Почему мы спим ночью? Вопрос учёному: Почему мы спим? Понимаем почему мы спим.

Все от плодовых мушек до дельфинов нуждаются в том, чтобы время от времени прикрывать глаза. Причина тому, по-видимому, кроется в мозге и остаётся одной из главных загадок биологии.

На это занятие мы тратим около трети своей жизни. Если нас этого лишить, мы заболеем . Но мы до сих пор не знаем хорошенько, зачем нам надо спать.

На первый взгляд, ответ очевиден: чтобы мозг и другие органы могли отдохнуть и восстановиться. Но почему мы не можем отдохнуть, оставаясь в сознании и продолжая быть начеку? Почему мы не можем восстановить силы, бодрствуя? Загадка...

Сон - настолько распространённое в природе явление, что оно должно быть безумно полезным. Даже плодовые мушки и нематоды временами впадают в состояние полного бездействия, из которого выходят не очень легко, то есть сон свойствен даже простейшим животным. Но многолетние наблюдения так и не дали корреляции между сном и физиологическими потребностями у животных. Так что ещё одной тайной является многообразие видов сна.

Например, некоторые летучие мыши спят 20 часов в сутки, а крупные травоядные млекопитающие - менее четырёх часов. Лошадям и вовсе достаточно вздремнуть стоя в течение нескольких минут, которые за сутки складываются примерно в три часа. Некоторые новорожденные дельфины и киты бодрствуют вместе с матерями на протяжении всего первого месяца.

Короче, обнаружить единую, универсальную функцию сна так и не удалось. «Физиологические изменения во время сна сильно варьируются у разных видов, - отмечает Маркос Фрэнк из Пенсильванского университета (США). - Но у всех сон отражается на работе мозга ». Поэтому большинство исследователей сосредоточились на этом органе. Наиболее очевидным признаком сна признана, условно говоря, потеря «сознания» (или сокращение «сознательности» у некоторых животных). И недостаток сна приводит к когнитивному кризису не только у людей, но и у крыс, плодовых мушек и почти всех остальных изученных видов.

Основную часть сна занимает медленноволновая фаза, известная также, как третья стадия или стадия глубокого сна (см. диаграмму). Её свойственны характерные волны электрической активности мозга, вызванные синхронизированной активацией нейронов, происходящей примерно раз в секунду. С нею смешиваются другие этапы - фаза быстрого движения глаз, когда деятельность мозга напоминает бодрствование, и переходы между ними.

Считается, что сон - это именно медленноволновый этап, ибо именно в этот период происходит всё то, что должен сделать для организма сон. Именно в этой фазе работа мозга наиболее сильно отличается от бодрствования. В её начале волны становятся особенно большими, когда потребность во сне особенно велика. Если вы долго не спите, эти медленные волны будут нарастать, пока вы не заклюёте носом.

Объяснение функций сна можно разделить на две большие группы: одни связаны с «ремонтом» и «обслуживанием» мозга, а другие - с выполнением мозгом уникальных для сна функций.

Сто лет назад считалось, что в период бодрствования в нас вырабатывается некий токсин, накоплению которого мы в конце концов не можем сопротивляться и засыпаем, чтобы дать возможность мозгу очиститься. Такое вещество не было обнаружено, и современный вариант той же гипотезы гласит: днём происходит постепенное снижение поставок больших молекул, необходимых для работы мозга, в том числе белков, РНК и холестерина. Запасы пополняются как раз во время сна. В экспериментах над животными выяснилось, что производство таких молекул увеличивается во время медленноволновой фазы сна. Однако, по словам скептиков, это лишь корреляция и нельзя говорить о том, что наше желание спать зависит от уровня этих молекул.

