4.2 Rola snu

Czym jest sen?

Wiesz już, że stan snu charakteryzuje się niskim poziomem aktywności fizycznej i ograniczoną świadomością bodźców zmysłowych. Według Siegla (2008) definicja snu musi zawierać również wzmiankę na temat zależności mechanizmów okołodobowych oraz homeostatycznych regulujących sen. Homeostatyczną regulację snu potwierdza występowanie okresów odsypiania po deprywacji snu. Nadrabianie snu REM (ang. sleep rebound) polega na tym, że przy kolejnej okazji do zaśnięcia osoba z deprywacją snu zasypia szybciej. Sen charakteryzuje się określonymi schematami aktywności mózgu, które można przedstawić graficznie za pomocą elektroencefalografii (EEG), a różne fazy snu rozróżniamy właśnie dzięki tej technice (Ilustracja 4.6).

Ilustracja 4.6 Fragment polisomnogramu (uzyskanego podczas badania polisomnograficznego), czyli zapisu zmian parametrów kilku zmiennych fizycznych podczas snu. Oś pozioma pokazuje upływ czasu w sekundach, a zapis obejmuje 30 sekund. Umiejscowienie zestawów elektrod, które rejestrowały każdy sygnał, opisano na osi pionowej. W czerwonej ramce widać wykres EEG, czyli zapis czynności bioelektrycznej mózgu (fale mózgowe są charakterystyczne dla poszczególnych faz snu). Inne krzywe pokazują pozostałe dane związane ze snem, takie jak temperatura ciała, napięcie mięśniowe oraz tętno.

Cykle snu i czuwania są kontrolowane przez wiele współpracujących ze sobą obszarów mózgu, m.in. wzgórze, podwzgórze oraz most. Jak już wspomniano, częścią podwzgórza jest jądr⁠o nadskrzyżowaniowe (SCN) – „zegar biologiczny” ciała – oraz inne jądra, które w połączeniu ze wzgórzem regulują sen wolnofalowy. Most odgrywa ważną rolę w regulacji fazy snu zwanej REM - o której będzie mowa w dalszych rozdziałach (National Institutes of Health, b.d.).

Sen jest również ważny z punktu widzenia gospodarki hormonalnej. Kiedy śpimy, następuje regulacja wydzielania hormonów z wielu gruczołów dokrewnych, m.in. melatoniny, folikulotropiny (hormonu folikulotropowego, FSH) stymulującej dojrzewanie pęcherzyków jajnikowych, lutropiny (hormonu luteinizującego, LH) oraz hormonu wzrostu (National Institutes of Health, b.d.). Wiesz już, że podczas snu szyszynka wydziela melatoninę (Ilustracja 4.7). Uważa się, że melatonina odgrywa istotną rolę w regulacji różnych cyklów biologicznych oraz układu odpornościowego (Hardeland et al., 2006). Podczas snu przysadka mózgowa wydziela zarówno FSH, jak i LH, hormony istotne dla właściwego funkcjonowania układu rozrodczego (Christensen et al., 2012; Sofikitis et al., 2008), oraz hormon wzrostu pobudzający fizyczny wzrost, dojrzewanie organizmu i inne procesy metaboliczne (Bartke et al., 2013).

Ilustracja 4.7 Podczas snu szyszynka i przysadka wydzielają do krwi hormony.

Dlaczego śpimy?

Wiemy już, że sen odgrywa ważną rolę w życiu człowieka, a deprywacja snu wiąże się z licznymi niekorzystnymi konsekwencjami. Wydawałoby się zatem, że powinniśmy w pełni rozumieć, dlaczego właściwie śpimy. Niestety, tak nie jest. Na szczęście dysponujemy kilkoma hipotezami starającymi się wyjaśnić funkcję snu u ludzi.

Adaptacyjna funkcja snu

Jedna z popularnych teorii dotyczących funkcji snu przyjmuje perspektywę psychologii ewolucyjnej. Psychologia ewolucyjna (ang. evolutionary psychology) to dyscyplina nauki, która bada, w jaki sposób uniwersalne wzorce zachowań oraz procesy poznawcze ewoluowały w wyniku doboru naturalnego (ang. natural selection). Zróżnicowanie oraz umiejętności adaptacyjne w zakresie procesów poznawczych i zachowania wpływają na sukces w reprodukcji i przekazywaniu informacji genetycznych potomstwu.

