Dlaczego śpimy. Matthew Walker
że kofeina jest narkotykiem stymulującym. Jest to jedyna uzależniająca substancja, którą chętnie podajemy dzieciom i nastolatkom – konsekwencje tej praktyki omówimy w dalszej części książki.
Mogłoby się wydawać, że dwie główne siły regulujące sen – 24-godzinny rytm dobowy jądra nadskrzyżowaniowego i wysyłany przez adenozynę sygnał presji snu – porozumiewają się ze sobą i działają wspólnie. Jak się okazuje, jest dokładnie na odwrót. Są to dwa odmienne i odrębne systemy, które nic o sobie nie wiedzą. Choć nie są połączone, zazwyczaj działają współbieżnie.
Wykres 4 prezentuje 48-godzinny odcinek czasu – dwa dni i dwie noce. Przerywana linia to rytm dobowy, zwany również Procesem C. Niczym sinusoida niezawodnie wznosi się i opada – i tak bez końca w równych odstępach czasu. Poczynając od lewej strony wykresu cykl dobowy wzmaga swoją aktywność na kilka godzin przed przebudzeniem, wysyłając do mózgu i ciała ożywiający sygnał energetyczny. Można go porównać do odgłosów nadchodzącej z oddali orkiestry dętej. Początkowo sygnał jest słaby, ale z czasem coraz bardziej narasta, a wartość szczytową u większości zdrowych dorosłych osiąga wczesnym popołudniem.
Wykres 4. Dwa czynniki regulujące sen i czuwanie.
Zobaczmy, co tymczasem dzieje się z drugim czynnikiem regulującym sen: adenozyną. Wytwarza ona presję snu zwaną również Procesem S. Obrazuje ją ciągła linia na wykresie 4. Im dłużej pozostajemy w stanie czuwania, tym więcej gromadzi się adenozyny, która wytwarza narastającą potrzebę (presję) snu. Przed południem mamy za sobą zaledwie kilka godzin aktywności, przez co stężenie adenozyny zdążyło wzrosnąć tylko trochę. Co więcej, rytm dobowy znajduje się w potężnej fazie rozbudzania czujności. Połączenie silnego rozbudzającego wpływu rytmu dobowego z niskim poziomem adenozyny wytwarza cudowne poczucie pełnego rozbudzenia. (A przynajmniej powinno, jeżeli poprzedniej nocy spaliście odpowiednio spokojnie i długo. Jeżeli macie poczucie, że rano moglibyście łatwo zasnąć, prawdopodobnie nie śpicie wystarczająco długo albo należałoby poprawić jakość waszego snu). Odległość między krzywymi na wykresie wyraża waszą potrzebę snu. Im większa, tym silniejszą odczuwacie potrzebę snu.
Wykres 5. Potrzeba aktywności.
Jeżeli obudziliście się o ósmej rano, o jedenastej przed południem odległość między linią przerywaną (rytmem dobowym) a ciągłą (presją snu) będzie niewielka, czego ilustracją jest skierowana w obie strony pionowa strzałka na wykresie 5. Tak niewielka różnica między wartościami oznacza niską potrzebę snu i silną potrzebę aktywności i czujności.
O 23.00 sytuacja przedstawia się zupełnie inaczej, co obrazuje wykres 6. Nie śpicie od piętnastu godzin i wasz mózg jest zanurzony w wysokim stężeniu adenozyny (zwróćcie uwagę na gwałtowny wzrost ciągłej linii). Dodatkowo przerywana linia rytmu dobowego opada, osłabiając poziom aktywności i czujności. W rezultacie pojawia się duża różnica między wartościami obu krzywych, czego wyrazem jest długa skierowana w obie strony strzałka z wykresu 6. Połączenie obfitości adenozyny (wysoka presja snu) i gasnącego rytmu dobowego (obniżone poziomy aktywności) powoduje silną senność.
Wykres 6. Potrzeba snu.
Co dzieje się z nagromadzoną adenozyną, kiedy zapadniecie w końcu w sen? Dochodzi do jej ewakuacji na masową skalę, ponieważ mózg ma możliwość rozłożenia i usunięcia jej zapasów, które zgromadziły się w ciągu dnia. W nocy sen uwalnia nas od presji spowodowanej przez adenozynę. Po mniej więcej ośmiu godzinach zdrowego snu mózg dorosłego człowieka zostaje całkowicie oczyszczony z tej substancji. Z chwilą zakończenia tego procesu powraca orkiestra dęta rytmu dobowego, podnosząc poziom energii. Kiedy oba procesy zamieniają się miejscami we wczesnych godzinach porannych, kiedy adenozyna jest już całkowicie usunięta, a odgłosy rytmu dobowego nabierają odpowiedniej mocy (czego wyrazem jest przecięcie się obu linii na wykresie 6), budzimy się w naturalny sposób (w naszym przykładzie o siódmej rano drugiego dnia). Po całej nocy porządnego snu jesteśmy gotowi do zmierzenia się z kolejnymi szesnastoma godzinami stanu czuwania z wigorem i bystrością.
