Jak działa mózg. Część 1. Do czego służy sen?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Jak działa mózg. Część 2. Mózg i alkohol

Ale, co ciekawe, nie powiedziano nam bardzo ważnych rzeczy o tych procesach, które faktycznie zachodzą w ludzkim mózgu i układzie nerwowym, które są bardzo ważne dla zrozumienia, co i dlaczego robimy, w tym w procesie uczenia się i różnych treningach.

Mam nadzieję, że jeśli poświęcisz trochę czasu na zapoznanie się z tym artykułem, pomoże ci on bardziej racjonalnie i efektywnie budować swoje życie oraz wykorzystywać możliwości swojego ciała na swoją korzyść.

W ludzkim ciele izoluje się centralny i obwodowy układ nerwowy. Centralny układ nerwowy obejmuje mózg i plecy. Obwodowy układ nerwowy obejmuje resztę neuronów, które penetrują wszystkie tkanki człowieka, zbierając informacje o stanie tych tkanek i przekazując im sygnały sterujące z ośrodkowego układu nerwowego. To dzięki neuronom obwodowego układu nerwowego odczuwamy ból, który informuje nas, że coś jest nie tak z niektórymi narządami.

Na poziomie podstawowym ludzki układ nerwowy składa się z neuronów (komórek nerwowych) i pomocniczych komórek glejowych, które pomagają neuronom w wykonywaniu ich funkcji.

Neuron składa się z ciała komórki (2) lub somy, jednego długiego, małego rozgałęzienia zwanego aksonem (4), a także wielu (od 1 do 1000) krótkich, silnie rozgałęzionych procesów - dendrytów (1). Diagram pokazuje również jądro komórkowe (3), gałęzie aksonów (6), włókno mielinowe (5), przechwytywanie (7) i nerwiak nerwowy (8).

Długość aksonu sięga metra lub więcej, jego średnica waha się od setnych mikrona do 10 mikronów. Dendryt może mieć do 300 µm długości i 5 µm średnicy.

Neurony są ze sobą połączone, tworząc tak zwane sieci neuronowe. W tym przypadku dendryty neuronów, które są liniami wejściowymi sygnałów, są przyłączone do aksonów innych neuronów, wzdłuż których z neuronu przekazywane są tak zwane „impulsy nerwowe”. Połączenie jednego neuronu z drugim nazywa się „synapsą” (od greckiego słowa „synapt” - kontakt). Liczba kontaktów synaptycznych nie jest taka sama w ciele i procesach neuronu i jest bardzo różna w różnych częściach układu nerwowego. Ciało neuronu jest w 38% pokryte synapsami, a na jednym neuronie znajduje się ich do 1200-1800. Wszystkie neurony ośrodkowego układu nerwowego są połączone ze sobą głównie w jednym kierunku: rozgałęzienie aksonu jednego neuronu styka się z ciałem lub dendrytami innych neuronów.

W neuronach obwodowego układu nerwowego aksony stykają się z tkankami kontrolowanych przez siebie narządów lub komórkami tkanki mięśniowej. Oznacza to, że impuls przekazywany wzdłuż aksonu nie wpływa na inne neurony, ale powoduje na przykład kurczenie się komórek mięśniowych.

Jednocześnie pragnę szczególnie zwrócić uwagę na fakt, że w rzeczywistości to, co wiele źródeł nazywa „impulsami nerwowymi”, to w rzeczywistości impulsy prądu elektrycznego, co bardzo dobrze widać w starej szkole, kiedy mięśnie na żabie noga zaczyna kontrakt pod wpływem prądu elektrycznego. Oznacza to, że aktywność mózgu opiera się na impulsach elektromagnetycznych, które rozchodzą się wzdłuż sieci neuronowej utworzonej przez połączenia między neuronami.

Początkowo neuron znajduje się w tzw. stanie niewzbudzonym. Poprzez synapsy docierają do niego impulsy elektryczne z innych neuronów, a gdy łączna liczba tych impulsów osiągnie określoną wartość progową, neuron przechodzi w stan wzbudzenia, a wzdłuż jego aksonu biegnie impuls prądu elektrycznego, przekazując sygnał do innych neuronów lub powodując kurczenie się tkanki mięśniowej.

Tak więc kontrola różnych procesów fizjologicznych i naszego myślenia następuje dzięki propagacji impulsów elektrycznych w sieci neuronowej ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego.

