КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
ПРОЕКТ
«Влияние продолжительности и частоты сна на работоспособность»
Студентов факультета математической экономики,
статистики и информатики
Натрошвили Гиоргия Ильича
Каменевой Софьи Викторовны
Научный руководитель
Грачева Д.В.
Москва, 2018
Оглавление
Введение. 3
Понятие и история исследований сна. 5
Структура сна. 7
Исследование. 10
Рекомендации. 12
Заключение. 13
Литература. 14
Приложение. 15
Приложение: составление рекомендаций, основанных на результатах теста «Знаете ли вы, как надо спать?». 20
Приложение: Информационная брошюра для студентов. 23
Введение
Сон – один из важнейших элементов жизнедеятельности человека. Во сне повышается уровень анаболических процессов и снижается катаболизм. Сон у человека в норме происходит циклически, примерно каждые 24 часа. Эти циклы называют циркадными ритмами. Они переопределяются каждые сутки, наиболее важным фактором является уровень освещения. От естественного цикла освещённости зависит уровень концентрации специальных фотозависимых белков. Циркадный цикл настроен обычно на длину светового дня. Помимо ночного сна, в некоторых культурах существует физиологически обусловленный кратковременный дневной сон — сиеста.
Рекомендуется спать в среднем 7-8 часов в день (в зависимости от различных факторов, таких как пол, возраст и т.д., рекомендованное время сна может изменяться), однако некоторым людям не всегда удается проспать рекомендуемое время. Отсюда возникают различные проблемы, такие как:
1. Ухудшение когнитивных функций (памяти, внимания, мышления, координации, речи, ориентации, контроля и других);
2. Уязвимость иммунитета. Исследования показывают, что недостаток сна повышает риск заболеть в три раза. Во время сна иммунная система синтезирует белки цитокины. Чем больше инфекций вокруг, тем больше их требуется. Но если человек мало спит, то цитокинам вырабатываться просто некогда. Не зря говорят, что сон лечит;
3. Переедание и лишний вес. Недостаток сна стимулирует выработку грелина — гормона голода. Как следствие, человек переедает. Уставший мозг требует еды побольше да повкуснее;
4. Снижение продуктивности. Когда человек хочет спать, он всё делает медленно и некачественно. То, что обычно занимает час, может отнять два, три и более. И не факт, что не придётся переделывать. КПД времени, украденного у сна, стремится к нулю;
5. Падение мотивации. Постоянный недостаток сна разрушает мотивацию, как грунтовые воды размывают фундамент. С каждым днём всё меньше и меньше хочется двигаться вперёд к своим целям;
6. Вредные привычки и плохое настроение. Недосып — серьёзное препятствие на пути формирования полезных привычек. Зато отличный катализатор вредных: при нехватке сна человек ищет внешние стимуляторы (никотин, кофеин и так далее). Невыспавшийся человек вспыльчив, раздражителен и обижен на весь мир;
7. Плохой внешний вид. Недосыпание буквально отпечатывается на лице в виде синяков и мешков под глазами. Продолжительная нехватка сна провоцирует преждевременное старение кожи.
Если рассматривать конкретные случаи, то большинство студентов при подготовке к сессии довольно часто спят очень мало, что влечет за собой дополнительный стресс на экзаменах.
Учёные обратили внимание на сон сравнительно недавно, что странно, если вспомнить, какую часть своей жизни мы проводим во сне. После того, как проснулся научный интерес к процессам сна, в Гарварде и Пенсильванском университете появились так называемые центры сна, проводились многочисленные исследования и делались выводы. На основе этих исследований выводятся различные рекомендации по улучшению сна и как сон влияет на организм в целом. Помимо советов настоящих ученых в Интернете можно найти целую плеяду, часто вредных, рекомендаций. Поэтому, целью нашего исследования является изучение режима сна студентов РЭУ им. Плеханова и на основе полученных данных составить рекомендации по наиболее оптимальному режиму с научной точки зрения.
Актуальность данного исследования обусловлена тем, что на сегодняшний момент не существует точных и обоснованных рекомендаций по режиму сна для студентов. Проблема является довольно острой, так как без здорового сна очень многие не справляются с учебой и это сильно сказывается не только на оценках, но и на организме человека.
Понятие и история исследований сна
Сон (от лат. somnus) – это естественное физиологическое состояние, которое характеризуется сниженной реакцией на окружающий мир. Также под сном подразумевается последовательность образов, формирующиеся в течение фазы быстрого сна. Такие образы человек способен запоминать. До сих пор сон как явление до конца не изучен. Существует множество центров изучения сна по всему миру. Одним из первопроходцев изучения сна является русская женщина-врач Мария Михайловна Манасеина, которая в 1870-х годах изучала значение сна на щенках и пришла к выводу, что сон важнее пищи. Современные же представления о сне были сформированы во второй половине XX века с появлением методов для регистрации биоэлектрической активности мозга, мышц и глаз. Прорывом в области исследования сна было открытие в 1950-х года явления «парадоксального сна» Натаниэлем Клейтманом, Уильямом Дементом и Мишелем Жувье.
