Американские ученые разработали количественную модель изменения активности мозга по мере роста ребенка и впервые показали, как с возрастом меняется функция сна. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
Животным и человеку сон нужен для восстановления повреждений в мозге, вызванных стрессом и когнитивной деятельностью, а также для реорганизации нейронных структур, усиления эффекта обучения и консолидации воспоминаний. Однако, в какой пропорции реализуются эти функции сна на разных этапах жизни, до сих пор было непонятно.
Группа американских ученых под руководством нейробиологов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе построила математическую модель эволюции функций мозга у детей от рождения до пятнадцати лет. Модель учитывает такие параметры, как скорость метаболизма мозга, объем мозга и время, проводимое в фазе быстрого сна.
Исследователи установили, что примерно в возрасте двух с половиной лет основная функция сна изменяется от построения инфраструктуры мозга к его восстановлению и ежедневной очистки от повреждений. В это время у детей становятся короче фазы быстрого сна и сокращается общая его продолжительность.
Ученые отмечают, что именно во время быстрого, или глубокого сна происходит строительство и укрепление синапсов — структур, которые соединяют нейроны друг с другом. В это время приходят и самые яркие сны — свидетельство того, что мозг не спит, а нейроны "общаются" между собой.
Авторы установили, что быстрый сон, отвечающий за реорганизацию мозга и обучение, доминирует на ранних этапах развития ребенка, в то время как медленный, который отвечает за повседневное восстановление, преобладает на протяжении всей остальной жизни.
То, что до двух-трех лет мозг у детей растет очень быстро, было известно и раньше, но до последнего времени считалось, что функции сна при этом меняются постепенно. Теперь же исследователи выяснили, что смена происходить резко. По словам авторов, это "как фазовый переход между водой и льдом". Примерно в два с половиной года основная цель сна переключается с построения мозга на его поддержание и восстановление.
Авторы исследования отмечают чрезвычайную важность полноценного сна для людей в любом возрасте. Хроническое недосыпание приводит к долгосрочным проблемам со здоровьем, таким как деменция и другие когнитивные расстройства, диабет и ожирение, считают ученые.