Impulsy te nie rozchodzą się bardzo szybko. Mierzona jest prędkość propagacji impulsu przez jedną synapsę, która wynosi około 3 milisekund. Oznacza to, że maksymalna częstotliwość sygnału, jaką możesz przesłać przez taki styk, wynosi tylko około 333 Hz. Dla nas, przyzwyczajonych do częstotliwości procesorów rzędu kilku gigaherców, prędkość komórek nerwowych może wydawać się zbyt niska, ale w rzeczywistości ten pomysł jest bardzo błędny, ponieważ sieć neuronowa naszego mózgu ma w rzeczywistości ogromną moc przetwarzania.

Latem 2013 roku japońscy naukowcy przeprowadzili symulację pracy sieci neuronowej, która składała się z 1,73 miliarda neuronów, pomiędzy którymi zainstalowano 10,4 biliona. synapsy (połączenia). Do symulacji wykorzystano superkomputer Fujitsu K, który w listopadzie 2013 roku zajął 4 miejsce na świecie pod względem ogólnej wydajności.

A więc całe 40 minut zajęło symulowanie jednej sekundy pracy tej sieci neuronowej w superkomputerze z 705,024 rdzeniami i zużywającym 12,6 kW energii elektrycznej! Uważa się, że przeciętny ludzki mózg zawiera około 86 miliardów neuronów. To około 50 razy więcej niż symulowana sieć neuronowa. W tym samym czasie różnica czasu wyniosła 2400 razy (tyle sekund w 40 minut). Całkowita różnica prędkości wynosi około 120 000 razy. Dodaj do tego również objętość, jaką zajmuje ten superkomputer, a także ilość energii, która została zużyta na te obliczenia.

Innymi słowy, nasze komputery wciąż są bardzo dalekie od wydajności i szybkości, które Natura implementuje w naszym mózgu!

Wróćmy jednak do rozważenia, jakie procesy zachodzą w naszym mózgu i całym układzie nerwowym jako całości. Istnieją trzy ważne elementy, które sprawiają, że to działa. Pierwsza, o której już wspomniałem, to propagacja impulsów elektrycznych w sieci neuronowej. To, jeśli mogę tak powiedzieć, jest główny proces obliczeniowy, który dzieje się cały czas. I to on determinuje naszą aktywność umysłową i aktywność ruchową. Drugi proces opiera się na działaniu tzw. neuroprzekaźników, które tworzą chemiczny poziom regulacji aktywności nerwowej. W zależności od tego, jakie neuroprzekaźniki są wydzielane przez organizm, prędkość neuronów i całej sieci nerwowej może albo wzrosnąć, szczególnie w sytuacjach krytycznych, albo odwrotnie, zmniejszyć się, gdy stan nadmiernego pobudzenia musi zostać wygaszony i uspokojony, ponieważ praca neuronów w stanie przyspieszonego nadmiernego pobudzenia prowadzi do ich przedwczesnego zniszczenia i obumierania. Ale o trzecim ważnym składniku w literaturze medycznej nie znajdziesz praktycznie nic! Biorąc pod uwagę, że ten trzeci składnik jest tylko jednym z najważniejszych, ponieważ to on decyduje o jakości całej sieci neuronowej, jej funkcjonalności. Tym najważniejszym składnikiem jest struktura połączeń, która powstaje między neuronami, ponieważ to właśnie ta struktura decyduje o tym, jak i jakie procesy zachodzą w tej sieci neuronowej podczas jej działania.

Główną cechą sieci neuronowej, którą tworzą nasze neurony, jest to, że nie jest ona stała. Neurony mają zdolność odbudowywania połączeń między sobą, zmieniając strukturę sieci neuronowej. I to jest jedna z podstawowych różnic w stosunku do naszych nowoczesnych komputerów, które w zasadzie mają stałą strukturę modułów obliczeniowych.

Wyjątkowość naszego układu nerwowego polega na tym, że nieustannie zmienia on swoją strukturę, optymalizując go pod kątem rozwiązywania określonych problemów. Jednocześnie tworzenie połączeń między neuronami, w tym w mózgu, zaczyna się na długo przed narodzinami dziecka. Oznaczanie komórek płodowych, z których można już wyizolować te komórki, z których w przyszłości powstaną płaty czołowe mózgu, obserwuje się już 25 dnia po zapłodnieniu. Po 100 dniach główne części mózgu już się uformowały i zaczyna się formować jego struktura.

Oznacza to, że od tego momentu wszystko, co dzieje się wokół dziecka w łonie matki, będzie miało wpływ na strukturę sieci neuronowej, która ostatecznie powstanie! Innymi słowy, zdolności i możliwości nienarodzonego dziecka zaczynają nabierać kształtu na długo przed jego narodzinami. Dlatego dziewczęta i kobiety w ciąży muszą stworzyć bardziej komfortowe warunki niemal natychmiast po poczęciu, a nie w wieku 6-7 miesięcy. Co więcej, są wygodne nie tyle w sensie fizycznym, co psychologicznym, ponieważ wszystkie emocjonalne doświadczenia matki są ostatecznie przekazywane nienarodzonemu dziecku.