Вторая группа тоже имеет давнюю историю. Ещё Зигмунд Фрейд предположил, что все сновидения посвящены исполнению заветных желаний (часто замаскированному), но в науке эта гипотеза не нашла подтверждения. Однако есть веские причины считать, что во время сна мозг всё же выполняет одну очень важную и уникальную функцию - он занимается консолидацией памяти. Воспоминания не высекаются в камне в момент события. Поначалу они хранятся в своего рода ОЗУ и лишь потом то, что по каким-то причинам показалось важным, отправляется в ПЗУ.

Эксперименты и на животных, и на людях показывают, что самые сильные воспоминания формируются, когда моменты запоминания и вспоминания разделяет сон. Например, в ходе одного из опытов электроды, размещённые в крысиных мозгах, показали, что во время сна небольшие группы нейронов воспроизводят тот режим деятельности, который впервые был зарегистрирован, когда крысы бодрствовали и учились.

С 2003 года набирает силу новая гипотеза, объединяющая оба объяснения. В центре её внимания - синапсы, с помощью которых общаются нейроны. Известно, что при формировании воспоминаний синапсы участвующих в этом процессе нейронов становятся сильнее. Основная мысль заключается в том, что в состоянии бодрствования мы постоянно создаём новые воспоминания и, следовательно, укрепляем синапсы. Но этот процесс не может продолжаться бесконечно: в какой-то момент был бы достигнут максимум энергетической эффективности и новые воспоминания перестали бы формироваться. Решением этой проблемы становится фаза медленноволнового сна: в отсутствие входящего потока данных медленно «стреляющие» нейроны постепенно снижают силу синапсов по всем направлениям, сохраняя при этом относительную разницу в силе между синапсами, позволяя новым воспоминаниям сохраниться (см. диаграмму ниже).

На это занятие мы тратим около трети своей жизни. Если нас этого лишить, мы заболеем. Но мы до сих пор не знаем хорошенько, зачем надо спать.

Например, некоторые летучие мыши спят 20 часов в сутки, а крупные травоядные млекопитающие - менее четырёх. Лошадям и вовсе достаточно вздремнуть стоя в течение нескольких минут, которые за сутки складываются примерно в три часа. Некоторые новорожденные дельфины и киты бодрствуют вместе с матерями на протяжении всего первого месяца.

Короче, обнаружить единую, универсальную функцию сна так и не удалось. «Физиологические изменения во время сна сильно варьируются у разных видов, - отмечает Маркос Фрэнк из Пенсильванского университета (США). - Но у всех сон отражается на работе мозга». Поэтому большинство исследователей сосредоточились на этом органе. Наиболее очевидным признаком сна признана, условно говоря, потеря «сознания» (или сокращение «сознательности» у некоторых животных). И недостаток сна приводит к когнитивному кризису не только у людей, но и у крыс, плодовых мушек и почти у всех остальных изученных видов.

Основную часть сна занимает медленноволновая фаза, известная как третья стадия, или стадия глубокого сна (см. диаграмму). Её свойственны характерные волны электрической активности мозга, вызванные синхронизированной активацией нейронов, которая происходит примерно раз в секунду. С ней смешиваются другие этапы - фаза быстрого движения глаз, когда деятельность мозга напоминает бодрствование, и переходы между ними.

Считается, что сон - это именно медленноволновой этап, ибо как раз в этот период происходит всё то, что должен сделать для организма сон. Именно в этой фазе работа мозга сильнее всего отличается от бодрствования. В её начале волны становятся особенно большими, когда потребность во сне максимальна. Если вы долго не спите, эти медленные волны будут нарастать, пока вы не заклюёте носом.

Функции сна можно разделить на две большие группы: одни связаны с «ремонтом» и «обслуживанием» мозга, а другие - с выполнением мозгом уникальных для сна задач.

