Модуль 3.1 · Архитектура сна

Циклы по $90$ минут и пять стадий

Сон — это не «отключение». Это структурированный процесс из $4$ стадий ($N1$, $N2$, $N3$, $REM$), которые проходят $4$–$6$ раз за ночь циклами по $\sim 90$ минут. Глубокий сон ($N3$) доминирует в первой половине, $REM$ — во второй. Просыпаться в $N3$ — это «грог» на $30$ минут. В $REM$ или конце цикла — комфортно. $5{,}5$ или $7{,}5$ ч сна (кратно $90$ мин) часто лучше, чем $7$.

Сон — это не одно состояние, а $4$ разных состояния мозга, проигрываемых $4$–$6$ раз за ночь. Если рассматривать сон как монолит, никогда не поймёшь, почему один человек хорошо отдыхает за $6$ часов, а другой плохо за $9$. Уильям Демент · $Stanford$, основатель науки о сне

Раздел 1 · 4 стадии сна

$4$ стадии — $4$ функции

Классификация $AASM$ ($American \ Academy \ of \ Sleep \ Medicine$, $2007$): сон делится на $4$ стадии — три $NREM$ ($N1$, $N2$, $N3$) и $REM$. Каждая стадия выполняет свою функцию, измеряется на $EEG$, $EMG$, $EOG$.

Стадии и их функции

Стадия	Доля	Что происходит	Функция
$N1$	$\sim 5\%$	Засыпание. Альфа $\to$ тета. Глаза катятся, мышцы расслабляются.	Переход в сон. Можно проснуться от шороха.
$N2$	$\sim 50\%$	Лёгкий сон. $Sleep \ spindles$ и $K$-комплексы на $EEG$. Температура падает.	Основа ночи. Память, обучение моторики.
$N3$	$\sim 20\%$	Глубокий $slow$-$wave$ сон. Дельта-волны, $< 4$ Гц. Трудно разбудить.	Главное восстановление. $GH$, иммунитет, очистка мозга.
$REM$	$\sim 25\%$	Быстрый сон. $Rapid \ eye \ movement$, мозг активен, мышцы парализованы.	Сновидения, эмоциональная регуляция, креативность.

Чем занят каждый

$N3$ (глубокий): рост $GH$ ($\sim 70\%$ суточной секреции), репарация тканей, глимфатическая очистка мозга от $\beta$-амилоида (риск Альцгеймера). Иммунные клетки тоже активируются.
$REM$: консолидация эмоциональной памяти, переработка опыта дня. Парадоксально активный мозг при параличе мышц. Сны.
$N2$: моторное обучение, процедурная память. $Sleep \ spindles$ ассоциированы с интеллектом.
$N1$: транзитная стадия, может быть многократно за ночь при микро-пробуждениях.

Раздел 2 · 90-минутный цикл

Цикл по $90$ минут

Стадии не идут хаотично. Они образуют цикл: $N1 \to N2 \to N3 \to N2 \to REM$, в среднем $90$ минут ($75$–$110$ варьирует). За ночь — $4$–$6$ таких циклов. Распределение стадий внутри циклов меняется: $N3$ доминирует в первых, $REM$ — в последних.

Как меняются циклы по ходу ночи

Цикл $1$ (первый, $\sim 0$–$1{,}5$ ч): много $N3$, мало $REM$. Самый «восстановительный» цикл.
Цикл $2$ ($1{,}5$–$3$ ч): $N3$ ещё значителен, $REM$ растёт до $\sim 15$ мин.
Цикл $3$ ($3$–$4{,}5$ ч): $N3$ уменьшается, $REM$ — $20$–$25$ мин.
Цикл $4$–$5$ ($4{,}5$–$7{,}5$ ч): $N3$ почти нет, $REM$ доминирует, $30$+ мин.
Цикл $6$ (под утро, $7{,}5$–$9$ ч): только $N2$ и $REM$. Лёгкое пробуждение.

