i – zmieniajàc nieco s∏owa piosenki Cole’a Portera – wyglàda
na to, ˝e nawet muszki owocowe. Niewàtpliwie robià to te˝
ludzie. A rzecz nie o mi∏oÊci, tylko o Ênie. Szekspirowski Mak-
bet mówi∏, ˝e sen „nawija splàtane nici troski na swój mo-
tek” i jest to „balsam zbola∏ych umys∏ów, najlepsze danie
natury i g∏ówny posi∏ek uczty ˝ywota”.

1

U Cervantesa San-

cho Pansa wychwala∏ sen jako „po˝ywienie, które g∏ód uÊmie-
rza, wod´, która pragnienie gasi, ogieƒ, który w zimie zagrze-
wa, ch∏ód, który upa∏ ∏agodzi [...], wag´ i ci´˝arki, które
równowa˝à pasterza i króla, prostaka i m´drca”.

2

I zwyk∏ych ludzi, i m´drców od dawna zaprzàtajà pytania:

czym jest sen i do czego jest nam potrzebny? Na to drugie na-
rzuca si´ odpowiedê, ˝e odpowiednia iloÊç snu s∏u˝y zachowa-
niu przytomnoÊci umys∏u. Omija jednak sedno problemu – to
tak jakby powiedzieç, ˝e jemy, by nie odczuwaç g∏odu, lub od-
dychamy, by uniknàç uczucia duszenia si´. W∏aÊciwà funkcjà
jedzenia jest dostarczanie organizmowi sk∏adników od˝yw-
czych, funkcjà oddychania zaÊ – dostarczenie tlenu do tkanek
i wydalanie dwutlenku w´gla. Nie znamy natomiast równie
bezpoÊredniego wyjaÊnienia potrzeby snu. Mówiàc to, musimy
jednak dodaç, ˝e badania nad snem – prowadzone systematycz-
nie od niespe∏na stu lat – na tyle pog∏´bi∏y naszà wiedz´, ˝e
badacze mogà przynajmniej formu∏owaç sensowne hipotezy o
tym, dlaczego przesypiamy trzecià cz´Êç ˝ycia.

Czym jest sen?

S

¸YNNA WYPOWIEDè

s´dziego amerykaƒskiego Sàdu Najwy˝-

szego Pottera Stewarta na temat treÊci obscenicznych: „Wiem,
kiedy widz´”, stanowi u˝ytecznà, choç niepe∏nà wskazówk´,
jak to jest ze snem. Mimo ˝e trudno precyzyjnie zdefiniowaç

ten stan, jesteÊmy na ogó∏ w stanie okreÊliç, czy ktoÊ Êpi: oso-
ba Êpiàca zwykle ma stosunkowo ma∏à ÊwiadomoÊç tego, co
si´ dzieje wokó∏ niej, i pozostaje zazwyczaj w bezruchu. (Nie
dotyczy to niektórych zwierzàt – np. delfiny i inne morskie
ssaki p∏ywajà w czasie snu, a ptakom pewnych gatunków zda-
rza si´ spaç w trakcie d∏ugich przelotów).

W 1953 roku pionier badaƒ nad snem, Nathaniel Kleitman,

i jego student Eugene Aserinsky z University of Chicago
definitywnie obalili panujàce do tego czasu poglàdy, ˝e sen
oznacza czasowy zanik aktywnoÊci wi´kszej cz´Êci mózgu.
Odkryli, ˝e podczas snu wyst´pujà okresy charakteryzujàce si´
szybkimi ruchami ga∏ek ocznych – obecnie to stadium snu
nazywane jest snem REM (rapid eye movement) lub para-
doksalnym. Doszli do wniosku, ˝e we Ênie muszà aktywnie
przebiegaç jakieÊ procesy. Stadium REM wyst´puje u wszyst-
kich zbadanych ssaków làdowych na przemian ze snem
non-REM (NREM), zwanym te˝ snem g∏´bokim.

