Что происходит с мозгом детей во сне. Почему детям обязательно надо спать достаточное время
Эшли Мерримен — юрист и научный консультант, соавтор книги NurtureShock, а Бронсон — журналист, отец двоих детей и автор восьми книг.
За последние три десятилетия мировые дети спят на целый час меньше. Этим снижением мы платим ухудшением интеллектуальных способностей, ухудшением эмоционального состояния, возникновением дефицита внимания, гиперактивностью и ожирением. Каково влияние сна на детей: что происходит с их мозгами, гормональными системами и организмом в целом? Почему недосыпание может быть вредно для взрослых, но страшно для детей? Рассматриваем исследования о сне в США.
Исследования Национального фонда сна показывают, что 90% американских родителей убеждены в том, что их дети спят достаточно. Однако сами дети думают иначе: 60% старшеклассников сообщают о сильной дневной сонливости, и от 20 до 33% школьников засыпают в классе хотя бы раз в неделю.
Данные статистики показывают, что большинство детей регулярно не досыпают. Половина подростков спит менее 7 часов по будням, а старшеклассники в среднем проводят во сне чуть больше 6,5 часов. Лишь 5% старшеклассников способны спать 8 часов ночью.
Несмотря на то что мы тоже уставали в школьные годы, масштаб усталости современных детей значительно сильнее. На протяжении 30 лет дети, начиная с начальной школы и до старших классов, спят каждую ночь на час меньше. Даже дети в детском саду спят на 30 минут меньше, чем прежде. Родители часто переживают из-за сна своих младенцев, но сна детей школьного возраста этот вопрос обычно не волнует. Причины сокращения сна можно найти в различных вещей: перегрузки, отсутствие режимов, воздействие телевизоров и многое другое.
К сожалению, мы не придаем должного значения упущенному часу сна, потому что не осознаем его настоящую важность для детей. Однако ученые-сомнологи утверждают, что детский мозг продолжает развиваться до 21 года, и большая часть этого процесса происходит во время сна. Многие так называемые подростковые проблемы являются на самом деле симптомами хронической недостаточности сна.
Интересно, что плохое качество сна связывают с такими явлениями, как эпидемия ожирения, дефицит внимания и гиперактивность. Некоторые исследователи предполагают, что проблемы со сном в детстве могут вызвать устойчивые изменения в структуре мозга, которые нельзя устранить простым отдыхом. Вероятно, многие известные проблемы подростков, такие как капризность, депрессия и импульсивность в еде, на самом деле свидетельствуют о хроническом недосыпании.
Недостаток ночного сна и оценки
Доктор Ави Сейдх из Тель-Авивского университета — один из десятка признанных авторитетов в области исследования сна — провел исследование, в котором приняли участие 77 учеников 4 и 6 классов. На протяжении трех дней одна группа детей ложилась спать раньше, а другая — позже. С использованием регистратора активности, который фиксирует время сна, команда Сейдха выяснила, что первая группа спала на 30 минут больше, а вторая — на 31 минуту меньше. После третьей ночи исследователь провел нейробиологический тест, чтобы определить качество учебных результатов и способность детей концентрироваться.
Разница в результатах тестирования, вызванная нехваткой сна, была значительнее, чем различие между типичным учеником 4 класса и 6 класса. Проще говоря, слегка уставший шестиклассник выполняет задания на уровне четвёртоклассника.
Доктор Мэри Карскадон, эксперт в области биологических механизмов, регулирующих сон, отмечает:
— В выходные дни почти всем детям разрешается ложиться спать позже. Они просто смещают свой режим сна на более позднее время по сравнению с пятницей и субботой. Тем не менее, доктор Моник ЛеБуржуа установила, что изменение времени отхода ко сну влияет на результаты IQ-тестов. Каждый час смещения сна в выходные снижает балл на 7 пунктов. Доктор Пол Сератт из университета Вирджинии также оценил влияние проблем со сном на результаты учеников начальных классов, и тоже выявил снижение оценок на 7 пунктов.
Связь между продолжительностью сна и учебными успеваемостью особенно выражена в средней школе, когда существенно сокращается время сна детей. Доктор Кайла Вальстрем из Миннесотского университета исследовала более 7000 старшеклассников и сопоставила их привычки сна с оценками. Успевающие студенты спят примерно на 15 минут больше, чем средние ученики, а последние — на 15 минут больше, чем те, кто учится слабо. Результаты Вальстрем почти полностью совпадают с предыдущим исследованием более 3000 старшеклассников, проведенным Карскадон в Род-Айленде. Безусловно, это средние показатели, но совпадение настораживает. Даже 15 минут сна могут повлиять на результаты!
