Odpowiednia długość i wysoka jakość snu ma fundamentalne znaczenie dla jakości życia. Sen jest procesem istotnym dla odnowienia zasobów energetycznych, termoregulacji, regeneracji tkanek. Kluczowy wymiar naszego funkcjonowania stanowią procesy poznawcze – to, w jaki sposób odbieramy otoczenie, myślimy, zapamiętujemy, czy skupiamy uwagę. W jaki sposób sen warunkuje nasze poznanie? 

Jak długo spać, aby zachować sprawne funkcjonowanie poznawcze?

Zgodnie z najnowszą wiedzą, nie można z góry ustalić optymalnej dawki snu, która byłaby uniwersalna dla każdego. Zależy ona od wielu czynników – wieku, stanu zdrowia, stylu życia oraz wyposażenia genetycznego. Można przyjąć, że zdrowe osoby dorosłe powinny spać 7-9 godzin na dobę, aby zachować wysoką jakość różnych aspektów funkcjonowania.

Badania Witehall II (Ferrie i in., 2011) wykazały, że zarówno ograniczenie długości snu (z 6, 7 lub 8 godzin), jak i jej wzrost (z 7 lub 8 godzin) wiążą się z gorszymi wynikami testów mierzących funkcje poznawcze. Z kolei raport Faubel i in. (2009) wskazał, że osoby śpiące co najmniej 11 godzin na dobę są mniej sprawne poznawczo niż grupa kontrolna, w której średnia długość snu osiągała 7 godzin.  

Przeciwna sytuacja, czyli deprywacja snu, wydaje się mieć jeszcze gorsze skutki dla jakości funkcjonowania poznawczego. Protokoły badawcze stosowane w celu oceny wpływu deprywacji snu na zdolności poznawcze można podzielić na dwie kategorie: badające efekt ostrej, całkowitej deprywacji snu (24-72 godziny) oraz te, które za cel biorą deprywację chroniczną, czyli ograniczoną ilość snu w przeciągu kilku kolejnych dób. Chociaż to drugi model bardziej odpowiada temu, co obserwować możemy w codziennym życiu, większość dotychczasowych badań skupiała się na ostrej i całkowitej deprywacji snu. Badanie funkcjonowania poznawczego w ramach tego typu badań obejmuje zazwyczaj kilka najbardziej popularnych domen – uwagę, pamięć roboczą i długotrwałą. W ich skład często wchodzi też badanie koordynacji wzrokowo-motorycznej oraz funkcji werbalnych.

Całkowita deprywacja snu prowadzi do zaburzeń w obszarach uwagi oraz pamięci roboczej. W przypadku badania tych funkcji wyróżnia się dwie najważniejsze zmienne – czas reakcji oraz dokładność przetwarzania danych. Badania opisane w literaturze nie dają jednak jednoznacznej odpowiedzi co do tego, w jaki sposób te parametry zmieniają się wraz z deprywacją snu – część doniesień sugeruje, że pogorszeniu ulega jedynie czas reakcji, podczas gdy inne skłaniają do stwierdzenia, że jest wręcz na odwrót. Prawdopodobnie decydującym czynnikiem jest tutaj typ zadania. W zakresie pamięci długotrwałej także mogą wystąpić istotne zmiany, ale dotyczą one raczej pamięci epizodycznej („co?”) niż proceduralnej („jak?”). Ten rodzaj deprywacji zdecydowanie negatywnie wpływa także na inne miary funkcjonowania poznawczego, w tym hamowanie reakcji (odpowiedzialne za samokontrolę), wnioskowanie logiczne, podejmowanie decyzji i funkcje werbalne (za: Alhola i Polo-Kantola, 2007).

Jak wygląda sytuacja w przypadku chronicznej deprywacji, polegającej na niecałkowitym, ale długotrwałym ograniczeniu snu? W literaturze jest to zagadnienie podejmowane zdecydowanie rzadziej. Różnice metodologiczne znacząco utrudniają też porównywanie efektów ostrej i chronicznej deprywacji snu na zdolności poznawcze. W badaniach, które mogą mieć duże przełożenie na życiowe sytuacje, wykazano między innymi, że duża deprywacja (jedynie 3 godziny snu na dobę) prowadzi do liniowego spadku zdolności poznawczych wraz z czasem trwania eksperymentu. Przy mniejszym  ograniczeniu snu (5 i 7 godzin na dobę) pogorszenie następuje nieco później, a następnie utrzymuje się na stałym poziomie (Belenky i in., 2003).

Nasuwa się pytanie o to, jak wygląda proces „odzyskiwania” funkcji poznawczych po okresie deprywacji. Niestety wciąż jest to nie do końca jasny proces, ponieważ wiele badań nie zawiera w swoich protokołach oceny procesów poznawczych w dłuższej perspektywie czasowej następującej po deprywacji. Wiadomo, że sen mający na celu „nadrobienie zaległości” to proces jakościowo inny. Charakteryzuje się zazwyczaj krótszym czasem zasypiania oraz skróceniem fazy 1, kosztem wydłużenia kolejnych faz. Badania sugerują, że powrót do normalnego funkcjonowania poznawczego następuje szybciej w przypadku ostrej, całkowitej deprywacji snu, niż po deprywacji chronicznej  (za: Alhola i Polo-Kantola, 2007).