Кроме физиологических особенностей сна, изучаются его психологические особенности. Для этого существуют методы субъективной оценки качества сна, к ним относятся, например, такие опросники: индекс тяжести сна — шкала, разработанная Ч. Морином для оценки качества сна при инсомнии; опросник содержания мыслей перед сном Глазго разработан К. Харви и К. Эспи для оценки когнитивных руминаций перед сном, мешающих засыпанию при хронической инсомнии.
Новой областью изучения является функционирование генов, тем или иным образом связанных со сном. Так, в апреле 2017 года Университет штата Вашингтон опубликовал результаты экспериментов, показывающих связь между циклом засыпания и пробуждения у мышей и экспрессией гена FABP7, найденного у 3 видов млекопитающих, включая человека. Повреждение этого гена вызывало более прерывистый сон.
Американцы Джеффри Холл и Майкл Росбаш провели исследования на мушках-дрозофилах с целью обнаружения молекулярных механизмов, которые контролируют циркадные ритмы и в 1984 году смогли выделить и секвенировать ген, формирующий и управляющий этими механизмами. Ген отвечает за синтез белка PER (англ.), который вырабатывается и накапливается ночью. При достижении определенной его концентрации происходит блокировка процесса синтеза и постепенное разрушение PER в течение дня с последующим снятием блокировки и возобновления синтеза, что образует ингибиторную петлю по PER и формирует 24-часовой суточный цикл. Майкл Янг — в 1994 году идентифицировал еще несколько белков, обеспечивающих точную настройку клеточных часов. За это открытие Нобелевский комитет в 2017 присудил им премию в области физиологии или медицины.
Структура сна
Сон включает в себя ряд стадий, которые закономерно повторяются в течение ночи (естественно, при нормальном суточном графике). Появление этих стадий обуславливается активностью различных структур головного мозга [4].
У здорового человека сон начинается с первой стадии медленного сна (Non-REM-сон), которая длится 5-10 минут. Затем наступает 2-я стадия, которая продолжается около 20 минут. Ещё 30-45 минут приходится на период 3-4 стадий. После этого спящий снова возвращается во 2-ю стадию медленного сна, после которой возникает первый эпизод быстрого сна, который имеет короткую продолжительность — около 5 минут. Вся эта последовательность называется циклом. Первый цикл имеет длительность 90-100 минут. Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля медленного сна, и постепенно нарастает доля быстрого сна (REM-сон), последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. В среднем, при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов. Последовательность смены стадий и их длительность удобно представлять в виде гипнограммы, которая наглядно отображает структуру сна пациента. Далее подробнее рассмотрим фазы медленного и быстрого сна.
Медленный сон длится 80-90 минут. Наступает сразу после засыпания.
· Первая стадия. Альфа-ритм уменьшается, и появляются низкоамплитудные медленные тета-ритмы, по амплитуде равные или превышающие альфа-ритм. Поведение: дремота с полусонными мечтаниями, абсурдными или галлюциногенными мыслями и иногда с гипнагогическими образами (сноподобными галлюцинациями). Мышечная активность снижается, снижается частота дыхания и пульса, замедляется обмен веществ, и понижается температура, глаза могут совершать медленные движения. В этой стадии могут интуитивно появляться идеи, способствующие успешному решению той или иной проблемы или иллюзия существования их. В ЭЭГ могут регистрироваться острые вертексные волны, POSTS, изредка наблюдается гипнагогическая гиперсинхрония. В этой стадии могут отмечаться гипнагогические подёргивания.
· Вторая стадия. (неглубокий или лёгкий сон). Дальнейшее снижение тонической мышечной активности. Сердечный ритм замедляется, температура тела снижается, глаза неподвижны. Занимает в целом около 45-55 % общего времени сна. Первый эпизод второй стадии длится около 20 минут. В ЭЭГ доминируют тета-волны, появляются так называемые «сонные веретёна» — сигма-ритм, который представляет собой учащённый альфа-ритм (12—14—20 Гц). С появлением «сонных веретён» происходит отключение сознания; в паузы между веретёнами (а они возникают примерно 2—5 раз в минуту) человека легко разбудить. Эпизодически сонные веретена могут включаться в структуру стадий 3-4. Повышаются пороги восприятия.
· Третья стадия. Медленный сон. Стадия классифицируется как 3-я, если дельта-колебания (2 Гц) занимают менее 50 % и 4-я стадия — если дельта составляет более 50 %.