Как связаны сон и память у ребенка
Исследования показали, что нехватка сна негативно сказывается на детском мозге. Уставшие дети не могут запомнить усвоенный материал, так как нейроны теряют свою пластичность и не в состоянии формировать новые синапсы, необходимые для запоминания.
Некоторые факторы могут вызывать невнимательность. Недостаток сна истощает способности организма использовать глюкозу из крови. Этот процесс в наибольшей степени затрагивает префронтальную кору мозга, отвечающую за «исполнительные функции». Сюда входят управление мыслительным процессом для достижения цели, прогнозирование результатов и осознание последствий действий. Таким образом, утомленные дети испытывают трудности с самоконтролем, поэтому более отвлекающие занятия оказываются для них привлекательнее, чем учеба. Уставший мозг остается прикованным к неправильным решениям, не в силах придумать более креативный подход, зацикливаясь на уже неверном варианте.
В последние годы ученые выяснили, чем занимается мозг во время сна ребенка. По словам доктора Мэтью Уолкера из Беркли, в это время мозг перерабатывает дневные знания и перемещает их в области для более эффективного хранения. Каждая стадия сна играет отдельную роль в сохранении воспоминаний.
Например, при изучении иностранного языка необходимо запоминать слова, активировать слуховую память для усвоения новых звуков и моторную память для правильного написания нового слова. Слова формируются гиппокампом в начале ночи во время фазы «медленноволнового сна» — глубокого сна без сновидений. Моторные навыки формируются на второй стадии неглубокого сна, а слуховые воспоминания кодируются на любых стадиях сна. Эмоциональные воспоминания обрабатываются во время фазы быстрого сна. Чем больше информации вы усвоили за день, тем больше времени требуется для сна в ночь после этого.
Сон детей существенно отличается от сна взрослых, так как дети проводят более 40% своего времени во сне на стадии медленного волнения (что в десять раз больше, чем у взрослых). Именно поэтому полноценно отдохнувшая ночь имеет такое значение для долговременного запоминания слов, исторических фактов и разнообразной информации.
— Ситуация становится чрезвычайно тревожной, — замечает Уолкер, — так как интенсивность обучения детей резко возросла, но необходимый объем сна для переработки полученной информации уменьшается. Если эти тренды останутся прежними, вскоре мы можем ожидать взрыв.
Влияние недостатка сна на вес подростка
Теперь давайте поговорим о том, какую роль нехватка сна играет в росте числа случаев ожирения.
В течение последних 30 лет количество тучных детей утроилось, и половина всех детей угрожает лишним весом — это лишь два шага от ожирения. Государство тратит свыше миллиарда долларов в год на программы, направленные на обучение правильному питанию в школах. Исследования, проведенные учеными из университета Мак-Мастера, показали, что из 57 подобных программ только 4 продемонстрировали удовлетворительные результаты.
Долгое время телевидение считалось главным источником беды. Вместо того чтобы гоняться за мячом, как это делали мы в детстве, современные дети в среднем посвящают 3,3 часа в день просмотру телевизора. Эта связь с ожирением казалась такой очевидной, что мало кто оспаривал эту точку зрения.
— Это похоже на веру в религию — никто не смеет задать вопрос! — смеется доктор Элизабет Вандевотер из Техасского университета в Остине. — Но это не научный подход.
Изучив данные о 8000 семьях, которые были собраны с 1968 года, Вандевотер обнаружила, что тучные дети не смотрят телевизор больше, чем их более стройные сверстники. Связь между ожирением и телевизором не была установлена.
В процессе анализа дневников детей того времени, Вандевотер поняла, что предшествующие исследования были некорректными. Дети не заменяют физическую активность пассивным просмотром экранов.
— Дети заменяют одну деятельность другой, которая функционально эквивалентна. Если мы уберем телевизор, они не пойдут играть в футбол, а займутся другим сидячим развлечением, — считает она.
