Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) выяснили, почему нехватка сна существенно влияет на способность мозга к концентрации. С помощью современных методов сканирования и анализа мозговой активности ученые установили механизмы, которые заставляют человека терять внимание во время недосыпания.
Об этом сообщает ProIT
Как мозг очищается во время бодрствования
Во время полноценного сна происходит восстановление нейронов и сосудов, а также выведение ненужных продуктов жизнедеятельности с помощью спинномозговой жидкости. Оказалось, что при недосыпании эти процессы частично запускаются даже в периоды бодрствования. Это ненормальное очищение влияет на когнитивную функцию: мозг пытается компенсировать недостаток отдыха, и именно это приводит к ухудшению концентрации.
Для подтверждения этой гипотезы команда MIT провела эксперимент с участием 26 добровольцев. Каждый проходил тестирование после нормального сна и после ночи без сна. Исследователи использовали скоростную МРТ, ЭЭГ, пупилометрию и поведенческие тесты для оценки изменений в мозговой активности, кровотоке, движении жидкости и реакции глаз.
Потеря внимания и физиологические изменения
Эксперимент показал: когда участники теряли внимание, через их мозг проходила волна спинномозговой жидкости, имитирующая цикл очищения, характерный для глубокого сна. Именно во время кратковременной потери концентрации жидкость вымывается из мозга, а с возвращением внимания — возвращается назад. Этот процесс сопровождается комплексом физиологических изменений: замедляется дыхание, снижается пульс, а зрачки сужаются примерно за 12 секунд до начала очищения.
“Если вы не спите, волны спинномозговой жидкости начинают влиять на ваше состояние, когда обычно вы их не ощущаете. Однако они сопровождаются потерей внимания, внимание ослабевает в те моменты, когда вы ощущаете эти волны движения жидкости. Результаты показывают, что в момент потери внимания эта жидкость фактически выталкивается из мозга. А когда внимание восстанавливается, она втягивается обратно”, — объясняет научный сотрудник Института медицинской инженерии и науки MIT и Исследовательской лаборатории электроники Лора Льюис.
Исследователи подчеркивают: когда мозгу не хватает сна, он переходит в менее эффективный режим работы, что проявляется не только в динамике жидкости, но и в поведенческих нарушениях. Потеря внимания связана с глобальными изменениями в мозговой гидродинамике и кровотоке, а также со снижением когнитивной продуктивности.
Ученые предполагают, что за переключение между состояниями внимания и физиологическими изменениями может отвечать норадренергическая система мозга. Эта система, использующая норадреналин в качестве химического посредника, контролирует внимание, бдительность, сердечный ритм и циркуляцию жидкости. Она активируется во время сна, что подтверждают и другие исследования, и может быть ключевым элементом в регуляции подобных состояний.
Выводы исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