Najwi´kszy post´p nastàpi∏ w badaniach nad naturà snu

na poziomie komórek nerwowych (neuronów) w mózgu. W
ciàgu ostatnich 20 lat naukowcy opracowali techniki wprowa-
dzania mikroelektrod (o Êrednicy zaledwie 32

µ

m, czyli porów-

nywalnej z najcieƒszym ludzkim w∏osem) do ró˝nych rejo-
nów mózgu. Ich obecnoÊç jest nieodczuwalna. Badania te
prowadzono zarówno z udzia∏em ludzi, jak i na wielu ró˝-
nych zwierz´tach laboratoryjnych, obserwujàc aktywnoÊç
mózgu podczas wykonywania zwyk∏ych czynnoÊci, ∏àcznie
ze snem. Okaza∏o si´ – jak mo˝na by∏o przypuszczaç – ˝e
wi´kszoÊç neuronów w mózgu wykazuje najwy˝szy lub prawie
najwy˝szy poziom aktywnoÊci podczas czuwania. Jednak w
czasie snu jest ona zaskakujàco zró˝nicowana. Choç osoba

42

ÂWIAT NAUKI GRUDZIE¡ 2003

obià to ptaki, robià to pszczo∏y,

R

PO CO NAM

Powody, dla których Êpimy, stopniowo przestajà byç zagadkà

Jerome M. Siegel

Êpiàca znajduje si´ w podobnej pozycji i nie ma ÊwiadomoÊci
otoczenia ani we Ênie REM, ani non-REM, to aktywnoÊç
mózgu w obu tych snach si´ ró˝ni.

Dwa rodzaje snu

WE

ÂNIE

non-REM komórki w ró˝nych rejonach mózgu robià

co innego. Wi´kszoÊç neuronów w pniu mózgu, tu˝ powy˝ej
rdzenia kr´gowego, ogranicza lub wstrzymuje wysy∏anie im-
pulsów, podczas gdy wi´ksza cz´Êç neuronów kory mózgowej
i przyleg∏ych regionów przodomózgowia ogranicza aktywnoÊç
w niewielkim stopniu. Zastanawiajàca jest jednak zasadnicza
zmiana jej ogólnego wzorca. Podczas czuwania neurony dzia-
∏ajà w sposób bardziej lub mniej niezale˝ny od pozosta∏ych. Na-
tomiast w czasie snu wolnofalowego (czyli g∏´bokiego) sàsied-
nie neurony korowe wysy∏ajà impulsy równoczeÊnie, ze
stosunkowo niskà cz´stotliwoÊcià – stàd w∏aÊnie jego nazwa.
(Mo˝e si´ wydawaç dziwne, ˝e ta zsynchronizowana aktywnoÊç
elektryczna wytwarza wy˝sze potencja∏y czynnoÊciowe ni˝ w
stanie czuwania. Podobnie jednak jak w przypadku silnika sa-
mochodowego na biegu ja∏owym przy tego rodzaju pracy „na
luzie” mózg zu˝ywa mniej energii). Oddech i t´tno sà zwykle
we Ênie non-REM doÊç regularne, a badani wówczas obudze-
ni rzadko mówià o wyrazistych snach.

Bardzo niewielka grupa komórek u podstawy przodomózgo-

wia (w mózgu ludzkim mo˝e ich byç zaledwie oko∏o 100 tys.)
wykazuje maksymalnà aktywnoÊç wy∏àcznie podczas snu wol-
nofalowego. Komórki te nazwano neuronami sleep-on. Wyda-
je si´, ˝e to one sà odpowiedzialne za zapadanie w sen. Nie
wiemy jeszcze dok∏adnie, jakie sygna∏y aktywizujà te neuro-
ny, ale w stanie czuwania podwy˝szona ciep∏ota cia∏a wyraê-

nie pobudza niektóre z nich, co mo˝e t∏umaczyç, dlaczego
tak cz´sto czujemy si´ senni po goràcej kàpieli albo w upal-
ny dzieƒ na pla˝y.