На самом деле, хотя уровень ожирения с 1970-х годов увеличивается, дети смотрят телевизор всего на 7 минут в день больше. В среднем они добавили полчаса видеоигр и время, проведенное в интернете, но резкий рост ожирения начался в 1980-х — задолго до того, как домашние видеоигры и веб-браузеры вошли в обиход. Это не означает, что время перед экраном полезно для здоровья; скорее, ожирение у детей вызвано другими факторами, помимо телевидения.
Пять лет назад доктор Ева Ван Котер выявила «нейроэндокринный каскад», связывающий недостаток сна с ожирением. Нехватка сна повышает уровень гормона грелина, который связывается с ощущением голода, и понижает уровень лептина, гормона, ответственного за подавление аппетита. Недостаток сна также увеличивает уровень кортизола, гормона стресса, который способствует накоплению жира в организме. Кроме того, негативным образом снижается уровень гормона роста, который в норме выделяется в начале сна и имеет критическое значение для процесса сжигания жира.
Дети, которые не спят достаточное количество часов, подвержены ожирению в большей степени, чем их сверстники, спящие по 8 и более часов. По данным исследований, среди юных людей, которые спят менее 8 часов, случаи избыточного веса наблюдаются почти в три раза чаще по сравнению с теми, кто ночует по 10 часов.
Исследование среди школьников Хьюстона показало, что проблемы с избыточным весом затрагивают не только малых детей. Для учащихся средних и старших классов вероятность стать тучными увеличивается на 80% за каждый пропущенный час сна.
Ван Котер выяснила, что ключевую роль в производстве инсулина и устойчивости к глюкозе играет фаза медленноволнового сна. Когда испытуемым позволяли погрузиться в сон, но сразу же пробуждали их легким стуком двери, достаточно громким, чтобы не дать перейти в фазу медленного сна (при этом не разбудив полностью), у них наблюдалось увеличение выработки гормонов, сопоставимое с набором веса от 8 до 12 кг. Напомню, что более 40% детского сна проходит в фазе медленных волн, тогда как взрослые проводят в этом состоянии лишь около 4% своего сна. Это может объяснить, почему связь между недостатком сна и избыточным весом у детей гораздо более выражена по сравнению с взрослыми.
Вернуть детям сон
Доктор Джудит Оуэнс возглавляет клинику сна в университете Брауна в Провиденсе. Недавно к ней на прием пришла 15-летняя девочка, страдающая от сильных головных болей. Увы, ее распорядок был крайне напряженным: после учебы она занималась флейтой, фаготом, танцами и выполнением домашнего задания, что оставляло ей лишь 5 часов для сна, после чего каждое утро она вставала в 4:30 ради гимнастики. Оуэнс посоветовала ей сократить количество занятий.
Однако отец девочки выразил сомнение и запросил у Оуэнс доказательства. Безусловно, он понимал важность сна, но могли ли часы отдыха быть важнее, чем занятия французским языком? Или чем подготовка к поступлению в престижный колледж?
Оуэнс попыталась объяснить, используя привычный аргумент:
— Вы бы разрешили своей дочери ездить в автомобиле без ремня безопасности? Сон — это такой же защитный механизм.
Но для отца был иной взгляд: сокращение увлечений могло бы угрожать дочери. Что если она откажется от одного из своих хобби, а головные боли не исчезнут?
Родители, которые должны защищать сон своих детей, зачастую сами сокращают их время отдыха. Особенно это касается последнего часа перед сном, который можно назвать «смазочным часом». В это время, когда ребенку пора готовиться ко сну, его рассматривают как «фонд» дополнительного времени, который можно «потратить» по 10 минут. В идеале дети должны находиться в постели, но возникает множество других дел, которые требуют времени.
Мы воспринимаем сон не как физиологическую необходимость, а как признак слабости. Считается, что признание усталости — это проявление слабости, а способность бороться с желанием отдохнуть — свидетельство силы. Сон воспринимается как удел слабых.
Но возможно, нам стоит задуматься, каких потерь мы подвергаемся, игнорируя важность сна? Доктор Дэвид Динджес из университета штата Пенсильвания провел эксперимент, сократив время сна у взрослых до 6 часов. По истечении двух недель они утверждали, что чувствуют себя нормально. Тем не менее, тесты показали, что их состояние ухудшилось так же, как если бы они не спали 24 часа подряд.
Мы долгое время справлялись с хроническим дефицитом сна, и это нам не казалось проблемой. Мы даже привыкли к такому образу жизни. Но когда дело касается развития мозга ребенка, действительно ли мы желаем для него той же судьбы?