Czy zarwaliście kiedyś noc, rezygnując ze snu i pozostając w stanie czuwania przez cały następny dzień? Jeżeli tak, a do tego zachowaliście jakiekolwiek wspomnienia z tego zdarzenia, być może przypominacie sobie momenty, kiedy czuliście straszliwą senność, oraz takie, kiedy mimo braku snu czuliście się bardziej ożywieni. Dlaczego? Nie polecam nikomu prowadzenia takich eksperymentów na sobie, ale ocena stanu rozbudzenia w ciągu 24 godzin bezsenności jest jednym ze sposobów stosowanych przez naukowców do wykazania, że obie siły regulujące potrzebę snu i aktywności – 24-godzinny rytm dobowy i senność wzbudzana przez adenozynę – działają niezależnie i mogą zostać wyodrębnione ze swojego normalnego zespolenia.
Przyjrzyjmy się wykresowi 7, który pokazuje ten sam 48-godzinny odcinek czasu i dwa wspomniane czynniki: 24-godzinny rytm dobowy, presję snu zwiększaną przez adenozynę oraz różnice między ich wartościami. W tym scenariuszu ochotnik zgadza się pozostawać w stanie czuwania przez całą noc i cały dzień. W miarę upływu bezsennej nocy wywierana przez adenozynę presja snu (ciągła linia położona wyżej) sukcesywnie wzrasta niczym poziom wody w zatkanej umywalce, nad którą ktoś zostawił odkręcony kran. Siła tej presji nie obniży się w ciągu nocy. Nie może – w związku z brakiem snu.
Wykres 7. Przypływy i odpływy w czasie okresu bezsenności.
Pozostając w stanie czuwania i zatykając odpływ adenozyny, normalnie otwierany przez sen, mózg nie potrafi pozbyć się jej chemicznej presji. Poziom adenozyny nieustannie wzrasta. Powinno to oznaczać, że im dłużej pozostajemy w stanie czuwania, tym bardziej robimy się senni, ale dzieje się inaczej. Mimo że w ciągu nocy będziemy odczuwali narastającą senność, a najniższy poziom czujności osiągniemy około piątej–szóstej rano, niedługo potem złapiemy drugi oddech. Jak to możliwe, skoro poziom adenozyny i odpowiadająca mu presja snu nieustannie wzrastają?
Odpowiedź kryje się w 24-godzinnym cyklu dobowym, który zapewni nam krótki okres wytchnienia od senności. W odróżnieniu od presji snu rytm dobowy nie reaguje na to, czy śpimy. Jest zgodny z porą dnia albo nocy. Niezależnie od tego, jaki poziom wzbudzanej przez adenozynę presji snu występuje u nas w mózgu, rytm dobowy się nie zmienia, bez względu na nasze niewyspanie.
Jeżeli spojrzymy ponownie na wykres 7, koszmarny stan, w jakim znajdowaliśmy się około szóstej rano, można wyjaśnić połączeniem wysokiego poziomu presji snu wywołanej przez adenozynę i najniższego punktu rytmu dobowego. Odległość między obiema liniami o trzeciej nad ranem jest duża, co wskazuje pierwsza pionowa strzałka na wykresie. Jeżeli jednak przetrzymamy ten krytyczny punkt, nasza sytuacja wkrótce się poprawi. Na ratunek przybędzie poranny wzrost cyklu dobowego, który przez cały poranek będzie rozbudzał naszą czujność, chwilowo równoważąc narastającą siłę presji snu wzbudzaną przez gromadzenie się adenozyny. Kiedy rytm dobowy osiągnie najwyższy punkt około jedenastej przed południem, odległość między liniami na wykresie 7 będzie wynosiła mniej niż nad ranem.
W rezultacie o jedenastej przed południem będziemy znacznie mniej senni niż o trzeciej nad ranem mimo znacznie dłuższego czasu niewyspania. Niestety ten drugi oddech nie trwa długo. Ledwie zwali się na nas popołudnie, rytm dobowy zacznie opadać, a tymczasem gromadząca się adenozyna nie przestanie wzmagać presji snu. Do późnego popołudnia albo wczesnego wieczora czasowy skok ożywienia zdąży