Aktywny proces tworzenia połączeń między neuronami, czyli programowania sieci neuronowej, trwa po urodzeniu. W rzeczywistości to właśnie na tworzeniu niezbędnych połączeń i optymalizacji ich struktury składa się sens uczenia się. Nowo narodzone dziecko tak naprawdę nie wie, jak kontrolować swoje ciało. I to nie tylko dlatego, że jego kości i mięśnie jeszcze się nie wzmocniły, ale także dlatego, że w układzie nerwowym nie powstały połączenia niezbędne do kontrolowania ruchów. Wbudowane programy są dostępne tylko w celu zapewnienia aktywności głównych narządów i układów, takich jak serce, płuca, wątroba, nerki itp. Powstaje to na etapie rozwoju płodu w macicy zgodnie z napisanymi programami w DNA. Ale wszystko, co wiąże się z aktywnością motoryczną, nabywa się po urodzeniu w procesie uczenia się.

Pierwsze ruchy, np. gdy dziecko uczy się chodzić, wykonywane są pod całkowitą kontrolą mózgu, dlatego następują powoli. W tym dlatego, że impulsy przez synapsy rozchodzą się dość wolno, jak wspomniano powyżej, około 3 ms na połączenie. Jeśli mózg jest zaangażowany w ten proces, liczba połączeń, które biorą udział w przetwarzaniu informacji, podejmowaniu decyzji i przekazywaniu sygnału sterującego do mięśni, wyniesie dziesiątki i setki. Kiedy jednak dziecko wielokrotnie powtarza określone ruchy, neurony w jego układzie nerwowym będą stopniowo tworzyć nowe połączenia, dzięki czemu czas na wykonywanie często powtarzanych zadań zostanie znacznie skrócony. I w pewnym momencie mózg zostanie wyłączony z przetwarzania tego ruchu i zacznie on pojawiać się odruchowo, to znaczy tylko z powodu tych impulsów, które przechodzą przez obwodowy układ nerwowy. Od tego momentu człowiek musi tylko pomyśleć o tym, co chce zrobić i jak to zrobić, organizm, a dokładniej obwodowy układ nerwowy, już sam siebie zna. Wszyty jest już w nią odpowiedni program, który realizuje wymagany ruch, który często jest dość skomplikowany.

Przypomnij sobie, jak kiedyś nauczyłeś się nowych skomplikowanych ruchów, takich jak jazda na rowerze, jazda na nartach lub nartach, lub tego samego pływania. Na początku ci się nie udało. Za pomocą swojej świadomości trzeba było kontrolować wszystkie ruchy, gdzie kręcić kierownicą roweru lub jak stawiać stopy, aby hamować na nartach. Ale jeśli byłeś wytrwały, to po jakimś czasie zacząłeś być coraz lepszy, a w pewnym momencie nagle zacząłeś po prostu jeździć na rowerze, nie zastanawiając się, gdzie skręcić kierownicą, żeby nie spaść lub zacząć gonić z kijem za krążek, nie myśląc o tym, jak prawidłowo ustawić łyżwy, aby skręcić i nie spaść. W Twoim układzie nerwowym powstały niezbędne połączenia nerwowe, które odciążyły Twój mózg, a Twoje ciało nabrało odpowiednich umiejętności.

W rzeczywistości jednym ze znaczeń treningu podczas uprawiania jakiegokolwiek sportu jest właśnie kształtowanie niezbędnych umiejętności, czyli tworzenie i późniejsza optymalizacja połączeń między neuronami, które zapewniają najbardziej optymalne ruchy dla danego sportu. To, co powszechnie określa się mianem techniki sportowej. Co więcej, im wcześniej dana osoba zacznie uprawiać ten lub inny sport, tym łatwiej jest jego układowi nerwowemu tworzyć niezbędne połączenia, ponieważ nie jest jeszcze wypełniony programami, jak u osoby dorosłej. Dlatego obecnie istnieje tendencja, że im wcześniej dziecko zaczyna uprawiać dany sport, tym większe ma szanse na osiągnięcie wybitnych wyników. Do tego trzeba jeszcze dodać, że podejmując taką czy inną czynność, układ nerwowy nie tylko odbuduje swoje połączenia nerwowe, ale także uruchomi procesy adaptacji całego organizmu do tych warunków.