Z kolei aktywnoÊç mózgu we Ênie REM bardzo przypomina

stan czuwania. Amplituda pràdów czynnoÊciowych jest nis-
ka, poniewa˝ ka˝dy neuron dzia∏a niezale˝nie. Wi´kszoÊç ko-
mórek zarówno przodomózgowia, jak i pnia mózgu wykazu-
je znacznà aktywnoÊç, wysy∏ajàc impulsy do innych komórek
z takà samà cz´stotliwoÊcià jak w fazie czuwania lub nawet
wy˝szà. Ogólne zu˝ycie energii przez mózg we Ênie REM jest
równie wysokie jak na jawie. Najwy˝szy poziom aktywnoÊci
neuronów jest zwiàzany z mimowolnym skurczem mi´Êni
i ruchem ga∏ek ocznych. Wyspecjalizowane komórki w pniu
mózgu, zwane komórkami REM sleep-on bàdê REM-on, sta-
jà si´ szczególnie aktywne we Ênie REM. Wyglàda wi´c na
to, ˝e sà odpowiedzialne za ten stan.

Najbardziej wyraziste sny mamy w∏aÊnie w stadium REM;

cz´sto towarzyszy temu aktywacja oÊrodków motorycznych
w mózgu, które sà uruchamiane jeszcze tylko podczas wyko-
nywania ruchów na jawie. Na szcz´Êcie wi´kszoÊç ruchów
jest we Ênie REM blokowana przez dwa uzupe∏niajàce si´ szla-
ki biochemiczne wykorzystujàce neuroprzekaêniki – substan-
cje odpowiadajàce za przekazywanie sygna∏ów z neuronu do
neuronu przez synaps´ (miejsce styku mi´dzy dwiema komór-
kami nerwowymi). Mózg przestaje wydzielaç neuroprzekaêniki,
które pobudzajà do dzia∏ania neurony ruchowe (zawiadujàce
pracà mi´Êni), natomiast aktywuje neurony, które wy∏àczajà
neuroprzekaêniki. Mechanizmy te nie dotyczà jednak neuro-
nów ruchowych, zawiadujàcych mi´Êniami poruszajàcymi
ga∏kami ocznymi i stàd szybkie ruchy oczu we Ênie REM.

GRUDZIE¡ 2003

ÂWIAT NAUKI

43

MIND

Y JONES

SEN?

Sen REM ma tak˝e du˝y wp∏yw na

oÊrodki w mózgu kontrolujàce prac´ na-
rzàdów wewn´trznych. Na przyk∏ad od-
dech i t´tno stajà si´ wówczas nieregu-
larne, podobnie jak podczas czuwa-
nia. Pogarsza si´ tak˝e termoregulacja,
a temperatura cia∏a (jak u zmiennociepl-
nych) zaczyna zbli˝aç si´ do tempera-
tury otoczenia. M´˝czyêni cz´sto majà
erekcj´, a kobietom powi´ksza si´ ∏ech-
taczka, mimo ˝e wi´kszoÊç snów nie ma
treÊci erotycznej.

Ten krótki opis snu na poziomie or-

ganizmu i na poziomie neuronalnym
jest precyzyjny, a jednak pozostawia nie-
dosyt podobny do tego, jaki odczuwa-
my wyrwani z g∏´bokiego snu. Wcià˝
dr´czy nas niezaspokojona ciekawoÊç:
po co nam sen?

Zalety snu

NIEDAWNO

podczas konferencji na temat

snu jeden z uczestników stwierdzi∏, ˝e
funkcja snu pozostaje zagadkà. Gwa∏-
townie zaprotestowa∏a przeciwko temu

przewodniczàca sesji. Nie wyjaÊni∏a
jednak, dlaczego funkcja ta nie jest ju˝
tajemnicà. To oczywiste, ˝e nie ma jesz-
cze w tej kwestii konsensusu. Ale na pod-
stawie dost´pnych danych mo˝na sfor-
mu∏owaç hipotezy, które wielu badaczy
uwa˝a za rozsàdne.

