты характеристик сна у подростков, измеренных с помощью носимых устройств».
Понимание механизмов работы мозга, лежащих в основе режима сна подростков, и их влияния на психофизиологическое развитие — сложная задача. Ученые применили разреженный канонический корреляционный анализ (sCCA) к данным 3222 подростков, участвовавших в исследовании когнитивного развития мозга подростков (ABCD), объединив характеристики сна с результатами мультимодальной визуализации. Это позволило выявить два ключевых аспекта, связанных со сном и мозгом: более позднее начало сна и его меньшую продолжительность, которые приводят к снижению связей между подкорковыми и корковыми структурами, а также более высокую частоту сердечных сокращений и более короткий период быстрого сна, которые приводят к уменьшению объема мозга и снижению связей между его структурами.
В рамках исследования ABCD подростки в возрасте 11–12 лет получили аппарат FitBits, отслеживающий физическую активность тела, что позволило получить объективные данные об их режиме сна и сравнить их с результатами сканирования мозга и когнитивных тестов. Ученые также перепроверили результаты на двух дополнительных группах подростков в возрасте 13–14 лет, в общей сложности участие в эксперименте приняли около 1190 человек. Были проанализированы 85 показателей объема мозга, в том числе 68 показателей объема коры головного мозга и 17 показателей объема подкорковых структур. Что касается функций мозга, то в анализ включили в общей сложности 282 показателя функциональной связности мозга. Для определения характеристик сна провели 18 цифровых измерений. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.
По итогам анализа выяснилось, что подростков можно условно разделить на три группы.
В первой группе, в которую входило около 39% участников, в среднем подростки спали 7 часов 10 минут. Они, как правило, ложились и засыпали позже всех, а просыпались раньше всех. Вторая группа, в которую вошли 24% участников, спала в среднем 7 часов 21 минуту. У них были средние показатели по всем характеристикам сна.
Третья группа, в которую входили 37% участников, спала в среднем 7 часов 25 минут. Они, как правило, ложились спать и засыпали раньше всех, а частота сердечных сокращений во время сна у них была ниже.
Хотя исследователи не обнаружили существенных различий в успеваемости между группами, когда дело дошло до когнитивных тестов, оценивающих такие аспекты, как словарный запас, чтение, решение задач и концентрация внимания, третья группа показала лучшие результаты, чем вторая, которая, в свою очередь, показала лучшие результаты, чем первая группа. У третьей группы также оказался самый большой объем мозга и наилучшие его функции, а у первой группы — самый маленький объем и худшие функции мозга.
Исследователи также измерили частоту сердечных сокращений участников эксперимента и обнаружили, что в третьей группе она была самой низкой во всех фазах сна, а в первой — самой высокой. Более низкая частота сердечных сокращений обычно свидетельствует о лучшем состоянии здоровья, в то время как более высокая частота часто сопровождает плохое качество сна, например беспокойный сон, частые пробуждения и чрезмерную дневную сонливость.
«Хотя разница в количестве сна, которое получала каждая группа, была относительно небольшой, чуть больше четверти часа между теми, кто спал лучше всего, и теми, кто спал хуже всего, мы все равно могли заметить различия в структуре и активности мозга, а также в том, насколько хорошо они справлялись с заданиями. Это показывает нам, насколько важно хорошо высыпаться в этот важный период жизни»,— отметила профессор Саакян. «Хотя наше исследование не может дать однозначный ответ на вопрос, лучше ли у молодых людей работает мозг и лучше ли они справляются с тестами, потому что лучше спят, есть ряд исследований, которые подтверждают эту идею. Например, исследования показали, что сон положительно влияет на память, особенно на консолидацию памяти, которая важна для обучения»,— добавил автор исследования доктор Цин Ма из Университета Фудань.
Поскольку исследование ABCD является лонгитюдным, то есть проводится в течение длительного времени, ученые смогли показать, что различия в режиме сна, структуре и функциях мозга, а также когнитивных способностях, как правило, проявляются за два года до и через два года после момента, который они рассматривали. «Учитывая важность сна, нам теперь нужно выяснить, почему некоторые дети ложатся спать позже и спят меньше, чем другие. Из-за видеоигр или смартфонов, например, или просто потому, что их биологические часы не говорят им, что пора спать, допоздна?» — отмечает еще один автор исследования доктор Вэй Чэн из Университета Фудань.
Связь между продолжительностью сна и когнитивными функциями — установленный факт, подтверждает клинический психолог, преподаватель общей психологии и психофизиологии Крымского федерального университета Майя Тум. Достаточный сон, отмечает она, критически важен для когнитивных функций подростков. Подростковый возраст — период интенсивного развития мозга, перестройки гормональной системы и высоких нагрузок. Хронический недосып, к сожалению, стал нормой для школьников.
Важно при этом учитывать несколько нюансов, добавляет Майя Тум. Одной продолжительности сна недостаточно. Определяющее значение имеет качество сна, его глубина и регулярность. Нарушения сна, связанные с тревогой, стрессом или использованием гаджетов перед сном, могут нивелировать положительный эффект от достаточного количества часов. К тому же существует индивидуальная вариативность потребности во сне. Кому-то достаточно 8 часов, а кому-то необходимо 9–10. Важно ориентироваться на самочувствие ребенка и его способность концентрироваться в течение дня. По словам эксперта, важно искать баланс между учебой и отдыхом, а также формировать здоровые привычки, соблюдать режим сна, питания, нагрузки и отдыха. Родителям необходимо организовать благоприятные условия для отдыха и восстановления, а также учитывать индивидуальные потребности ребенка.