Proces tworzenia połączeń i optymalizacji struktury sieci neuronowej zachodzi nie tylko przy wykonywaniu ruchów, ale w ogóle przy każdej czynności wykonywanej przez układ nerwowy i nasz mózg. Jeśli zajmujesz się matematyką i rozwiązujesz wiele problemów, to również rozwiniesz odpowiednie umiejętności, twoja sieć neuronowa się odbuduje i od pewnego czasu rozwiążesz problemy szybciej niż inne. Często nawet poznasz odpowiedź tylko patrząc na stan problemu, zanim naprawdę zdążysz go uzasadnić analitycznie (zostało to zweryfikowane przeze mnie na osobistych doświadczeniach). Podobnie kształtowanie umiejętności, czyli niezbędnych połączeń w sieci neuronowej, ma miejsce podczas odtwarzania muzyki, nauczania rysunku i ogólnie podczas każdej czynności. Ucząc się czegoś, cały czas się programujemy, zmieniając połączenia między neuronami.

Jeśli narysujemy analogię ze współczesnymi komputerami, to na początku rozwiązujemy każdy problem programowo, wykorzystując zasoby mózgu, a jeśli to lub inne zadanie powtarza się wystarczająco często, odpowiedni program jest przenoszony na poziom sprzętowy, co dramatycznie skraca czas jego wykonania.

Jednocześnie restrukturyzacja połączeń między neuronami nie następuje w żadnym momencie. Ponieważ proces ten nie przebiega bardzo szybko, aby odbudować połączenia między neuronami, potrzebujemy regularnego snu. I to jest właśnie główna funkcja snu, o której nie przeczytasz w żadnym podręczniku ani książce o medycynie!

Informacje, które nasz mózg odbiera podczas czuwania, są odbierane i przechowywane w postaci zestawu impulsów elektrycznych, które propagują się w środowisku neuronów mózgu. To, że tak powiem, jest nasza pamięć o dostępie swobodnym. I chociaż liczba neuronów w mózgu jest bardzo duża, nasza pamięć operacyjna jest nadal dość ograniczona i musi być okresowo czyszczona. To właśnie ten proces zachodzi podczas snu. Istnieje błędne przekonanie, że istnieją dwie fazy snu, powolna i szybka. To nie do końca prawda. Według ostatnich badań istnieją cztery fazy snu wolnofalowego i jedna faza tzw. snu REM. Fazy te nazwano „wolnymi” i „szybkimi” ze względu na częstotliwość głównych fal mózgowych rejestrowanych w korze mózgowej podczas określonej fazy snu.

Ogólna istota procesów zachodzących podczas snu jest następująca. Po zaśnięciu następuje pierwotna analiza informacji zgromadzonych w ciągu dnia, podczas której podejmuje się decyzję, które informacje trzeba długo przechowywać, jakie informacje na chwilę zostawić, a które można zapomnieć jako nieistotne. Informacje, które postanowiliśmy zachować przez jakiś czas, pozostaną w „pamięci o dostępie swobodnym”, czyli w postaci zestawu impulsów, które propagują się między neuronami. Informacje, o których postanowiono zapomnieć, są po prostu usuwane, a odpowiednie neurony są uwalniane i przechodzą w tryb gotowości. A wraz z informacją, którą postanowiono zachować w pamięci długoterminowej jako ważne, rozpoczyna się dalsza praca.

W następnej fazie opracowywany jest plan restrukturyzacji połączeń między neuronami w celu zapamiętania niezbędnych informacji lub umiejętności. Co więcej, jeśli informacje zostaną zapamiętane w korze mózgowej, umiejętności są przenoszone na poziom rdzenia kręgowego, a nawet obwodowego układu nerwowego, gdzie powstaną nowe połączenia między neuronami. Gdy program dostosowawczy jest gotowy, rozpoczyna się tak zwana „czwarta faza” lub głęboki powolny sen delta. To w tym momencie niektóre połączenia między neuronami ulegają zniszczeniu, podczas gdy inne powstają. Oznacza to, że programy, które stały się niepotrzebne lub zawierają błędy, można usunąć lub poprawić, a niezbędne nowe zostaną dodatkowo dodane.

To właśnie fakt, że w tej fazie sieć neuronowa znajduje się w stanie głębokiej restrukturyzacji połączeń, tłumaczy fakt, że bardzo trudno jest obudzić osobę podczas snu delta. A jeśli to się powiedzie, poczuje się źle, nie będzie wystarczająco śpiący, roztargniony, z obniżonymi wskaźnikami aktywności mózgu. Jednocześnie, aby dojść do normalnego stanu, musi spać od pięciu do piętnastu minut. Potem już całkowicie się budzi, a jednocześnie czuje się bardzo energiczny i spał. Czemu? Tak, ponieważ gdy się obudził, niektóre połączenia nie zostały jeszcze utworzone, więc sieć neuronowa nie mogła normalnie funkcjonować. A gdy jeszcze trochę spał, proces tworzenia połączeń był zakończony i układ nerwowy mógł przejść do normalnej pracy.

