Накопительная цена дополнительного бодрствования: дозозависимые эффекты хронического ограничения сна и полного лишения сна на нейроповеденческие функции и физиологию сна

Цели: Чтобы внести ясность в дискуссию о том, можно ли хронически сокращать сон у человека без последствий, мы провели эксперимент с хроническим ограничением сна по принципу «доза — эффект», в котором оценивали нейроповеденческие и физиологические во время сна функции бодрствования и сравнивали их с показателями при полном лишении сна.

Дизайн: Эксперимент с хроническим ограничением сна включал рандомизацию в одну из трех доз сна (4, 6 или 8 часов времени в постели за ночь), которые сохраняли в течение 14 последовательных дней. Эксперимент с полным лишением сна включал 3 ночи без сна (0 часов времени в постели). В каждом исследовании также было по 3 исходных дня до лишения сна и 3 дня восстановления.

Условия: Оба эксперимента проводили в стандартизированных лабораторных условиях с непрерывным поведенческим, физиологическим и медицинским мониторингом.

Участники: В экспериментах приняли участие 48 здоровых взрослых в возрасте 21–38 лет.

Вмешательства: Ночной сон ограничивали до 8, 6 или 4 часов в сутки в течение 14 дней либо до 0 часов в течение 3 дней. Любой другой сон был запрещен.

Результаты: Хроническое ограничение сна до 4 или 6 часов за ночь в течение 14 последовательных дней приводило к значимому кумулятивному, дозозависимому снижению когнитивной эффективности во всех заданиях. По субъективной сонливости отмечалась острая реакция на ограничение сна, но лишь небольшое дальнейшее нарастание в последующие дни; различия между условиями 6 и 4 часов были недостоверными. Полисомнографические показатели и дельта-активность ЭЭГ в фазе NREM-сна — предполагаемый маркер гомеостаза сна — демонстрировали острую реакцию на ограничение сна с минимальными дальнейшими изменениями в течение 14 ночей ограничения. При сравнении хронического ограничения сна с полным лишением сна показано, что последнее вызывало непропорционально большие нейроповеденческие нарушения бодрствования и ответ дельта-активности сна по отношению к объему утраченного сна. Статистическая модель показала, что независимо от способа лишения сна, эпизоды снижения бодрственной бдительности почти линейно связаны с кумулятивной продолжительностью бодрствования свыше 15,84 часа (ст. ошибка 0,73 часа).

Выводы: Поскольку хроническое сокращение сна до 6 часов и менее за ночь приводило к нарушениям когнитивной эффективности, эквивалентным до 2 ночам полного лишения сна, даже относительно умеренное ограничение сна, по-видимому, способно серьезно нарушать нейроповеденческие функции бодрствования у здоровых взрослых. Оценки сонливости указывают на то, что участники в значительной степени не осознавали нарастание этих когнитивных нарушений, что может объяснять, почему влияние хронического ограничения сна на когнитивные функции бодрствования нередко считают безвредным. Физиологические ответы сна при хроническом ограничении не соответствовали нейроповеденческим ответам бодрствования, однако кумулятивное бодрствование свыше 15,84 часа предсказывало эпизоды снижения эффективности во всех четырех экспериментальных условиях. Это позволяет предположить, что дефицит сна лучше понимать как дополнительное бодрствование с нейробиологической «ценой», которая накапливается со временем.