Сон — это не просто отдых, а жизненно важный процесс, поддерживающий остроту ума, ясность мыслей и скорость реакции. Недостаток сна стал обычным явлением в современном мире, хотя мозгу он нужен не меньше, чем кислород. До недавнего времени ученые не могли точно объяснить, почему недосып так сильно сказывается на когнитивных функциях и внимании.

Теперь исследователи обнаружили, что мозг пытается компенсировать недостаток отдыха во время бодрствования. Обычно очистка мозга от отходов происходит во время глубокого сна, когда волны спинномозговой жидкости вымывают продукты жизнедеятельности. При нехватке сна эти волны активируются и в часы бодрствования, совпадая с моментами, когда человек теряет концентрацию.

В исследовании приняли участие 26 добровольцев, которых проверяли дважды: после полноценного сна и после бессонной ночи. Ученые использовали фМРТ для отслеживания кровотока и движения жидкости, ЭЭГ для активности мозговых волн, пупиллометрию для оценки бдительности по реакции глаз и поведенческие тесты для выявления провалов внимания.

Результаты показали, что каждая потеря концентрации сопровождалась кратковременным прохождением волн спинномозговой жидкости через мозг, после чего поток жидкости возвращался в норму.

Спинномозговая жидкость помогает удалять отходы и восстанавливать когнитивные функции даже в моменты бодрствования, но при этом снижается концентрация и производительность. То есть мозг периодически переключается в состояние, похожее на сон, чтобы компенсировать упущенное восстановление. Это сопровождаются изменениями в теле: замедляется дыхание, падает пульс, сужаются зрачки. Ученые отмечают, что эти процессы охватывают весь организм и отражают тесную связь между вниманием и физиологическими функциями.

Хотя точный нейронный контур, управляющий такими переключениями, пока не выявлен, ученые считают «виновной» норадренергическую систему. С помощью норадреналина она регулирует внимание, бдительность, сердечный ритм и циркуляцию жидкости. Эта система как раз активизируется во время сна.