· Четвёртая стадия. Самый глубокий медленный дельта-сон. Преобладают дельта-колебания (2 Гц). Третью и четвёртую стадии часто объединяют под названием дельта-сна. В это время человека разбудить очень сложно; возникает 80 % сновидений, и именно на этой стадии возможны приступы лунатизма, ночные ужасы, разговоры во сне и энурез у детей. Однако человек почти ничего из этого не помнит [4].
У здорового человека третья стадия занимает 5-8 %, и четвёртая стадия ещё около 10-15 % общего времени сна. Первые четыре медленноволновые стадии сна в норме занимают 75—80 % всего периода сна. Предполагают, что медленный сон связан с восстановлением энергозатрат. Исследования показали, что именно фаза медленного сна является ключевой для закрепления осознанных «декларативных» воспоминаний.
Быстрый сон – это пятая стадия сна, она была открыта в 1953 г. Клейтманом и его аспирантом Асеринским. Быстрый сон следует за медленным и длится 10—15 минут.
На ЭЭГ наблюдаются быстрые колебания электрической активности, близкие по значению к бета-волнам пилообразной волны. В этот период электрическая активность мозга сходна с состоянием бодрствования. Вместе с тем в этой стадии человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса. Однако глазные яблоки очень часто и периодически совершают быстрые движения под сомкнутыми веками. Существует отчётливая связь между БДГ и сновидениями. Если в это время разбудить спящего, то в 90 % случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении.
Электроэнцефалограмма отражает состояние активации и походит скорее на ЭЭГ 1-й стадии сна. Первый эпизод быстрого сна наступает через 70-90 минут от момента засыпания, длится 5-10 минут. По ходу сна длительность последующих эпизодов БДГ-сна нарастает, достигая под утро нескольких десятков минут. У взрослого человека доля REM-фазы составляет около 20-25 % общего времени сна. Фаза быстрого сна от цикла к циклу удлиняется, а глубина сна снижается. Часть прерванного быстрого сна должна восполняться в следующих циклах.
Предполагают, что быстрый сон обеспечивает функции психологической защиты, переработку информации, её обмен между сознанием и подсознанием.
Во время быстрого сна наблюдаются изменения в вегетативной сфере — усиление секреции гормонов надпочечников, усиление мозгового кровотока, изменение частоты сердечных сокращений, различные формы аритмий, подъёмы и падения артериального давления, изменения паттернов дыхания.
Исследование
Подобное исследование проводилось нашими коллегами из Казахского Национального Медицинского Университета имени С. Д. Асфендиярова [1]. По результатам исследования были выявлены нарушения в режиме сна и бодрствования у большинства студентов, что имеет огромное влияние на их физиологическое и психическое состояние. Опираясь на данные литературных источников, можно выделить последствия нарушений режима сна, которые сказываются на интеллектуально-мнестических показателях учащихся, академической успеваемости, досуговой активности и качестве жизни.
Снижение эффективности механизмов памяти и познавательной деятельности, ухудшение настроения также являются важными последствиями данного нарушения. Отмечается также, что у тех студентов, у которых занятия начинались позднее, выше качество сна и большая его продолжительность. И наоборот, меньшая продолжительность сна наблюдалась у студентов, чей учебный процесс начинался раньше. Эти недосыпы последняя группа студентов компенсировали продолжительным сном в выходные дни.
Для исследования мы провели среди учащихся и сотрудников РЭУ им. Г.В. Плеханова анкетирование в два этапа. Возраст респондентов – от 17 до 25 лет. Всего было опрошено 175 человек. Исследование проводилось на основе теста, разработанного институтом современных знаний имени А. М. Широкова (г. Минск). По набранным баллам за тест мы оценили уровень осведомленности респондентов в области науки о сне. Также нами были проанализированы результаты проведенного опроса, в приложении будут отражены полученные диаграммы. Приведенные диаграммы четко отражают тот факт, что знаний у студентов о сне недостаточно, а если даже и достаточно, практического применения они, к сожалению, не находят. К примеру, к группе, хорошо осведомленной о сне, относится всего лишь 7% опрошенных, в то время как большинство респондентов имеют либо низкий (39%), либо средний уровень знаний о сне (23%). Также стоить отметить, что в зависимости от принадлежности к той или иной группе, у респондентов наблюдаются соответствующие тенденции в привычках (например, употребление кофе или иных стимулирующих напитков выше у первых двух групп) и возникающих проблемах (долгое засыпание, недосып и пр.).