Takie cykle analizy, tworzenie programu restrukturyzacji połączeń i ich rzeczywista restrukturyzacja podczas snu powtarzane są cyklicznie 4-5 razy. W związku z tym daną osobę można wybudzić stosunkowo łatwo i bez specjalnych konsekwencji dla niej na etapie analizy i przygotowania programu, natomiast budzenie go w fazie restrukturyzacji połączeń jest niepożądane.

Ale sen REM służy innym celom. To właśnie w tej fazie widzimy najbardziej żywe i kolorowe sny. Ta faza jest potrzebna do analizy zgromadzonych informacji lub rozwiązania tych zadań, na które nie mamy wystarczających zasobów podczas czuwania, w tym do modelowania różnych sytuacji, w tym przewidywania możliwego rozwoju wydarzeń w przyszłości. Dlatego mamy w Rosji powiedzenie: „ranek jest mądrzejszy niż wieczór”.

Faktem jest, że podczas czuwania większość zasobów układu nerwowego zużywana jest na przetwarzanie sygnałów z naszych zmysłów. Wydajemy do 80% tylko na analizę informacji wizualnej. Dlatego wiele osób, gdy są zajęte rozwiązywaniem złożonego problemu, zastanawiają się nad jakimś ważnym problemem lub próbują zapamiętać potrzebne informacje, zamykają na chwilę oczy. To pozwala im skierować część zasobów układu nerwowego na rozwiązanie tego problemu. Podczas snu nasze zmysły znajdują się w stanie pasywnym, reagując tylko na najsilniejsze bodźce, co pozwala nam uwolnić główną część mózgu do analizowania dostępnych informacji i rozwiązywania ważnych dla nas problemów. Dlatego jest wiele opowieści o „proroczych snach” i że we śnie ktoś przypomniał sobie, gdzie położył tę rzecz, której nie mógł znaleźć w ciągu dnia, lub że we śnie udało mu się w końcu rozwiązać to lub tamto zadanie, z którym bezskutecznie walczył w ciągu dnia. Jedną z najbardziej znanych historii na ten temat jest to, jak Dmitrij Iwanowicz Mendelejew widział we śnie dokładnie, jak powinien wyglądać układ okresowy pierwiastków chemicznych (i który, nawiasem mówiąc, jesteśmy teraz przedstawieni w zupełnie innej zniekształconej formie).

W proroczych snach, w których człowiek widzi pewne wydarzenia, które następnie zachodzą w rzeczywistości, w rzeczywistości nie ma również mistycyzmu. To, że przyszłość można przewidzieć w pewnych granicach, jest w rzeczywistości faktem oczywistym. Niemal każdy, kto jeździ samochodem, zmuszony jest do ciągłego przewidywania przyszłości na podstawie informacji o otaczającym go świecie, które odbiera zmysłami, a także wcześniejszych doświadczeń, które zgromadził i zmagazynował w postaci połączeń nerwowych w korze mózgowej jego mózgu. Nie da się prowadzić samochodu bez wypadku, jeśli nie można przewidzieć, co wydarzy się na drodze w najbliższym czasie. Czy na skrzyżowaniu na twojej drodze pojawi się inny samochód, czy nie? W końcu od momentu wciśnięcia pedału do momentu przejechania samochodu przez skrzyżowanie mija dość długi czas. Oznacza to, że zbliżając się do skrzyżowania, Twój mózg poprzez zmysły, przede wszystkim wzrok, zbiera informacje o zachowaniu otaczających obiektów, analizuje je i przewiduje przyszłość, czyli gdzie będą w momencie, gdy Twój samochód będzie w kilka sekund na rozdrożu.

Jeśli twój mózg się pomyli lub otrzyma niepełne informacje, to prognoza będzie błędna, co może doprowadzić do wypadku lub tylko sytuacji awaryjnej, jeśli prognozy mózgu kierowcy innego samochodu okażą się lepsze niż twoje, ponieważ był bardziej uważny lub bardziej doświadczony, co pozwoliło mu uniknąć kolizji. A to, że podczas jazdy kierowcy nic nie powinno rozpraszać, w tym rozmowa przez telefon komórkowy, tłumaczy się właśnie tym, że każdy dodatkowy proces myślowy przejmuje w jakiś sposób część zasobów mózgu, co oznacza, że zaczyna on działać. gorzej postrzegają napływające informacje lub sporządzają prognozy na przyszłość o niższej jakości.