Сто лет назад считалось, что в период бодрствования в нас вырабатывается некий токсин, накоплению которого мы в конце концов не можем сопротивляться и засыпаем, чтобы дать возможность мозгу очиститься. Такое вещество не было обнаружено, и современный вариант той же гипотезы гласит: днём происходит постепенное снижение поставок больших молекул, необходимых для работы мозга, в том числе белков, РНК и холестерина. Запасы пополняются как раз во время сна. В экспериментах с животными выяснилось, что производство таких молекул увеличивается во время медленноволновой фазы сна. Однако, по словам скептиков, это лишь корреляция и нельзя говорить о том, что наше желание спать зависит от уровня этих молекул.

Вторая группа тоже имеет давнюю историю. Ещё Зигмунд Фрейд предположил, что все сновидения посвящены исполнению заветных желаний (часто замаскированному), но в науке эта гипотеза не нашла подтверждения. Однако есть веские причины считать, что во время сна мозг всё же выполняет одну очень важную и уникальную функцию: он занимается консолидацией памяти. Воспоминания не высекаются в камне в момент события. Поначалу они хранятся в своего рода ОЗУ, и лишь потом то, что по каким-то причинам показалось важным, отправляется в ПЗУ.

С 2003 года набирает силу новая гипотеза, объединяющая оба объяснения. В центре её внимания - синапсы, с помощью которых общаются нейроны. Известно, что при формировании воспоминаний синапсы участвующих в этом процессе нейронов становятся сильнее. Основная мысль заключается в том, что в состоянии бодрствования мы постоянно создаём новые воспоминания и, следовательно, укрепляем синапсы. Но этот процесс не может продолжаться бесконечно: в какой-то момент был бы достигнут максимума энергетической эффективности и новые воспоминания перестали бы формироваться. Решением этой проблемы становится фаза медленноволнового сна: при отсутствии входящего потока данных медленно «стреляющие» нейроны постепенно снижают силу синапсов по всем направлениям, сохраняя при этом относительную разницу в силе между синапсами и позволяя новым воспоминаниям сохраниться (см. диаграмму ниже).

«Гипотеза гомеостаза синапсов» получила немало доказательств. Сканирование человеческого мозга говорит о том, что наше серое вещество требует больше энергии в конце дня, чем в начале. Джулио Тонони и Кьяра Сирелли из Университета штата Висконскин в Мэдисоне (США), предложившие гипотезу, показали, что у грызунов и плодовых мушек прочность синапсов возрастает в период бодрствования и падает во время сна. Более того, когда мы изучаем то, что требует работы определённой части мозга, именно эта область генерирует более интенсивные медленные волны во время последующего сна.

Несмотря на большое внимание, которое в последние годы получила эта гипотеза, она ещё не успела завоевать сердца всех и каждого. Например, нейробиолог Джерри Сигел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) придерживается мнения о том, что сон - это просто адаптивный способ сэкономить энергию, не занимаясь кормлением и размножением. Животное находит укромное место, прячется в нём и бережёт себя для будущего. А различия в образе сна между видами - следствие различий в образе жизни.

Но большинство всё же склоняется к тому, что функция сна столь же сложна, сколь сложен мозг. Наверное, лаконичный ответ на вопрос о том, почему мы спим, едва ли удастся получить.

Подготовлено по материалам NewScientist.

Зачем мы спим? Мы спим каждый день с самого рождения, не задумываясь над этим вопросом?

Ученым еще предстоит создать единую теорию сна, ведь сон действительно на данный момент - темное пятно в области научных исследований. Только в 20-м веке ученые обнаружили, что человеческий мозг проявляет во время сна активность. До этого он считался бессмысленным для области научных исследований сна.

В этой статье мы откроем некоторые основные факты о сне, знать о которых полезно каждому.

Циклы сна

Сон человека (как и всех млекопитающих и птиц) состоит из двух фаз:

REM-сон (от англ. Rapid Eye Movement - быстрое движение глаз ) - быстрый сон
Медленный сон (NREM)

Каждый из этапов обладает своими физиологическими, неврологическими и психологическими особенностями. В течение всего сна фазы циклически сменяют друг друга.