Jedna z metod badaƒ nad funkcjà snu

polega na obserwacji zmian fizjologicz-
nych i behawioralnych wynikajàcych
z jego braku. Ju˝ ponad 10 lat temu
stwierdzono, ˝e w przypadku szczurów
ca∏kowity brak snu prowadzi do Êmier-
ci. Zwierz´ta tracà na wadze mimo
znacznie wi´kszego spo˝ycia pokarmu,
co mo˝e Êwiadczyç o nadmiernych stra-
tach ciep∏a. Padajà z niewyjaÊnionych
przyczyn po 10–20 dniach, czyli szyb-

ciej, ni˝ gdyby nie dostawa∏y pokarmu,
ale pozwolono im spaç.

U ludzi bardzo rzadka choroba zwy-

rodnieniowa mózgu, zwana Êmiertelnà
rodzinnà bezsennoÊcià (FFI – fatal fa-
milial insomnia) prowadzi do Êmierci
w ciàgu kilku miesi´cy. Nie wiadomo
jednak, czy przyczynà zgonu jest sam
brak snu, czy zwiàzane z chorobà uszko-
dzenia mózgu. Badania nad ludêmi z
deprywacjà snu dowodzà, ˝e nawet nie-
wielkie skrócenie nocnego wypoczynku
powoduje wi´kszà sennoÊç w ciàgu dnia.
Prowadzenie samochodu lub wykony-
wanie innych czynnoÊci wymagajàcych
sta∏ej koncentracji jest w takim stanie
równie niebezpieczne jak po spo˝yciu
alkoholu. Z dost´pnych danych wynika
jednak, ˝e d∏ugotrwa∏e stosowanie Êrod-
ków nasennych nie daje ˝adnych oczy-
wistych korzyÊci zdrowotnych, nato-
miast mo˝e byç przyczynà wczeÊniejszej
Êmierci. (Osoby Êpiàce oko∏o 7 godzin
na dob´ ˝y∏y d∏u˝ej). Potrzeba snu jest
tak du˝a, ˝e ca∏kowita jego deprywacja

wymaga bezustannych silnych bodêców.
Naukowcy próbujàcy okreÊliç funkcj´
snu w badaniach skutków jego braku
stajà przed problemem rozró˝nienia, co
jest efektem deprywacji snu, a co stresu.

Badacze zajmujà si´ te˝ naturalnym

rytmem snu ró˝nych organizmów. Zró˝-
nicowane zapotrzebowanie na sen ró˝-
nych gatunków dostarcza wa˝nej wska-
zówki co do jego funkcji. Na przyk∏ad
opos Êpi 18 godzin na dob´, podczas
gdy s∏oniowi wystarczà zaledwie trzy,
cztery godziny. Mo˝na by oczekiwaç, ˝e
gatunki blisko spokrewnione, wykazujà-
ce podobieƒstwo genetyczne, fizjolo-
giczne i behawioralne, powinny rów-
nie˝ mieç zbli˝ony rytm snu. A jednak
badania na zwierz´tach laboratoryjnych,

trzymanych w ogrodach zoologicznych
i dziko ˝yjàcych wykaza∏y, ˝e zapotrze-
bowanie na sen nie ma zwiàzku z ich
przynale˝noÊcià systematycznà. Czas
snu ró˝nych gatunków naczelnych, gry-
zoni i mi´so˝erców, a tak˝e przedsta-
wicieli innych rz´dów ssaków w du˝ym
stopniu si´ pokrywa. Co zatem deter-
minuje d∏ugoÊç snu, jeÊli nie ewolucyj-
ne pokrewieƒstwo?