Regularnie robimy też prognozy na dłuższy okres, choć prostsze, często nazywane „planowaniem”. Jeśli wszystko dobrze zaplanowałeś i uwzględniłeś wszystkie czynniki, które mogą wpłynąć na wynik, to z bardzo dużym prawdopodobieństwem planowane wydarzenie nastąpi.

W rzeczywistości nie ma nic zaskakującego w proroczych snach. Nieustannie otrzymujemy informacje o otaczającym nas świecie, w tym informacje, których po prostu nie mamy czasu na pełną analizę w ciągu dnia. Ale we śnie, kiedy główna część zasobów mózgu jest nastawiona tylko na analizę zebranych informacji, nasza świadomość może dokonać głębokiej analizy jakościowej i uformować prognozę wyższej jakości, którą we śnie zobaczymy jako „proroczą”.

Ale widzimy sny, zwłaszcza prorocze, nie zawsze. Sen REM pojawia się dopiero po co najmniej jednym pełnym cyklu snu NREM. Aby mózg mógł zacząć analizować zebrane informacje i tworzyć sny, musi przynajmniej częściowo uwolnić się od informacji gromadzonych w ciągu dnia. Jednocześnie ustalono eksperymentalnie, że im dłuższa, tym dłuższy czas trwania fazy snu REM. I jest to całkowicie logiczne, ponieważ im więcej cykli transferu informacji z pamięci operacyjnej do pamięci długotrwałej udało się przejść, tym więcej zasobów uwalnia mózg do przetwarzania informacji i tworzenia snów. Ale jeśli nie śpisz wystarczająco dużo, twój mózg będzie się stopniowo przepełniał, nie mając czasu, aby całkowicie oczyścić się podczas zbyt krótkiego snu. W takim przypadku albo w ogóle nie będziesz mieć faz snu REM, albo będą one bardzo krótkie, podczas gdy nie będziesz pamiętał snów, które pojawią się w tym czasie, ponieważ twoja pamięć nie uwolniła się jeszcze od nagromadzonych informacji. Innymi słowy, jeśli nie widzisz lub nie pamiętasz swoich snów, oznacza to, że nie śpisz wystarczająco i Twój mózg nie ma czasu na regenerację.

Wyobraź sobie, że mózg jest naczyniem, a informacje otrzymywane w ciągu dnia to woda, którą stopniowo wlewamy do tego naczynia. Przetwarzanie podczas snu informacji zgromadzonych w ciągu dnia jest podobne do opróżniania tego naczynia z wody nagromadzonej w ciągu dnia. Otóż wtedy dostajemy znaną nam ze szkoły zagadkę o tym, ile wody wpływa do naczynia, a ile wypływa. Jeśli łączna pojemność naczynia wynosi 5 litrów i codziennie wlewasz 1,5 litra wody, a podczas krótkiej drzemki wyleje się tylko 1 litr, to każdego dnia będziesz miał 0,5 litra wody. W związku z tym ósmego dnia naczynie zostanie napełnione 4 litrami i po prostu nie będziesz mógł wlać do niego kolejnych półtora litra wody. Reszta wody po prostu nie zmieści się do naczynia, ale przeleje się obok niego. A jeśli nic się nie zmieni, to ten proces przepełnienia może trwać przez długi czas. Dopóki nie wydłużysz czasu spuszczania wody, spuszczania całego nadmiaru nagromadzonej wody, to znaczy, nie śpisz wystarczająco dużo, pozwalając mózgowi na ostateczne posprzątanie stajni Augiasza z nadmiaru nagromadzonych informacji.

Uważa się, że człowiek potrzebuje około 8 godzin na sen. Liczba ta jest bardzo przybliżona, ponieważ w praktyce zależy od charakteru czynności, którą dana osoba jest zaangażowana w ciągu dnia. Jeśli ta aktywność jest powiązana z powtarzalną aktywnością fizyczną, w której gromadzenie informacji jest wolniejsze, sen może zająć mniej czasu. Jeśli dana osoba jest zaangażowana w aktywną aktywność umysłową, może potrzebować więcej niż 8 godzin. Ale jeśli nie wysypiasz się regularnie, twoje zdolności intelektualne będą się stopniowo pogarszać. Trudniej będzie ci dostrzegać i zapamiętywać informacje, gorzej rozwiążesz problemy, twoja uwaga będzie bardziej rozproszona.

