Инерция сна: почему проснуться сложно и как это исправить

Ольга Гончарова, 10.12.2024

Инерция сна – это состояние сонливости, замедления реакций и снижения когнитивных способностей, которое возникает сразу после пробуждения. Инерция сна – механизм, который помогает сохранить сон, когда просыпаться нежелательно. Инерция сна проходит через 15-30 минут после пробуждения, но иногда работоспособность восстанавливается только через 2 часа. В этих случаях инерция сна становится проблемой. Проблемой она является также для тех, чья работа связана с ночными дежурствами и быстрой реакцией на вызов – например, для пожарных, спасателей и врачей.

Причины инерции сна

При пробуждении мозг возвращается к состоянию бодрствования постепенно:

Дельта-волны, связанные с глубоким сном, сохраняются даже после пробуждения, особенно в задних отделах мозга.
Скорость мозгового кровотока ниже, чем до сна, в течение получаса после пробуждения.
Префронтальная кора, отвечающая за исполнительные функции, медленнее возвращается к нормальной активности.

Всё это может объяснять заторможенность после сна.

Факторы, усиливающие инерцию сна

Недостаток сна. После недосыпа или длительного бодрствования когнитивные нарушения усиливаются. Причём инерция сна проявляется сильнее, чем даже сама депривация сна. Ухудшение когнитивных функций сразу после пробуждения после острой или хронической потери сна сравнимо с состоянием после 40 часов лишения сна – замедляется реакция, возрастает количество ошибок в когнитивных тестах.
В одном исследовании участники спали по 20 минут каждые 6 часов – и так в течение 64 часов. Контрольная группа не спала вовсе. Инерция сна, которую испытывали участники после 20-минутного сна, была настолько невыносимой, что больше половины участников вышли из исследования, в то время как в группе полного лишения сна все участники завершили исследование.
Пробуждение ночью, особенно в период циркадного минимума, приводит к более выраженной сонливости и снижению работоспособности. Циркадный минимум обычно приходится на 3-5 часов утра и характеризуется снижением температуры тела, максимальной сонливостью и минимальной когнитивной продуктивностью.
Пробуждение из фазы глубокого сна связано со снижением работоспособности на 41%. А при пробуждении из фазы лёгкого сна работоспособность сравнима с периодом бодрствования. Глубина сна сильнее влияет на инерцию сна при более длительном сне (2 часа) по сравнению с более коротким сном (20-60 минут) и при большей потребности во сне.

Короткий сон для бодрости

Чем больше продолжительность дневного сна, тем сильнее инерция сна. Brooks и Lack сравнили четыре различных продолжительности короткого послеобеденного сна. В то время как 10-минутный сон приводил к немедленному улучшению производительности, 30-минутный сон не давал улучшений до 35-95 минут после пробуждения, в зависимости от задачи.

По сравнению с дневным сном, как 10-минутный, так и 30-минутный сон, заканчивающийся в 04:00 после острой потери сна, не привел к улучшению производительности до 2,5 часов.

Инерцию сна подавляет кофеин при приёме непосредственно перед коротким дневным сном. Кофеин блокирует рецепторы аденозина (молекулы усталости), временно снижая чувство усталости. Оптимальная продолжительность дневного «кофейного» сна – менее 30 минут.

Как снизить инерцию сна: 7 полезных привычек

Оптимальные продолжительность сна и время пробуждения. Следует избегать пробуждения в биологическую ночь. При использовании короткого дневного сна следует ограничить его продолжительность до менее 30 минут. Для более быстрого восстановления перед дневным сном можно выпить кофе. Однако при приеме после сна кофеин не эффективен, так как его действие наступает с задержкой.
Более длительный сон и более позднее пробуждение. Если мы поспали больше обычного, то утром, скорее всего, будем чувствовать себя бодрее и внимательнее. Отчасти это объясняется лучшим клиренсом аденозина.
Более позднее пробуждение, с одной стороны, может означать большую продолжительность сна. А с другой стороны, в этом случае больше вероятность проснуться дальше от своего циркадного минимума. Кроме того, более позднее пробуждение повышает вероятность получить большее количество быстрого сна и даже проснуться во время этой фазы. Преимущество быстрого сна – в более высокой активации коры головного мозга и повышении температуры тела и мозга.

