Исследование показывает, что мозг «отключается», чтобы очиститься после недосыпания
Когда из-за недостатка сна внимание рассеивается, это не просто усталость – это физиологический процесс. Новое исследование показывает, что во время кратких “провалов” концентрации мозг и тело входят в синхронизированное состояние, сопровождающееся медленными ритмичными волнами спинномозговой жидкости, похожими на те, что обычно возникают во время глубокого сна.
Примечание: данная статья предназначена для общего ознакомления и образовательных целей. Она содержит краткое изложение научного исследования, представленное доступным языком для широкой аудитории, и не является официальным научным пресс-релизом.
Когда вы усталы и внимание внезапно ускользает, ваш мозг может делать нечто большее, чем просто терять фокус. Новое исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, показывает, что во время таких кратких провалов внимания мозг создаёт медленные волны спинномозговой жидкости (CSF) – того же ритмического потока, который обычно наблюдается во время глубокого сна.
Исследователи подчёркивают, что этот процесс «промывания» относится к движению жидкости, а не к доказанному выведению молекулярных отходов. Тем не менее, наблюдаемая картина предполагает, что уставший мозг может временно переходить в состояние пониженного возбуждения, похожее на сон, чтобы сохранить внутреннее равновесие.
Эти эпизоды сопровождаются замедленным дыханием, снижением частоты сердечных сокращений и сужением зрачков, что показывает: провалы внимания – это не только психический, но и телесный процесс.
Исследование, лежащее в основе данной работы
Исследование провели Зинонг Ян, Стефани Д. Уильямс, Эва Белджик, Стефани Анакуэ, Эмилия Шиммельпфенниг и Лаура Д. Льюис из Массачусетского технологического института (MIT), Бостонского университета и Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital).
Команда использовала одновременную регистрацию ЭЭГ (электроэнцефалографии) и быстрой функциональной МРТ, чтобы измерить активность мозга, кровоток и динамику спинномозговой жидкости у здоровых взрослых. Участники выполняли задания на внимание после нормального ночного сна и снова – после бессонной ночи. Дополнительно учёные отслеживали дыхание, сердечный ритм и размер зрачков, чтобы понять, как организм реагирует на усталость.
Что исследовали учёные
Цель исследования заключалась в том, чтобы понять, как недосыпание влияет на внимание и синхронизируются ли системы мозга и тела в моменты потери концентрации. Ранее уже было показано, что во время глубокого сна волны нейронной и сосудистой активности способствуют циркуляции спинномозговой жидкости в мозге. В этом исследовании учёные задались вопросом, могут ли аналогичные процессы происходить в состоянии бодрствования – особенно тогда, когда утомлённый мозг «отключается» на короткие мгновения.
Как проводилось исследование
Двадцать шесть участников выполняли психомоторный тест на бдительность (PVT) во время одновременной регистрации ЭЭГ и фМРТ. Этот тест измеряет, насколько быстро и стабильно человек реагирует на визуальные сигналы, и считается одним из самых точных способов оценки устойчивого внимания.
Сопоставив поведенческие данные с нейронными, сосудистыми и жидкостными сигналами, исследователи смогли точно увидеть, как ведут себя мозг и тело в моменты, когда внимание даёт сбой.
Результаты исследования
После недосыпания участники реагировали медленнее и чаще пропускали сигналы.
Во время этих провалов внимания в мозге наблюдалась крупная медленная волна спинномозговой жидкости, проходящая через желудочки, сопровождаемая снижением нейронной и сосудистой активности.
Одновременно замедлялось дыхание, снижался пульс и сужались зрачки. Все эти изменения образовывали единую скоординированную реакцию – кратковременный переход в состояние пониженного возбуждения, напоминающее сон.
Когда внимание возвращалось, процесс разворачивался в обратную сторону: нейронная активность возрастала, кровоток усиливался, спинномозговая жидкость двигалась обратно внутрь, а физиологические признаки бодрствования снова появлялись. Совпадение временных паттернов у всех участников показало, что этот мозгово-телесный ритм работает с удивительной точностью.
Что отличает это исследование
Ранее учёные связывали пульсации спинномозговой жидкости с глубоким сном, но это исследование показало, что похожие волны возникают и в состоянии бодрствования, особенно когда внимание нарушается после недосыпания.