Таблица 1. Распеределение респондентов по группам (согласно результатам первичного теста)
| Группа студентов | Представление результата (трактовка значений набранных очков) | Количество баллов | Уровень знаний о сне | Разделение респондентов на группы по знаниям о сне | |
| Нижняя граница | Верхняя граница | ||||
| Группа 1 | Вы действительно не умеете спать. Сон для вас - просто необходимость. Вы засыпаете только от усталости и просыпаетесь от света. Сон не придает вам уверенности в себе, мужества и силы. | Очень низкий | |||
| Группа 2 | Вы понимаете, что сон - удовольствие, но не получаете его. Вам трудно уснуть: сон для вас - лишь отдых. Попытайтесь представить, что он приносит удовольствие, и тогда, может быть, сможете получить удовольствие. | Низкий | |||
| Группа 3 | Природа сама заложила в вас умение спать. Вы цените сон, он для вас не просто необходимость. Но не всегда вы получаете от него удовольствие. | Средний | |||
| Группа 4 | Вы получаете огромное удовольствие, потому что считаете, что во время сна делаете себе и другим добро. Но будьте осторожно - вы можете потерять этот замечательный дар | Высокий | |||
| Группа 5 | Вы прекрасно себя чувствуете, где бы ни находились. Прекрасно спите, вам не нужен будильник, чтобы встать вовремя. Сон дается вам легко. Дневная деятельность сменяется прекрасным сном. Попытайтесь научить этому других. | Очень высокий |
Рекомендации
Основной сложностью при составлении рекомендаций является то, что практически невозможно составить некие универсальные правила для здорового сна из-за уникальности организма каждого человека. То есть, рекомендации, составленные и действенные для одного человека, могут не действовать или пагубно влиять на другого.
На основе полученных результатов мы вывели следующие общие рекомендации:
· Не проводить эксперименты над своим организмом и спать достаточное количество времени;
· Физическая активность положительно влияет на сон (как и на здоровье в целом);
· Грамотно распоряжаться своим временем, чтобы впоследствии не оставаться без сна из-за несделанного задания;
· Желательно перед сном 10-15 минут пройтись по свежему воздуху;
· Не употреблять кофеин содержащие и стимулирующие напитки;
· Легкая медитация или расслабляющая музыка благотворно скажется на засыпании.
Заключение
Как уже говорилось выше, сон является одним из самых необходимых элементов жизнедеятельности человека. Сон позволяет нам восстанавливаться после активного дня, привести полученную информацию в порядок и проанализировать ее. Благодаря сну мы способны активно работать в течении дня, память и когнитивные функции работают в норме.
Однако, как показывает исследование, многие люди не осведомлены о сне, что напрямую влияет на их отношение ко сну и то, как люди спят. По этой же причине наблюдаются отклонения от нормы в активности головного мозга. Большинство людей испытывают общую слабость, сильнее подвержены стрессу, а их работоспособность резко снижается.
Приведенные рекомендации универсальны для большинства людей, однако необходимо учитывать особенности данного конкретного организма, и мы настоятельно рекомендуем проконсультироваться с лечащим врачом, прежде чем начинать экспериментировать со своим организмом.
Литература
1. Исаева А.М., Антонец К.В. ВЛИЯНИЕ СНА НА УСПЕВАЕМОСТЬ СТУДЕНТОВ // Международный студенческий научный вестник. – 2017. – № 2.
2. Аристотель. О сновидениях / перев. и научн. комм. О. А. Чулкова // AKADHMEIA: Материалы и исследования по истории платонизма. Вып.6. Сб. статей. — СПБ., 2005. — С. 420—432.
3. Аристотель. О предсказаниях во сне // Интеллектуальные традиции античности и средних веков (Исследования и переводы). — М.: Кругъ, 2010. — С.169-175.
4. Вейн А. М. Патология мозга и структура ночного сна. Материалы симпоз. «Механизмы сна». — Л.: Наука, 1971.
5. Тхостов А. Ш., Рассказова Е. И. Методы оценки субъективного качества сна и мыслей перед сном. — М.: Методическое пособие, 2008.
6. Борисова А. Нобелевские сны: как изучение белка PER подскажет правильный режим дня // РБК: газета. — 2017. — 6 октября.
7. Foldvary-Schaefer N., Grigg-Damberger M. Sleep and epilepsy: what we know, don't know, and need to know. // J Clin Neurophysiol. — 2006. — Vol. 23, no. 1 (February). — P. 4-20. — PMID 16514348.
8. Gilmartin G., Thomas R. Mechanisms of arousal from sleep and their consequences // Curr Opin Pulm Med: journal. — 2004. — Vol. 10, no. 6 (September). — P. 468-74. — PMID 15510052.
9. Gottlieb D., Punjabi N., Newman A., Resnick H., Redline S., Baldwin C., Nieto F. Association of sleep time with diabetes mellitus and impaired glucose tolerance // Arch Intern Med: journal. — 2005. — Vol. 165, no. 8 (25 April). — P. 863-867. — PMID 15851636.
10. Legramante J., Galante A. Sleep and hypertension: a challenge for the autonomic regulation of the cardiovascular system. // Circulation: journal. — 2005. — Vol. 112, no. 6 (9 August). — P. 786-8. — PMID 16087808
Приложение
 |