В конце 1960-х годов ученыt Рехтшаффен и Калес выделили основной цикл, отражающий различные уровни сознания. Она выглядит так:

Полный цикл длится примерно от 90 до 110 минут. Так за время восьмичасового сна происходит примерно пять таких циклов.

Из графика видно, что преобладает фаза медленного сна. REM-сон длится только около 10 минут в конце цикла. Однако, NREM-фазы некоторых циклов (обычно ближе к концу сна) получаются короче и REM-сон увеличивается.

Обычно человек видит сны в стадии REM-сна, хотя иногда сны снятся и в стадии медленного сна. Теперь взглянем на характеристики нормального цикла сна:

СТАДИЯ 1 NREM (чуткий сон): Происходит снижение активности головного мозга от частоты альфа-волн бодрствования (8 - 13 Гц) до дремотных тэта-волн (4 - 7 Гц). Снижается мышечный тонус. В этой стадии могут интуитивно появляться идеи, способствующие успешному решению той или иной проблемы.

СТАДИЯ 2 NREM (чуткий сон): На этой стадии появляются так называемые «сонные веретёна» - сигма-ритм, представляющий собой учащенный альфа-ритм (12 - 16 Гц) и K-комплексов. Происходит отключение сознания. В паузы между веретёнами (возникают 2—5 раз в мин) человека легко разбудить.

СТАДИЯ 3 NREM (медленный сон): Мозговая активность снижается до дельта-волн (0,5 - 4 Гц) - самая низкая частота глубокого сна. Характеризуется всеми чертами второй стадии, в том числе наличием «сонных веретён», к которым добавляются медленные высокоамплитудные дельта-волны.

СТАДИЯ 4 NREM (медленный сон): Самый глубокий сон. Третью и четвёртую стадии часто объединяют под названием дельта-сна . В это время человека разбудить очень сложно; возникают 80 % сновидений и именно на этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары.

REM-сон: Активность мозга повышается до частоты бодрствования бета-волн (12 Гц). В эту стадию человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса. Наблюдается быстрое движение глазных яблок. Именно в стадии REM-сна человек видит самые яркие сны.

Циркадные ритмы

Цикличность сна человека контролируется циркадными часами. Эти внутренние биологически часы человеческий мозг использует для контроля температуры тела и высвобождения некоторых химических веществ (нейротрансмиттеров) в нужное время.

Ближе к ночному времени мозг дает сигнал, вызывающий синтез и выделение в кровоток вызывающего сон нейрогормона мелатонина и человек начинает ощущать сонливость, температура тела падает. Аналогично, в первой половине дня мозг вырабатывает нейротрансмиттеры, вызывающие пробуждение.

Функции сна

Мы рассмотрели циклы сна. Теперь перейдем к его функциям. Почему мы спим, расходуя на сон треть нашей жизни?

Сон - естественное состояние всех млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб. Но различия в продолжительности сна - ошеломляющие:

Эти различия породили несколько эволюционных теорий сна. Одна из теорий состоит в том, что животные, которые являются низшими в пищевой цепочке, спят меньше - потому что они более подвержены нападениям. Есть противоположная теория, говорящая о том, что сон защищает от хищников, так как во время сна мы прячемся в укромном месте.

Однако обе теории имеют пробелы. Если долго бодрствовать, наш организм в конечном итоге заставит нас восстановить силы во сне - даже под угрозой нападения со стороны хищников.

Функции сна:

1. ради отдыха: в течение всего дня мы активны. Эта активность требует большого количества энергии для работы иммунной и нервной систем, а также наших мышц и костей. Восполнить затраченную энергию мы можем во время еды и сна.

2. исцеление: во время сна происходит исцеление тела нашего тела. Опыты над крысами показали, что лишение сна замедляет заживление процесс ожогов.