Jakość snu a zdolności poznawcze

Podczas gdy ilość snu odnosi się bezpośrednio do czasu, jaki przeznaczamy na ten rodzaj odpoczynku, jakość snu dotyczy tego, jak bardzo ten czas jest rzeczywiście owocny i przynosi wymierne korzyści. Badania w tym obszarze wykazały, że kobiety, które zgłaszały problemy ze snem (budzenie się w nocy) miały większe ryzyko rozwoju zaburzeń poznawczych (Tworoger i in., 2006). W innym projekcie badawczym oceniano, w jaki sposób subiektywna opinia pacjentów dotycząca jakości snu wiąże się ze stanem ich zdolności poznawczych. W zakres subiektywnych skarg na jakość snu zaliczano np. trudności z zasypianiem, wczesne budzenie się, niewysypianie się i przebudzanie się w nocy. Analiza wykazała, że w grupie osób w średnim wieku i starszych, niska subiektywna jakość snu jest predyktorem wystąpienia zaburzeń poznawczych w okresie kolejnych 3 lat (Jelicic i in., 2002). Warto jednak zaznaczyć, że potencjalnym czynnikiem, który może wpływać na te wyniki, może być  współwystępowanie symptomów depresyjnych u niektórych osób.  

Nauka w trakcie snu

Sen jest niezbędny do konsolidacji, czyli utrwalania śladów pamięciowych – przenoszenia ich z pamięci krótko- do długotrwałej. Jest to bardzo popularne zagadnienie badawcze, ponieważ mechanizm odpowiedzialny za to zjawisko do pewnego stopnia wciąż pozostaje zagadką. Przyjęto, że za konsolidację pamięci odpowiada sen głęboki (wolnofalowy). Choć w czasie snu mózg odcięty jest od źródeł informacji sensorycznych, wykazuje wysoką aktywność, którą zaobserwować można między innymi w obszarach hipokampa i kory. Ślady pamięci epizodycznej przechowywane w hipokampie są w trakcie snu transferowane do kory jako ślady pamięci długotrwałej. Nowoczesne metody obliczeniowe pozwalają na powiązanie aktywności elektrycznej mózgu w trakcie głębokiego snu z połączeniami synaptycznymi między komórkami nerwowymi. W ostatnim czasie naukowcy wykazali między innymi, że wzorce powolnych oscylacji w korze pozostają pod wpływem ostrych fal generowanych przez hipokamp (Wei, Krishan i Bazhenov, 2016; Klinzing, Niethard i Born, 2019). Stanowi to ważny mechanizm powstawania pamięci długotrwałej.

Czy tylko długi sen determinowany przez rytm okołodobowy ma pozytywny wpływ na pamięć i koncentrację? Z pewnością nie można go zastąpić, ale dobroczynne działanie mają też krótkie drzemki, trwających do 20 minut (tzw. „power nap”), które stosować można w trakcie dnia. Badania wykazały, że sprzyjają one poprawie pamięci, uwagi i myślenia kreatywnego (Dhand i Sohal, 2006).

Podsumowując, zarówno badania opisane w literaturze, jak i praktyka kliniczna wskazują, że sen to ważny czynnik wpływający na prawidłowe funkcjonowanie poznawcze. Obszary szczególnie podatne na zaburzenia z tego powodu to uwaga, pamięć robocza i  wyższe funkcje poznawcze. Wbrew pozorom, nie tylko niewystarczająca ilość snu, ale też zbyt długi sen, sprzyjają deficytom poznawczym i poznawczemu starzeniu się.

Literatura:

Alhola, P. i Polo-Kantola, P. (2007). Sleep deprivation: Impact on cognitive performance. Neuropsychiatric Disease and Treatment.

Belenky, G., Wesensten, N. J., Thorne, D. R., Thomas, M. L., Sing, H. C., Redmond, D. P., ... i Balkin, T. J. (2003). Patterns of performance degradation and restoration during sleep restriction and subsequent recovery: A sleep dose‐response study. Journal of Sleep Research, 12(1), 1-12.

Dhand, R. i Sohal, H. (2006). Good sleep, bad sleep! The role of daytime naps in healthy adults. Current Opinion in Pulmonary Medicine, 12(6), 379-382.

Faubel, R., Lopez-Garcia, E., Guallar-Castillón, P., Balboa-Castillo, T., Gutiérrez-Fisac, J. L., Banegas, J. R. i Rodríguez-Artalejo, F. (2009). Sleep duration and health-related quality of life among older adults: a population-based cohort in Spain. Sleep, 32(8), 1059-1068.

Ferrie, J. E., Shipley, M. J., Akbaraly, T. N., Marmot, M. G., Kivimäki, M. i Singh-Manoux, A. (2011). Change in sleep duration and cognitive function: findings from the Whitehall II Study. Sleep, 34(5), 565-573.

Jelicic, M., Bosma, H., Ponds, R. W., Van Boxtel, M. P., Houx, P. J. i Jolles, J. (2002). Subjective sleep problems in later life as predictors of cognitive decline. Report from the Maastricht Ageing Study (MAAS). International Journal of Geriatric Psychiatry, 17(1), 73-77.

Klinzing, J. G., Niethard, N. i Born, J. (2019). Mechanisms of systems memory consolidation during sleep. Nature Neuroscience, 1-13.

Tworoger, S. S., Lee, S., Schernhammer, E. S. i Grodstein, F. (2006). The association of self-reported sleep duration, difficulty sleeping, and snoring with cognitive function in older women. Alzheimer Disease & Associated Disorders, 20(1), 41-48.

Wei, Y., Krishnan, G. P. i Bazhenov, M. (2016). Synaptic mechanisms of memory consolidation during sleep slow oscillations. Journal of Neuroscience, 36(15), 4231-4247.