Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что во время кратковременных провалов внимания после бессонной ночи мозг запускает волны спинномозговой жидкости (CSF) — те же самые, что очищают мозг во сне. Исследование показало: эти «пульсы» совпадают с моментами потери концентрации, словно мозг пытается компенсировать нехватку сна и восстановить процесс «самоочистки».
Однако это восстановление имеет цену — снижение бдительности и замедление реакции. Работа впервые связывает внимание, очистку мозга и физиологию тела в единую систему, объясняя, почему усталость так сильно мешает сосредоточиться.
Ключевые факты
- Компенсация без сна: при недосыпе мозг запускает волны спинномозговой жидкости, типичные для сна, что приводит к кратковременным сбоям внимания.
- Синхронная реакция организма: эти эпизоды совпадают с замедлением дыхания, снижением частоты сердечных сокращений и сужением зрачков.
- Единая нейросеть: данные указывают на существование общего контура, который управляет как вниманием, так и физиологическими процессами — потоком жидкости, кровотоком и бодрствованием.
- Источник: Массачусетский технологический институт (MIT).
Что происходит в мозге
Исследование, проведённое под руководством Лауры Льюис (Laura Lewis), доцента электротехники и компьютерных наук и члена Института медицинской инженерии и науки MIT, показало: в моменты, когда внимание «проседает», из мозга выходит волна спинномозговой жидкости. Такой же процесс наблюдается во время глубокого сна, когда жидкость вымывает продукты обмена и помогает мозгу восстановиться.
При недосыпе организм, вероятно, пытается компенсировать потерянное время сна, инициируя эти волны уже в состоянии бодрствования. Но вместе с этим наступает кратковременная потеря концентрации.
«Если вы не спите, волны CSF начинают проникать в период бодрствования — там, где их обычно не бывает. Но вместе с этим возникает цена — краткие провалы внимания», — объясняет Льюис.
Как проводилось исследование
Работа, опубликованная в журнале Nature Neuroscience, включала 26 добровольцев, которых тестировали дважды: после ночи без сна и после полноценного отдыха.
Участники выполняли визуальные и аудиозадачи на внимание, находясь в аппарате функциональной МРТ (fMRI) и под контролем электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Особая методика позволяла одновременно измерять кровоснабжение и поток спинномозговой жидкости в мозге, а также частоту дыхания, сердечный ритм и диаметр зрачков.
Как и ожидалось, испытуемые, лишённые сна, реагировали медленнее и чаще пропускали сигналы. Именно во время таких «провалов» учёные зафиксировали волны жидкости, направленные из мозга, а после восстановления внимания — её возврат внутрь.
«В момент потери внимания жидкость буквально выталкивается из мозга, а при возвращении концентрации — втягивается обратно», — отмечает Льюис.
Единый контур управления
Помимо потоков CSF, исследователи зафиксировали синхронные физиологические изменения: снижение дыхания и пульса, а также сужение зрачков примерно за 12 секунд до начала волны жидкости. После окончания «провала» зрачки снова расширялись.
«Это не только процесс в мозге — это событие во всём организме. Когда внимание ослабевает, это отражается не только психологически, но и физиологически», — говорит Льюис.
Учёные предполагают, что за это может отвечать единая нейронная сеть, регулирующая и внимание, и такие базовые процессы, как движение жидкости, кровоток и уровень бодрствования. Возможным кандидатом на роль «центра управления» является норадренергическая система, связанная с нейромедиатором норадреналином.
Что это значит
Открытие помогает объяснить, почему усталость так быстро разрушает концентрацию: мозг, лишённый сна, пытается хотя бы частично восполнить «ночную уборку», но делает это за счёт отключений внимания.
Эти данные подчёркивают, что сон — не роскошь, а биологическая необходимость, обеспечивающая не только восстановление когнитивных функций, но и правильную работу всей физиологической системы.
Литература.
“Attentional failures after sleep deprivation are locked to joint neurovascular, pupil and cerebrospinal fluid flow dynamics” by Laura Lewis et al. Nature Neuroscience