Według jednej z hipotez ewolucyjnych celem snu jest przede wszystkim odzyskanie zasobów zużytych w ciągu dnia. Podobnie jak sen zimowy u niedźwiedzi, który służy przetrwaniu w okresie niedoboru zasobów w środowisku, nocny sen ludzi może być spowodowany koniecznością zmniejszenia nakładów energetycznych. Jest to nieco intuicyjne wyjaśnienie zjawiska zapadania w sen, gdyż istnieje mało badań je potwierdzających. Konkurencyjna hipoteza sugeruje, że tego rodzaju energetyczne potrzeby można by z łatwością zaspokajać, stosując okresy odpoczynku i braku aktywności (Frank, 2006; Rial et al., 2007). Z innych badań natomiast wyłania się negatywna korelacja między wymaganiami energetycznymi a ilością czasu spędzoną na spaniu (Capellini et al., 2008).

Jeszcze inna ewolucyjna hipoteza dotycząca snu zakłada, że nawyki spania wyewoluowały jako adaptacyjna reakcja na zagrożenie drapieżnikami, które wzrasta w nocy. Zatem śpimy w bezpiecznych miejscach, by zmniejszyć prawdopodobieństwo niebezpieczeństwa. I znów jest to dość intuicyjne, choć interesujące wyjaśnienie powodów, dla których śpimy. Być może nasi przodkowie spędzali długie godziny pogrążeni we śnie, aby ograniczyć czas wystawiania się na ataki potencjalnych drapieżników. Jednakże badania porównawcze pokazują, że powiązania między ryzykiem ataku drapieżników a snem są niezwykle złożone i niejednoznaczne. Niektóre prace sugerują, że gatunki bardziej zagrożone atakiem drapieżników śpią krócej niż inne gatunki (Capellini et al., 2008), natomiast według innych nie ma żadnej zależności między czasem, w którym osobnik danego gatunku głęboko śpi, a ryzykiem ze strony drapieżników (Lesku et al., 2006). Możliwe zatem, że sen nie pełni jednej, uniwersalnej funkcji adaptacyjnej, a u różnych gatunków wyewoluowały różne nawyki snu w reakcji na zróżnicowaną presję ewolucyjną.

Omawialiśmy już negatywne skutki deprywacji snu, warto zatem również wspomnieć o wielu korzyściach związanych z odpowiednią ilością snu. Według National Sleep Foundation są to m.in.: utrzymywanie zdrowej masy ciała, zmniejszenie poziomu stresu, poprawa nastroju czy koordynacji motorycznej oraz wiele korzyści powiązanych z funkcjami poznawczymi i tworzeniem wspomnień.

Poznawcza funkcja snu

Istnieje również hipoteza, według której sen ma ogromne znaczenie dla funkcji poznawczych i tworzenia wspomnień (Rattenborg et al., 2007). Wiemy, że deprywacja snu wpływa negatywnie na procesy poznawcze oraz wywołuje deficyty pamięci (Brown, 2012), obniża zdolność koncentracji uwagi, podejmowania decyzji oraz korzystania ze wspomnień w pamięci długotrwałej. Ponadto te negatywne skutki pogłębiają się wraz ze zwiększaniem deprywacji snu (Alhola i Polo-Kantola, 2007). Dodatkowo sen wolnofalowy po nauczeniu się nowej umiejętności może poprawić skuteczność wykorzystania jej w praktyce (Huber et al., 2004) i wydaje się konieczny do tworzenia wspomnień (Stickgold, 2005). Zrozumienie wpływu snu na funkcje poznawcze wyjaśnia, dlaczego zakuwanie przez całą noc do testu może wcale nie być skuteczne, a nawet przynieść skutek przeciwny do zamierzonego.

Mówi się również o tym, że sen przynosi wiele innych korzyści poznawczych. Badania wskazują m.in. na pozytywny wpływ snu na zwiększenie zdolności kreatywnego myślenia (Cai et al., 2009; Wagner et al., 2004), nauki języków (Fenn et al., 2003; Gómez et al., 2006) i wnioskowania dedukcyjnego (Ellenbogen et al., 2007). Pewne aspekty snu prawdopodobnie mają też wpływ nawet na przetwarzanie informacji emocjonalnych (Walker, 2009).