Ogólnie rzecz biorąc, przeciętny człowiek może być bez snu przez 3-4 dni. Rekord maksymalnego czasu przebywania bez snu, bez stosowania jakichkolwiek środków pobudzających, ustanowił w 1965 r. amerykański uczeń Randy Gardner z San Diego w Kalifornii, który nie spał przez 264,3 godziny (jedenaście dni). Jednak niektóre źródła podają nawet, że długotrwałe pozbawienie snu ma bardzo niewielki wpływ. Ale jeśli przedstawisz bardziej szczegółowy opis tego eksperymentu, okaże się, że jest to dalekie od przypadku. Podpułkownik John Ross, który monitorował stan zdrowia Gardnera, zgłosił znaczące zmiany w zdolnościach umysłowych i zachowaniu podczas deprywacji snu, w tym depresję, problemy z koncentracją i pamięcią krótkotrwałą, paranoję i halucynacje. Czwartego dnia Gardner wyobraził sobie siebie jako Paula Lowy'ego grającego w Rose Bowl i pomylił znak uliczny z mężczyzną. Ostatniego dnia, poproszony o odjęcie 7 od 100 kolejno, zdecydował się na 65. Zapytany, dlaczego zamknął konto, stwierdził, że zapomniał, co teraz robi.

Tak więc jedną z przydatnych zaleceń, które można podać w świetle powyższych informacji, jest to, że jeśli z jakiegoś powodu nie możesz stale spać w odpowiednim czasie, zaleca się, aby dobrze przespać noc przynajmniej raz w tygodniu aby dać organizmowi czas na zrekompensowanie nagromadzonego braku snu. Jednocześnie wskaźnik, że masz wystarczająco dużo snu, nie będzie budzić się przez alarm, ale budzić się, gdy dzieje się to naturalnie i czujesz, że w końcu się wyspałeś. Jeśli wymaga to 12 godzin snu, musisz spać 12 godzin.

Ale do normalnego przywrócenia zasobów mózgu podczas snu potrzebny jest nie tylko czas, ale także energia. Nasz mózg zużywa dużo energii. Mózg stanowiąc zaledwie 5% masy ciała, w zależności od rodzaju aktywności, zużywa od 30% do 50% energii otrzymywanej przez organizm. W tym przypadku mózg otrzymuje większość energii w wyniku procesu katabolizmu glukozy, czyli powolnego utleniania glukozy do CO2 i H2O (dwutlenek węgla i woda). Glukozę otrzymujemy z pożywienia, która wraz z krwią jest transportowana do komórek mózgu. Ale sama glukoza nie wystarczy do tego procesu, do utlenienia każdej cząsteczki glukozy C6H12O6 potrzeba 6 cząsteczek więcej tlenu O2, który stale otrzymujemy z otaczającego powietrza podczas oddychania. Oznacza to, że jeśli chcesz dobrze się wyspać lub aktywnie angażujesz się w aktywność umysłową, miejsce, w którym się znajdujesz, musi być odpowiednio wentylowane. W przeciwnym razie, jeśli w powietrzu będzie brak tlenu lub, co zdarza się znacznie częściej, nadmiar dwutlenku węgla, Twój mózg nie otrzyma wystarczającej ilości energii na wszystkie zachodzące w nim procesy. Więc nawet jeśli śpisz 8, a nawet 10 godzin w słabo wentylowanym pomieszczeniu, to nie wystarczy, aby dobrze przespać noc, co wielokrotnie weryfikowałem z własnego doświadczenia. Z tego samego powodu zaleca się zapewnienie wentylacji pomieszczenia, w którym wykonujesz aktywną aktywność umysłową, w tym w której odbywa się trening. Zapewne wielu z Was zauważyło, że kiedy dużo ludzi gromadzi się w małym pomieszczeniu, na przykład, żeby wysłuchać jakiegoś sprawozdania lub wykładu, to po chwili ludzie zaczynają zasypiać. Dzieje się tak właśnie dlatego, że ze względu na nagromadzenie dużej liczby osób w pomieszczeniu gwałtownie wzrosło stężenie dwutlenku węgla, co zmniejsza dopływ tlenu do krwi, a nasz mózg przechodzi w tryb oszczędzania energii, zmniejszając jego aktywność i zaprzestanie dostrzegania informacji, zwłaszcza jeśli wykład jest nudny. Oznacza to, że robi to samo, co procesor laptopa, który spowalnia po przełączeniu na zasilanie bateryjne. A żeby utrzymać uwagę, musimy w takiej sytuacji dołożyć dodatkowych starań, aby nie zasnąć.