3. обучение: сон улучшает организацию работы мозга - путем отбора важных воспоминаний и отбрасывания нежелательной информации. Было проведено исследование, в котором принимали участие 40 человек. Им было разрешено спать по 26 минут в течение суток. Затем они прошли тестирование, которое показало, что их память ухудшилась на 38% в течение четырех дней. Исследование показало, что лишение REM-сна значительно усложняет процесс запоминания и способность решать проблемы. Другие эксперименты над сном показали, что «процедурная память» (знание того, как нужно действовать) и "декларативная память" (знание фактов и событий) зависят от REM-сна.

Так же существует предположение, что сон необходим человеку из-за сновидений. Иначе, почему же мы видим сны, если они бесполезны? Найдет ли подтверждение эта теория - покажет время.

Выскребенцев Дмитрий

Работа, несомненно, представляет большой интерес. Дмитрий подробно рассказывает о том, как спали дети в детском саду - одни засыпали быстро, едва прислонив голову к подушке, а другие долго капризничали, не хотели спать...Детсадовская группа перешла в школу. Дима провёл опрос среди учащихся класса и выяснил, кто сколько спит (в процентном отношении).

Затем он доказывает, что сон просто необходим не только человеку, но вообще всем живым существам.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение – «Закутчанская

средняя общеобразовательная школа Вейделевского района

Белгородской области»

Исследовательская работа

на тему:

«Почему мы спим?»

Подготовил:

Выскребенцев Дмитрий,

Учащийся 4 класса.

Руководитель: Дорошенко Л.А.

2015

слайд 1

«Почему мы спим?»

слайд 2

Актуальность.

Когда я пошёл в детский садик, то меня удивило, что все дети спят по-разному. Одни капризничают, плачут, не хотят даже ложиться в постельку; другие засыпают, только лишь прислонив голову к подушке. И время сна тоже у всех разное.

Наша детсадовская группа перешла в 1 класс. И тут уже я решил расспросить ребят о том, кто сколько спит.

В нашем классе 15 человек - 8 мальчиков и 7 девочек. После передачи «Спокойной ночи, малыши!» идут в спальню 4 человека (26%). До 10 часов вечера продолжали бодрствовать 5 опрошенных (33%). В 23 часа засыпают остальные 6 человек (39%).

Загадка сна волновала людей всегда. Кажется странным, таинственным, что бодрый и полный сил человек с наступлением темноты закрывает глаза, неподвижно ложится и словно бы умирает до восхода солнца: ничего не видит, не чувствует опасности, не принимает участие в разговоре и не способен защитить себя.

Идея.

Именно поэтому мне захотелось узнать, почему же мы спим, существует ли признанная теория сна?

слайд 3

Цели .

Выяснить , почему мы спим, важен ли сон?

Изучить , кто как спит и сколько?

Доказать , что сон нужен организму, прежде всего, для поддержания жизнедеятельности.

Убедить , что длительное лишение сна может погубить живое существо.

Задачи .

Изучить литературу по теме;

установить , существует ли признанная теория сна;

исследовать , что происходит с нашим организмом во время сна.

слайд 4

Гипотезы .

Предположим, организм сам знает, когда нужно тормознуть…

Возможно , сон экономит калории…

Что, если свет и темнота по-разному действуют на организм…

Методы исследования.

Подумать самостоятельно;

изучить источники информации;

понаблюдать;

спросить у взрослых;

поиск в интернете.

Ожидаемый результат .

Эта работа поможет приблизиться к разгадке тайн сна.

слайд 5

Когда машина проходит какое-то количество километров, ее мотор подлежит обязательному осмотру в гараже. Где заменяются аккумуляторы, заливается масло, бензин в бак, вода в радиатор.

Что-то подобное, похожее на восстановительный ремонт, происходит с нашим организмом во время сна.

У машины есть одно большое преимущество: она может работать круглые сутки. Человеку необходимо через определенные промежутки времени восстановить уставшие органы и ткани своего тела: подремонтировать организм и избавиться от накопившихся в нем за день отходов жизнедеятельности. Все это делается во время сна.