Яркий свет улучшает бдительность и когнитивные функции в период инерции сна. Воздействие света проверяли в течение дня – с 07:00 до 13:00. Использование света во время ночных пробуждений может иметь другой эффект.
Музыка после пробуждения от дневного сна снижает субъективную сонливость и приводит к улучшению когнитивных способностей через 20 минут.
Охлаждение конечностей сразу после пробуждения может ускорить восстановление от инерции сна. Во время сна температура разных участков тела изменяется: сосуды рук и ног расширяются, и тепло распространяется от центра тела – головы, грудной и брюшной полостей – к рукам и ногам, что способствует хорошему качеству сна. При пробуждении происходит обратный процесс. Этот механизм одинаковый при пробуждении как от ночного, так и от дневного сна. В исследовании Kräuchi и др. конечности охлаждались со скоростью, очень близкой к спаду сонливости. Это значит, что изменения температуры центра тела и конечностей могут играть роль в рассеивании инерции сна и в возвращении к нормальному уровню бодрости.
Завтрак с высоким содержанием углеводов – об этом далее.
Высокая физическая активность – разные результаты сразу после сна и в день накануне, подробности ниже.

Завтрак против инерции сна

Завтрак с высоким содержанием углеводов связан с большими бодростью и внимательностью, в отличие от обычного завтрака, содержащего 40% жиров, 50% углеводов и 10% белков. В исследовании 2022 года Vallat и др. сравнивали влияние различных вариантов завтраков на инерцию сна. Лучше всех снижал инерцию сна завтрак, в котором содержались 76% углеводов, 16% жиров, 7% белков и клетчатка. У других вариантов завтрака, в том числе с высоким содержанием белка или жиров, такого эффекта не было.

Соотношение углеводов и белков регулирует доступность триптофана в мозге и синтез серотонина. В частности, чистая глюкоза может вызывать сильнейший седативный эффект за счёт всплеска синтеза серотонина и доступного мозгу триптофана. Так после употребления продуктов с высоким гликемическим индексом, например, картофеля и сладких напитков, снижаются внимание и ясность мышления. То, как пища подействует на концентрацию внимания, зависит от комбинации углеводов с другими макроэлементами.

Упражнения против инерции сна

Теоретически физические упражнения могут снижать инерцию сна в течение нескольких минут после пробуждения. Эффект основан на стимуляции физиологических механизмов:

реактивации и деактивации различных областей мозга и изменения мозгового кровотока;
реакции пробуждения кортизола;
терморегуляции – повышения температуры центра тела и охлаждения конечностей.

Мозговой кровоток и активация мозга

Мозговой кровоток — это объем крови, поступающей в мозг. Мозговой кровоток обеспечивает доставку кислорода в мозг, способствуя метаболизму и удалению продуктов метаболизма. Во время сна мозговой кровоток снижается ниже уровня бодрствования. В течение 5 минут после пробуждения усиливается кровоток в таламусе и стволе мозга. В это время мы приходим в сознание после сна. Способность концентрироваться и мотивация восстанавливаются через 20-30 минут после пробуждения. В это время кровоток достигает уровня бодрствования в префронтальной коре, которая участвует в когнитивных процессах. Активация префронтальной коры совпадает со снижением инерции сна.

Физические упражнения увеличивают приток крови к значительной части мозга, обеспечивая достаточные кровоснабжение и потребление кислорода для метаболизма мозга. Мозговой кровоток увеличивается в ответ на упражнения:

высокой интенсивности – на 13%;
низкой интенсивности – на 6%;
максимальной интенсивности, выполняемые за короткое время – на 16%.

«Тяжелые» и «очень тяжелые» упражнения улучшают когнитивные функции при тестировании через 1 минуту после тренировки. После 20 минут упражнений умеренной интенсивности повышается активность коры головного мозга в областях, ответственных за принятие сложных решений и обработку визуальной информации. После 30 минут упражнений умеренной интенсивности усиливается активация участков мозга, связанных с обучением и памятью, исполнительным контролем и вниманием. Менее 5 минут упражнений низкой и умеренной интенсивности также увеличивают активность коры головного мозга, но не влияют на когнитивные функции.

Реакция пробуждения кортизола

Кортизол – гормон коры надпочечников. Кортизол помогает ускорить обмен веществ и обеспечить организм энергией в ответ на стресс. Выше всего уровень кортизола утром, затем кортизол снижается в течение дня, достигая минимума около полуночи.

В течение 30-45 минут после пробуждения уровень кортизола резко увеличиваются на 50-160%, затем снижается. Утренний пик кортизола соответствует возвращению в сознание, притоку крови к областям мозга, связанным с бодрствованием, и снижению инерции сна.