W świetle panującej mody na montaż okien plastikowych, które niewątpliwie znacznie lepiej izolują pomieszczenia od ulicy, problem wentylacji pomieszczeń staje się jeszcze pilniejszy, ponieważ istniejący system wentylacji naturalnej w budynkach nie zawsze sobie radzi, a często w ogóle nie działa, ponieważ sąsiedzi są na wyższych piętrach, podczas kolejnego remontu w stylu europejskim udało im się zapełnić twój kanał wentylacyjny śmieciami. Jeśli więc chcesz dobrze się wyspać, zwłaszcza jeśli nie masz wystarczająco dużo czasu na sen, zadbaj o dobrą wentylację miejsca do spania. Lepiej lekko otworzyć plastikowe okno, ale jednocześnie włączyć grzejnik, niż spać z ciasnymi listwami w słabo wentylowanym pomieszczeniu. Z tego samego powodu w sypialniach wskazane jest instalowanie plastikowych okien z systemem mikrowentylacji, które pozwalają na lekkie uchylenie tego okna, lub zakup i zainstalowanie w oknie dodatkowych zewnętrznych urządzeń specjalnych, które pozwalają zrobić to samo jeśli masz już zainstalowane takie okno bez takiego systemu.

Sen ma jeszcze jedną ważną funkcję, o której większość ludzi niewiele wie. Ostatnie badania wykazały, że osoby z niedoborem snu doświadczają nie tylko obniżenia jakości mózgu, ale także obniżenia odporności. Dzieje się tak, ponieważ to właśnie podczas snu uruchamiane są procesy regeneracji i odbudowy uszkodzonych tkanek, a także powstawanie niezbędnych przeciwciał do walki z wirusami i bakteriami. Wszystkie te procesy dotyczą rdzenia kręgowego i obwodowego układu nerwowego. Podczas czuwania są obciążone dostarczaniem ludzkiej aktywności ruchowej, a podczas snu uwalniają się ich zasoby i można je wykorzystać do analizy tego, co, gdzie i jak powinno zostać naprawione w organizmie. Dlatego kiedy jesteśmy chorzy, chcemy położyć się i spać. Z tego samego powodu, jeśli nie będziesz się wyspać, częściej będziesz chorować, a Twoje ciało będzie się szybciej starzeć i niszczeć.

Osobnym tematem jest stosowanie różnych neurostymulatorów, zwłaszcza wszelkiego rodzaju napojów energetyzujących, które, jak zapewnia reklama, mogą skrócić czas snu oraz zachować przez długi czas wigor i radość. Dotyczy to krótkich okresów czasu. Za pomocą działania chemicznego możesz sprawić, że Twój mózg będzie aktywnie pracował przez kilka godzin. Ale jednocześnie musisz zrozumieć, że nie jest to bezpłatne.

Po pierwsze, stosowanie neurostymulatorów, czy to herbaty, kawy, czy bardziej agresywnych napojów energetycznych, w rzeczywistości nie zwiększa pojemności mózgu, jego pamięci roboczej, hipotetycznego naczynia, do którego możemy wlać wodę z otaczających nas informacji. Pozwalają tylko na nalewanie jednorazowo 2 litrów zamiast 1,5 litra. Ale to oznacza, że twój statek przeleje się znacznie szybciej. Dlatego krytyczny stan przepełnienia, po którym mózg przestaje normalnie funkcjonować, następuje znacznie szybciej, po czym żadne neurostymulanty naprawdę nie pomogą. W związku z tym po tak ekstremalnym trybie pracy Twój mózg będzie potrzebował dłuższego odpoczynku (trzeba spuścić więcej wody).

Po drugie, wszystkie neurostymulatory przenoszą neurony do skrajnego lub nawet skrajnego trybu działania, co znacznie skraca ich żywotność. Bardzo popularny mit, że neurony w organizmie nie regenerują się już dawno obalono. Powstał, ponieważ neurony są najdłużej żyjącymi komórkami w organizmie, bo ich zastąpienie w ramach sieci neuronowej nie jest łatwym zadaniem, więc organizm stara się opóźnić ten proces jak najpóźniej. Z tego samego powodu nowe neurony pojawiają się znacznie wolniej niż normalne komórki. Tak więc w tym przypadku nie chodzi o to, że nowe neurony w ogóle nie pojawiają się w ciele, ale w równowadze między śmiercią istniejących a pojawieniem się nowych komórek nerwowych. Jeśli neurony umierają szybciej niż organizm wytwarza nowe, następuje proces degradacji układu nerwowego i świadomości. A jeśli zaczniesz nadużywać tej samej energetyki, to robiąc to, zwiększasz tempo śmierci neuronów, czyniąc tę równowagę ujemną.

Podobny, ale znacznie silniejszy efekt występuje przy stosowaniu różnych narkotyków, zwłaszcza alkoholu. O wpływie alkoholu na organizm i układ nerwowy opowiem w dalszej części.

Dmitrij Mylnikow