слайд 6

Некоторые исследователи считают, что сам сон, как таковой, не важен для млекопитающих и птиц и является просто возможностью погрузить тело в спокойное и неподвижное состояние.

слайд 7

Однако до сих пор не найдено ни одного живого существа, которое бы бодрствовало всю жизнь.

слайд 8

В ходе исследования я выяснил – спят все : насекомые, рептилии, птицы, млекопитающие…

слайд 9

Но продолжительность сна у всех разная, причем она не всегда зависит от размера животного.

слайд 10

Белки спят по 15 часов в сутки.

слайд 11

Лошадь и слон - единственные животные, которые могут спать стоя постоянно. Слон спит четыре часа в сутки.

Жирафы иногда спят лежа, но большее количество времени они находятся в вертикальном положении и спят стоя, иногда помещая голову между двумя ветками, чтобы не упасть.

слайд 12

Слишком много спят домашние животные: ведь они экономят время, которое их дикие собратья тратят на поиски пищи. Собака, которую хозяева, уходя на работу, заперли в квартире, обычно спит целый день до их возвращения, но и ночью бессонницей не страдает.

слайд 13

Ну а для человека норма сна – в среднем семь часов – это треть всей его жизни.

слайд 14

Спят все, но оказывается - не все живые существа спят, что называется, без задних лап:

черные стрижи спят в полете,

слайд 15

змеи спят с открытыми глазами,

слайд 16

аисты и фламинго спят стоя на одной ноге,

слайд 17

у морских котиков спит только одна половина мозга.

Даже дельфин , млекопитающее животное, которое находится в непрерывном движении, иногда впадает в состояние, очень похожее на сон. В таком состоянии одно полушарие мозга отключается, и дельфин плавает с закрытым глазом.

Тот факт, что дельфины, постоянно двигаясь, все же развили способность впадать в состояние похожее на сон, говорит о том, что сон является жизненно-важной потребностью и от него нельзя просто взять и отказаться.

слайд 18

Почему мы спим – величайшая загадка современной биологии. Я попытался приблизиться к разгадке тайн сна и выяснил, что существует много теорий сна и пока ни одна из них не признана ведущей.

слайд 19

Итак,

Циклическая теория сна

Как день закономерно сменяется ночью в течение миллиардов лет, так и деятельность должна сменяться покоем. Оказывается, свет, и темнота по-разному действуют на химические реакции обмена веществ. Гормоны имеют циклический ритм выделения в кровь и при нормальном образе жизни количество «активизирующих» гормонов к вечеру падает.

слайд 20

Диетическая теория сна

Возможно, сон экономит калории. Много калорий теряется при высокой теплоотдаче, поэтому, чем меньше животное, тем больше оно спит. Но и многие крупные животные (такие как медведи) впадают в спячку на зиму, поскольку не могут себя прокормить в холодное время года. Во время продолжительного и глубокого сна у человека выделяется гормон лептин, подавляющий аппетит. Поэтому люди, которые высыпаются, реже подвержены приступам обжорства, и могут сохранять более стройную фигуру.

слайд 21

Энергетическая теория сна

Во время бодрствования клетки мозга потребляют много энергии в виде гликогена (глюкозы, сахара). Поскольку нейроны одновременно эффективно обрабатывать информацию и накапливать гликоген не в силах, то во время сна они устраивают информационный перерыв и занимаются только «пополнением энергетических кладовых».

слайд 22

Иммунная теория сна

Известно, что во время ночного покоя некоторые внутренние железы, например, гипофиз или надпочечники, особенно активны. А гормоны, выделяемые ими, как раз укрепляют иммунитет.

слайд 23

Защитная теория сна

Даже у таких низших существ, как кухонные тараканы, которые спят, наклонив голову и расслабив антенны, из-за непрерывной 24-часовой активности повышен риск преждевременной смерти. Что уж говорить о людях. Сон - просто необходим для нормальной жизнедеятельности и хорошего самочувствия.

