Российские ученые создали прибор для улучшения сна

Страшные эксперименты

Чтобы не заснуть 42-летний Тони Райт пил настои, ел только сырые овощи и фрукты, играл в бильярд и вел онлайн-дневник. Ему удалось продержаться без сна 11 дней и 11 ночей. На такой эксперимент овощевод из округа Корнуолл на юго-западе Англии пошел, чтобы узнать, как человеческий организм реагирует на лишение сна.

По его словам, правое и левое полушарие мозга требуют разного количества сна, и, нагружая их по очереди, можно находиться в тонусе достаточно долго. По словам Райта, после 11 дней без сна он чувствовал себя хорошо, хоть и сильно уставшим. Правда, во время эксперимента у борца со сном случались кризисы. Порой он начинал нечленораздельно говорить и ощущать раздражительность от слишком ярких цветов. Самой тяжелой частью эксперимента, по его словам, стало то, что он вынужден был все это время находиться в одном помещении, где за ним велось круглосуточное видеонаблюдение.

Читайте также из рубрики Наука: Экологично и аппетитно: самарские ученые создали съедобную посуду

Предыдущий рекордсмен американец Рэнди Гарднер, бодрствовавший в 1963 году в течение 264,30 часов, также утверждал, что не случится ничего плохого, если лишить себя сна на продолжительное время. На пресс-конференции, которая состоялась на 11 день его бодрствования, он говорил членораздельно и без запинок и хорошо выглядел. Исследователь процесса сновидения из Стэнфордского университета доктор Вильям К. Демент, под руководством которого проводился эксперимент, утверждал, что на десятый день без сна 18-летний Рэнди Гарднер обыгрывал его в пинбол.

Однако подполковник Джон Дж. Росс, который следил за состоянием здоровья испытуемого, напротив, сообщил о серьезном изменении умственных способностей и поведения Гарднера. Он наблюдал у школьника проблемы с концентрацией и краткосрочной памятью, паранойю, галлюцинации и общее состояние удрученности. На четвертый день без сна Гарднер принимал уличный знак за человека, представлял себя участником ежегодного матча по американскому футболу Полем Лоуи, а в последний день эксперимента, когда его попросили последовательно вычитать семь из заданного числа начиная со ста, он остановился на 65. Когда его спросили, почему он остановил счет, Гарднер заявил, что забыл, что сейчас делает.

Тони Райту в 2007 году удалось побить мировой рекорд по непрерывному бодрствованию, однако представители Книги рекордов Гиннеса за несколько лет до эксперимента решили, что больше не будут регистрировать результаты подобных экспериментов, так как они могут представлять угрозу здоровью человека. Таким образом, обладателем научно и документально зарегистрированного рекорда максимального пребывания без сна без использования стимуляторов любого рода остается Рэнди Гарднер.

Рэнди Гарднер. Фото: Getty Images

Холодные ноги Толстого и утреннее яблоко Дюма-отца

По данным ученых-сомнологов, от различных нарушений сна страдают около миллиарда человек в мире. Регулярное недосыпание бьет по всем органам и системам организма, а одна бессонная ночь снижает работоспособность мозга на 9%. Нарушения сна приводят к ухудшению настроения, памяти, снижению остроты реакции. Хроническое недосыпание может стать причиной болезней сердца: бессонница в восемь раз повышает риск инсульта, а при наличии диабета влияние бессонницы на вероятность развития инсульта дополнительно усиливается. Если спать меньше 5,5-6 часов в сутки, ухудшается иммунитет, и даже увеличивается риск импотенции. Кроме того, люди с нарушением сна легче набирают вес.

Во время глубокого сна наш организм вырабатывает гормон роста – соматотропин. Чем больше недосып, тем меньше соматотропина. Всем известно о небольшом росте Наполеона – и вы не удивитесь, если узнаете, что он страдал бессонницей. Именно катастрофической нехваткой сна некоторые историки объясняют стратегические провалы Бонапарта при Ватерлоо. Побороть бессонницу Наполеон смог, только попав в ссылку на остров Святой Елены: там он спал много и поздно просыпался.

Читайте также из рубрики Наука: Отставить крушение: российские ученые смогут предотвращать авиакатастрофы в условиях обледенения

Способов борьбы с бессонницей множество – от вполне разумных, вроде заваривать травяной чай перед сном или читать на ночь 15 минут, до совсем странных. К примеру, домаш¬ний врач Толстых Душан Маковицкий рассказывал о придуманной великим писателем «методе» лечения бессонницы: «Л. Н. сказал, что раньше он, когда не мог спать, ходил босыми ногами по полу, а теперь он просто студит их о железные прутья кровати и думает, что, когда ноги после этого начинают согреваться, кровь приливает к ним от головы, и он засыпает».

Французский коллега Толстого – Александр Дюма-отец – имел не менее странную привычку: ежедневно в семь часов утра он съедал яблоко под Триумфальной аркой. Личный врач писателя посоветовал ему производить этот ритуал для избавления от бессонницы. Причиной недосыпа Дюма-отца была бурная неорганизованная жизнь, а «утреннее яблоко» заставляло его ежедневно вставать в шесть утра, а значит, и ложиться раньше, таким образом организовав режим.