Что значит «выспаться»

Полный набор циклов = достаточный $N3$ + достаточный $REM$. Минимум для здорового взрослого:

$5{,}5$ ч ($\sim 4$ циклов): минимум, который большинство переносят. Хронически — плохо.
$7$–$7{,}5$ ч ($\sim 5$ циклов): средний оптимум.
$8$–$9$ ч ($\sim 6$ циклов): для растущих, при болезни, интенсивных тренировках.

Хроническое урезание $REM$ (например, ранние подъёмы) важнее, чем общая длительность. $6$ ч сна с $20\%$ $REM$ часто лучше, чем $7$ ч с $10\%$ $REM$.

Раздел 3 · Sleep inertia

$Sleep \ inertia$ — «грог» от пробуждения в $N3$

Если будильник попал в середину $N3$, вы проснётесь с ощущением «как разбитое корыто» — это $sleep \ inertia$. Может длиться $30$–$60$ минут с нарушением когниции, реакции, настроения. Просыпаться в $REM$ или $N2$ — комфортно. Кратность $90$ минутам — практическое решение.

Что вы чувствуете при пробуждении в разных стадиях

В $N3$: «как с похмелья», когниция $-30\%$, реакция замедлена, настроение плохое. Восстановление $30$–$60$ мин.
В $N2$: норма, можно проснуться, $\sim 5$–$10$ мин и в порядке.
В $REM$: самое лёгкое. Часто помнятся сны. Через $1$–$2$ мин полностью в норме.
В $N1$ или микро-пробуждении: очень лёгко, но это означает, что вы и не спали глубоко.

Практическое правило $90$ минут

Считайте сон от засыпания (не от попадания в постель), кратно $90$ минутам:

$6 \times 90 = 540$ мин ($9$ ч): $6$ полных циклов
$5 \times 90 = 450$ мин ($7{,}5$ ч): $5$ циклов — частая «золотая середина»
$4 \times 90 = 360$ мин ($6$ ч): $4$ цикла, минимум
$3 \times 90 = 270$ мин ($4{,}5$ ч): для крайнего случая, не рутины

Например: если засыпаете в $00$:$00$, лучше встать в $05$:$30$ или $07$:$00$, чем в $06$:$00$. Первое — это конец цикла, второе — середина $N3$ или $REM$.

Важно: $90$ минут — среднее. У конкретного человека цикл может быть $75$ или $110$ мин. Эмпирическое наблюдение: в какое время за неделю чувствуете себя бодрее? Это и есть ваш цикл.

Лучше проспать $7$ часов и проснуться в конце цикла, чем спать $8$ часов и проснуться в середине $N3$. Один час «дополнительного» сна в неправильной фазе — это не подарок, а наказание.

Мэтью Уокер · $UC \ Berkeley$, автор «$Why \ We \ Sleep$»

Раздел 4 · Калькулятор

Оптимальное время пробуждения

Главный интерактив модуля. Введите время засыпания — получите $6$ вариантов пробуждения по циклам $+$ $30$ минут на засыпание. Зелёные варианты — конец цикла (комфортно). Красные — середина $N3$ (грог).

Калькулятор · Циклы пробуждения

$90$-минутные циклы $+ 30$ мин засыпания

Простая модель: $30$ мин до фазы $N1$, потом $90$-минутные циклы. Оптимальные точки — на конце циклов ($90$, $180$, $270$... минут после засыпания).

Время отбоя (в постель)

Засыпание (мин до сна)

мин

Интерпретация

Зелёные времена — конец полного цикла, лёгкое пробуждение. Красные — середина цикла ($\pm 30$ мин от полного), $sleep \ inertia$. Цельтесь в $5$ полных циклов ($7{,}5$ ч сна) — оптимум для большинства. Если можете только $5{,}5$–$6$ ч, лучше $4$ полных цикла, чем $4{,}5$ с прерванной фазой $REM$.