слайд 24

Тормозная теория сна

Предположим, что организм сам знает, когда нужно тормознуть и дать мозгу возможность разложить накопленную информацию «по полочкам». Возможно ли заставить мозг работать беспрерывно?

Я задали вопрос своим стареньким прадедушке и прабабушке (они плохо спят ночью), «необходим ли людям сон?», и они ответили: «Конечно!»

Несомненно, длительное лишение сна может погубить живое существо.

слайд 25

Следовательно, можно сделать вывод - какая бы теория не восторжествовала со временем, понятно одно: любому существу необходимо спать достаточное количество времени для того, чтобы оставаться здоровым. И человеку в том числе!

слайд 26

Спасибо за внимание!

Литература

1. Популярная энциклопедия для детей. Всё обо всём. / Сост. Г.П. Шалаева.- М., 1996. Т.3, 4, 10;

2. Нарушения сна и бодрствования, Вейн А. М., М., 1974;

3. Спячка животных / Калабухов Н. И., 3 изд., Харьков, 1956;

4. Энциклопедия для детей. Биология / Аксёнова М., Вильчек Г., Аванта+; 2004.

Короче, обнаружить единую, универсальную функцию сна так и не удалось. «Физиологические изменения во время сна сильно варьируются у разных видов, - отмечает Маркос Фрэнк из Пенсильванского университета (США). - Но у всех сон отражается на работе мозга». Поэтому большинство исследователей сосредоточились на этом органе. Наиболее очевидным признаком сна признана, условно говоря, потеря «сознания» (или сокращение «сознательности» у некоторых животных). И недостаток сна приводит к когнитивному кризису не только у людей, но и у крыс, плодовых мушек и почти у всех остальных изученных видов.

Сто лет назад считалось, что в период бодрствования в нас вырабатывается некий токсин, накоплению которого мы в конце концов не можем сопротивляться и засыпаем, чтобы дать возможность мозгу очиститься. Такое вещество не было обнаружено, и современный вариант той же гипотезы гласит: днём происходит постепенное снижение поставок больших молекул, необходимых для работы мозга, в том числе белков, РНК и холестерина. Запасы пополняются как раз во время сна. В экспериментах с животными выяснилось, что производство таких молекул увеличивается во время медленноволновой фазы сна. Однако, по словам скептиков, это лишь корреляция и нельзя говорить о том, что наше желание спать зависит от уровня этих молекул.

Вторая группа тоже имеет давнюю историю. Ещё Зигмунд Фрейд предположил, что все сновидения посвящены исполнению заветных желаний (часто замаскированному), но в науке эта гипотеза не нашла подтверждения. Однако есть веские причины считать, что во время сна мозг всё же выполняет одну очень важную и уникальную функцию: он занимается консолидацией памяти. Воспоминания не высекаются в камне в момент события. Поначалу они хранятся в своего рода ОЗУ, и лишь потом то, что по каким-то причинам показалось важным, отправляется в ПЗУ.

С 2003 года набирает силу новая гипотеза, объединяющая оба объяснения. В центре её внимания - синапсы, с помощью которых общаются нейроны. Известно, что при формировании воспоминаний синапсы участвующих в этом процессе нейронов становятся сильнее. Основная мысль заключается в том, что в состоянии бодрствования мы постоянно создаём новые воспоминания и, следовательно, укрепляем синапсы. Но этот процесс не может продолжаться бесконечно: в какой-то момент был бы достигнут максимума энергетической эффективности и новые воспоминания перестали бы формироваться. Решением этой проблемы становится фаза медленноволнового сна: при отсутствии входящего потока данных медленно «стреляющие» нейроны постепенно снижают силу синапсов по всем направлениям, сохраняя при этом относительную разницу в силе между синапсами и позволяя новым воспоминаниям сохраниться.