Это говорит о том, что граница между сном и бодрствованием гораздо гибче, чем считалось раньше. При усталости мозг может кратковременно переходить в частично «соноподобное» состояние – достаточно глубокое, чтобы ослабить внимание, но не привести к потере сознания.
Объединив данные ЭЭГ, фМРТ и физиологических показателей, исследователи получили целостное представление о том, как взаимодействуют нейронные, сосудистые и ликворные системы во время этих кратковременных изменений состояния.
Согласованная динамика мозга и тела
Каждый эпизод потери внимания сопровождался синхронной активностью мозга и тела:
- замедлением дыхания,
- снижением частоты сердечных сокращений,
- сужением зрачков,
- и связанными волнами в активности мозга, уровне кислорода в крови и движении спинномозговой жидкости..
Исследователи предполагают, что эти согласованные паттерны могут возникать благодаря общим нейромодуляторным системам – например, норадренергическим путям, которые регулируют уровень бодрствования и тонус сосудов.
При этом авторы подчёркивают, что выявленные данные показывают лишь корреляцию, а не причинно-следственную связь. Для понимания точных механизмов потребуется дальнейшее исследование.
Пояснение результатов
Хотя термин «очищение» используется для описания движения спинномозговой жидкости, исследователи не измеряли выведение молекулярных отходов или метаболическое очищение. Наблюдаемый процесс отражает именно движение жидкости, связанное с изменениями в нейронной и сосудистой активности, а не прямое доказательство «промывки» мозга.
Полученные данные относятся к области физиологии: они описывают, как различные системы организма синхронизируются, когда механизм внимания даёт сбой.
Выводы авторов
Авторы трактуют эпизоды потери внимания как кратковременные состояния пониженного возбуждения, в которых мозг и тело действуют как единая система. После недосыпания такие эпизоды происходят чаще и сопровождаются синхронными изменениями в нейронных, сосудистых и ликворных сетях. Эти процессы показывают, как мозг даже в состоянии бодрствования постоянно удерживает баланс между внутренней саморегуляцией и внешней концентрацией.
Учёные подчёркивают, что подобные паттерны возникают естественным образом у здоровых людей и представляют собой часть нормального адаптивного диапазона работы мозга, а не признак расстройства или патологии.
Понимание более широкого контекста
Современная нейронаука всё чаще рассматривает бодрствование и сон не как противоположные состояния, а как части единого непрерывного спектра. Открытие того, что во время кратковременных потерь внимания появляются волны спинномозговой жидкости, похожие на те, что наблюдаются во сне, подтверждает этот подход. Оно демонстрирует, насколько глубоко внимание связано с базовыми физиологическими ритмами, которые координируют дыхание, сердцебиение и циркуляцию в мозге.
Эти результаты расширяют научное понимание того, как усталость изменяет внимание, подчёркивая сложное взаимодействие между нейронной активностью и физиологией всего тела.
Заключение
Когда мозг переутомлён, потери внимания – это не случайные ошибки, а отражение согласованного сдвига в нейронных, сосудистых и жидкостных системах. Во время таких кратких «отключений» мозг переходит в состояние пониженного возбуждения, при котором волны спинномозговой жидкости проходят через его внутренние структуры, а тело синхронно замедляет свою активность.
Это исследование дополняет растущий массив данных, показывающих, что концентрация, усталость и физиология неразрывно связаны, и что даже в состоянии бодрствования мозг периодически восстанавливает внутреннее равновесие.
Работа подчёркивает глубокую взаимосвязь между вниманием, сном и телесными ритмами: даже краткие сбои после недосыпания показывают, как мозг и тело действуют как единая система, поддерживая баланс между бодрствованием и отдыхом.
Источник
Yang, Z., Williams, S.D., Beldzik, E. et al. Attentional failures after sleep deprivation are locked to joint neurovascular, pupil and cerebrospinal fluid flow dynamics. Nat Neurosci (2025). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02098-8
Информация в этой статье предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является медицинской рекомендацией. По вопросам, связанным с лечением или здоровьем, проконсультируйтесь с профильным специалистом.