Раздел 5 · Гипнограмма

Визуализация ночи

$Гипнограмма$ — стандартное представление сна в сомнологии. По вертикали — стадии (от $REM$ сверху до $N3$ снизу), по горизонтали — время. $8$-часовой сон: $\sim 5$ циклов с прогрессивным сдвигом от $N3$-доминирующих к $REM$-доминирующим.

На гипнограмме видно главное правило архитектуры: $N3$ концентрируется в первые $3$–$4$ часа сна. Если вы ложитесь в $00$:$00$ и встаёте в $06$:$00$ — теряете в основном $REM$. Если ложитесь в $01$:$00$ и встаёте в $07$:$00$ — теряете $N3$ (что хуже для физического восстановления).

Практический вывод: ложиться раньше важнее, чем «вставать позже», для качества сна. $N3$ в $-1$ ч ценнее $REM$ в $+1$ ч (по большинству метрик).

Раздел 6 · Возраст

Как меняется сон с возрастом

Архитектура сна не статична в течение жизни. $N3$ снижается начиная с $30$–$40$ лет — особенно у мужчин. К $70$ годам $N3$ может упасть на $50\%$ vs $20$-летнего возраста. $REM$ держится относительно стабильным. Это объясняет, почему пожилые «плохо высыпаются» даже при $8$ часах.

Нормы сна по возрасту ($National \ Sleep \ Foundation$)

$0$–$3$ мес: $14$–$17$ ч/сутки
$4$–$11$ мес: $12$–$15$ ч
$1$–$2$ года: $11$–$14$ ч
$3$–$5$ лет: $10$–$13$ ч
$6$–$13$ лет: $9$–$11$ ч
$14$–$17$ лет: $8$–$10$ ч (подростки часто недосыпают)
$18$–$25$ лет: $7$–$9$ ч
$26$–$64$ лет: $7$–$9$ ч
$65$+ лет: $7$–$8$ ч (часто фрагментированный)

Изменения с возрастом

Латентность засыпания увеличивается. Молодой — $5$–$10$ мин, $60$+ — $20$–$30$ мин.
$N3$ снижается на $\sim 2\%$ в десятилетие после $30$. К $70$ — половина юношеской.
Микро-пробуждения учащаются: $5$–$10$ за ночь у $25$-летнего, $20$+ у $70$-летнего.
Циркадная фаза сдвигается: пожилые ложатся и встают раньше («$advanced \ phase$»).
$REM$ остаётся стабильным относительно других стадий.

Что делать: с возрастом важнее гигиена сна (см. Модуль $3.4$), регулярное расписание, ограничение алкоголя (он подавляет $N3$).

Что забрать из модуля 3.1

$I$ Сон — это $4$ стадии: $N1$ ($\sim 5\%$), $N2$ ($\sim 50\%$), $N3$ глубокий ($\sim 20\%$), $REM$ ($\sim 25\%$). Каждая со своей функцией.

$II$ Цикл $\sim 90$ мин, $4$–$6$ за ночь. $N3$ доминирует в первой половине, $REM$ — во второй.

$III$ $Sleep \ inertia$ в $N3$ — «грог» $30$–$60$ мин. Просыпаться в конце цикла: $4{,}5$, $6$, $7{,}5$, $9$ ч после засыпания.

$IV$ Ложиться раньше важнее, чем спать дольше. $N3$ концентрируется в первые $3$–$4$ часа сна. $+ 1$ ч под утро — это в основном $REM$, не $N3$.

$V$ С возрастом $N3$ падает: к $70$ — половина юношеской. $REM$ стабилен. Поэтому пожилые «не высыпаются» даже при $8$ ч.

Источники

American Academy of Sleep Medicine (AASM). The AASM Manual for the Scoring of Sleep and Associated Events. Стадии $N1$/$N2$/$N3$/$REM$. поиск источника
Carskadon M.A., Dement W.C. Normal Human Sleep: An Overview. Principles and Practice of Sleep Medicine. поиск источника

Образовательный материал — не заменяет консультацию врача. Ссылки ведут на поиск источника; точные реквизиты сверяйте с оригиналом.