Современные ученые предлагают менее экзотические и более научно обоснованные способы и средства, ускоряющие засыпание. Коллектив российских ученых создал прибор для лечения бессонницы на основе слабых электромагнитных полей.

Фото: pixabay.com

На какой частоте самые яркие сны

Лаборатория нейробиологии сна и бодрствования Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН начиная с 2014 года при поддержке грантов Российского гуманитарного научного фонда и Российского фонда фундаментальных исследований изучает механизмы нефармакологического воздействия на цикл сон-бодрствование. Совместно с инженерами из Зеленограда, при участии Физического института им. П. Н. Лебедева РАН лаборатория разработала прибор «ECO sleep», который помогает бороться с бессонницей.

Ученые предложили использовать для лечения бессонницы электромагнитные поля сверхнизкой частоты, влияющие на мозг человека. Предполагается, что периодические вариации слабых естественных электромагнитных полей сверхнизкой частоты, наряду с освещенностью, могут быть датчиками времени для суточных, или циркадианных, ритмов, так как оба фактора связаны с наличием солнца днем и отсутствием его ночью. Послеполуденный максимум амплитуд, то есть разниц между верхней и нижней точкой электромагнитных волн, в 5-10 раз больше, чем ночной. Поэтому снижение амплитуды электромагнитных колебаний сигнализирует организму о том, что наступила ночь, и пора спать.

Читайте также из рубрики Наука: Детектор томских ученых поможет распознавать бомбы на расстоянии до 50 метров

Электромагнитные поля сверхнизкой частоты, генерируемые прибором, имеют сходство с изменениями естественного электромагнитного поля Земли при наступлении ночи. Частоты, используемые в приборе, совпадают с диапазоном собственных колебаний биотоков мозга, или электроэнцефалограммой. Поэтому все наши органы, зависящие от центральной нервной системы, реагируют на эти электромагнитные поля. Сходство характеристик прибора с параметрами естественных электромагнитных полей сверхнизкой частоты и электроэнцефалограммой мозга отражено в названии прибора «ECO sleep».

Чтобы подтвердить влияние слабых электромагнитных полей на сон, ученые провели эксперимент с группой добровольцев. В пилотных исследованиях прибора участвовали 20 мужчин и женщин от 20 до 30 лет. Двенадцать ночей испытуемые засыпали без прибора и столько же – с ним, причем «ECO sleep» работал в семи различных частотных режимах. Каждое утро участники испытаний заполняли опросник о качестве сна и сновидений, их осознанности и об испытываемых в них эмоциях, о том, удалось ли запомнить свои сны, сколько времени понадобилось, чтобы заснуть, и о самочувствии при пробуждении. Результаты эксперимента показали, что при работе прибора на частоте 1-10 Гц участники эксперимента засыпали быстрее, а качество глубоко сна было выше. Частоты в диапазоне 20-40 Гц способствовали увеличению яркости снов и пробуждению.

Фото: pixabay.com

По результатам эксперимента ученые пришли к выводу, что прибор «ECO sleep» предназначен для терапии нарушений сна самого разного происхождения: бессонница, трудности с засыпанием, частые ночные пробуждения, кошмары, раннее или затрудненное пробуждение. «ECO sleep» может быть использован в профессиональных областях, связанных с дефицитом сна: транспорт, сменные работы и т.д.

Для начала работы прибор «ECO sleep» необходимо установить на прикроватную тумбочку. Внутри куба с размером грани в 7 см расположены три катушки, на которые подается импульсный ток частотой от 1 до 40 Гц. Катушки преобразуют ток в электромагнитное поле. Эти электромагнитные поля аналогичны слабым естественным полям, которые генерируются в пространстве между Землей и верхней частью атмосферы – ионосферой – и изменяются в течение суток. Электромагнитное поле затухает на расстоянии около 1,5-2 метров, поэтому на сон соседей прибор влияния не окажет.

Индивидуальную программу генерации последовательности разных частот в течение ночи можно установить с помощью мобильного приложения на смартфоне. Для тех, кто не пользуются мобильными устройствами, возможен ручной выбор необходимой программы работы прибора. Каждой грани куба соответствует определенный алгоритм последовательности разных частот, и путем поворота куба выбирается нужная программа.

Читайте также из рубрики Наука: Российские химики изобрели способ мгновенного определения качества виски

Создатели прибора «ECO sleep» предпочитают не афишировать объем затраченных средств на исследования и разработку, однако активно ищут партнеров и инвесторов. В настоящее время коллектив разработчиков является резидентом фонда «Сколково» и рассчитывает на оказание финансовой поддержки именно со стороны фонда.

Весной 2019 года устройство выйдет на рынок: все желающие улучшить сон и перестать глотать снотворное смогут приобрести гаджет «ECO Sleep CUBE». Его планируемая стоимость – 7-9 тыс. рублей, в зависимости от комплектации.

Параллельно будет вестись работа над созданием «ECO Sleep MED», наделенного более широкими возможностями по сравнению с гаджетом. Прибор пройдет цикл клинической сертификации и получит регистрационное удостоверение медицинского изделия. Выход на рынок медицинского устройства запланирован на конец 2020 года.