Изменения уровня кортизола в крови, вызванные физическими упражнениями, зависят от интенсивности упражнений. Только упражнения умеренной и высокой интенсивности могут повысить уровень кортизола. Например, по сравнению с периодом до тренировки, уровень кортизола значительно повышается после 30 минут езды на велосипеде при 60 и 80% от максимального потребления кислорода (VO₂ max), но не после 30 минут езды на велосипеде при 40% VO₂ max. Ультракороткие серии высокоинтенсивных упражнений также могут повысить уровень кортизола. Например, бег с очень высокой скоростью, приводящий к истощению в течение 1,5 минут, повышает уровень кортизола на 35%. Таким образом, интенсивные упражнения после пробуждения могут повысить уровень кортизола и уменьшить продолжительность и тяжесть инерции сна.

Терморегуляция

Во время сна сосуды рук и ног расширяются, и тепло распространяется от центра тела к конечностям. Вскоре после пробуждения сосуды конечностей сужаются, предотвращая дальнейшую потерю тепла и сохраняя тепло в центре тела. Ночью и ранним утром, когда температура центра тела самая низкая, когнитивные способности снижаются, а затем улучшаются во второй половине дня.

Температура центра тела влияет на работоспособность не зависимо от циркадного ритма. В 2002 году Wright и др. подтвердили это, на две недели изменив график сна и бодрствования у 14 здоровых людей. В этом исследовании длина суток равнялась 28 часам, а график сна и бодрствования определял звуковой сигнал. Каждые «сутки» участники спали по 9 часов и бодрствовали по 19. Участники спали в темноте, а во время запланированного бодрствования их освещали очень тусклым комнатным светом. Повышение температуры центра тела было связано с улучшением внимания, реакции и рабочей памяти, а также с большей субъективной бодростью.

Физические упражнения повышают температуру центра тела, запуская процессы терморегуляции. Так происходит, потому что тепло, которое вырабатывается во время мышечных сокращений, передаётся крови и окружающим тканям. Температура центра тела быстро повышается в начале тренировки и зависит от интенсивности упражнений: более интенсивные упражнения сильнее повышают температуру центра тела.

В нескольких исследованиях изучалось, как на температуру центра тела влияют короткие серии упражнений после пробуждения:

5 минут высокоинтенсивной езды на велосипеде (интервалы по 15 секунд работы с последующим 15-секундным отдыхом) могут увеличить температуру центра тела на 0,5°C.
Езда на велотренажере с умеренной интенсивностью, выполняемая в течение 6 минут, увеличивает температуру центра тела на 0,2°C.
Ультракороткие периоды максимальной нагрузки (три вертикальных прыжка, затем 5-секунд езды на велотренажере со скоростью 110 оборотов в минуту) приводят к меньшему увеличению температуры центра тела – примерно на 0,1°C.

В то же время когнитивные функции улучшаются при повышении температуры центра тела на 0,15°C. Поэтому даже повышение температуры на 0,1°C может противостоять инерции сна.

Эффективны ли физические упражнения после пробуждения против инерции сна?

На этот вопрос отвечают следующие исследования:

В 2021 году Kovac и др. показали, что упражнения после пробуждения не влияют на когнитивную функцию. В этом исследовании участников будили после двух часов сна в интервале от 00:00 до 02:00. После пробуждения участники выполняли велотренировку высокой или низкой интенсивности в течение 30 секунд, или не делали ничего. Наименьшую сонливость ощущала группа высокоинтенсивной велотренировки. Однако разницы в когнитивных способностях между группами не было. То есть, несмотря на повышение бодрости, 30-секундная тренировка не сможет сделать нас более продуктивными.
В исследовании 2022 года студенты не спали всю ночь, а затем шли в спортзал, где либо выполняли 20-минутную круговую тренировку, либо просто сидели. Физические упражнения не влияли на ложные воспоминания, но улучшали внимание на 15%.

Более эффективная стратегия против инерции сна – поддерживать высокую физическую активность в течение дня. Это подтвердило исследование Vallat и др. 2022 года. Когда уровень физической активности был выше в предыдущий день, на следующее утро участники становились более бодрыми и внимательными. Эффект не зависел от возраста и не был связан с количеством сна накануне.

Хорошее настроение снижает инерцию сна

То же исследование Vallat и др. показало, что чем счастливее человек, тем выше его уровень бодрости и внимания. Во-первых, счастливое настроение сопровождается возбужденным состоянием нервной системы, что способствует бодрости. Во-вторых, хорошее настроение связано с более высоким уровнем серотонина в мозге и с более высокой активностью в областях мозга, способствующих бодрствованию. К слову, физически активные люди – в целом более счастливые.

Источники

----

YouTube

RuTube