Okaza∏o si´, ˝e decyduje o tym wiel-

koÊç zwierz´cia – wi´ksze potrzebujà
mniej snu. S∏oniom, ˝yrafom i du˝ym
naczelnym (np. ludziom) wystarcza sto-
sunkowo ma∏o snu; szczury, koty, nor-
niki i inne ma∏e zwierz´ta przesypiajà
wi´kszà cz´Êç ˝ycia. Jest to zapewne
zwiàzane z tym, ˝e ma∏e zwierz´ta ma-
jà szybszà przemian´ materii i wy˝szà
temperatur´ cia∏a oraz mózgu ni˝ du-
˝e. A metabolizm pozostawia po sobie
wolne rodniki – bardzo aktywne che-
micznie czàsteczki, mogàce uszkadzaç,
a nawet zabijaç komórki. Wysokie tem-
po metabolizmu oznacza zatem wi´cej

uszkodzonych komórek i wchodzàcych
w ich sk∏ad kwasów nukleinowych, bia-
∏ek i t∏uszczów.

Uszkodzenia tkanek przez wolne rod-

niki cz´sto udaje si´ naprawiç, zast´pu-
jàc komórki niesprawne nowymi, po-
wsta∏ymi w wyniku podzia∏ów; jednak
wi´kszoÊç rejonów mózgu od chwili na-
rodzin nie wytwarza znaczàcej liczby no-
wych komórek. (Wa˝nym wyjàtkiem jest
tu hipokamp, odpowiadajàcy za proce-
sy uczenia si´ i zapami´tywania). Spowol-
niony metabolizm i obni˝ona tempera-
tura mózgu podczas snu wolnofalowego
stwarzajà prawdopodobnie lepsze wa-
runki do naprawiania szkód powsta∏ych
podczas czuwania. Enzymy mogà na
przyk∏ad skuteczniej naprawiaç komór-
ki w okresie braku aktywnoÊci. W tym
czasie mo˝e tak˝e nast´powaç wymiana
zu˝ytych enzymów, które zosta∏y uszko-
dzone przez wolne rodniki, na nowo
zsyntetyzowane, o prawid∏owej budowie.

W ubieg∏ym roku moja grupa badaw-

cza z University of California w Los
Angeles zaobserwowa∏a u szczurów coÊ,
co dostarczy∏o naszym zdaniem pierw-
szego dowodu na uszkodzenie komó-
rek mózgu bezpoÊrednio wskutek bra-
ku snu. Odkrycie to potwierdza hipotez´,

44

ÂWIAT NAUKI GRUDZIE¡ 2003

n

Badacze ciàgle dyskutujà nad funkcjà snu REM oraz non-REM i ich znaczeniem

dla organizmu, ale nowe odkrycia sta∏y si´ podstawà kilku wiarygodnych hipotez.

n

Jedna z nich zak∏ada, ˝e ograniczona aktywnoÊç we Ênie non-REM stwarza

wielu komórkom mózgu mo˝liwoÊç naprawy uszkodzeƒ.

n

Wed∏ug innej hipotezy wstrzymanie wydzielania neuroprzekaêników, zwanych

monoaminami, we Ênie REM u∏atwia receptorom tych zwiàzków odzyskanie
pe∏nej wra˝liwoÊci i w efekcie nadzorowanie nastroju i uczenia si´.

n

Wzmo˝ona aktywnoÊç neuronów we Ênie REM przyczynia si´ prawdopodobnie

do prawid∏owego rozwoju mózgu u m∏odych osobników.

Przeglàd /

Na tropie tajemnic snu

Zu˝ycie energii przez mózg we Ênie REM

jest równie wysokie jak na jawie.

˝e sen wolnofalowy s∏u˝y naprawie
szkód spowodowanych w wyniku pro-
cesów metabolicznych.

Natomiast sen REM nadal pozostaje

∏amig∏ówkà. Hipoteza o naprawie ko-
mórek wyjaÊnia funkcj´ snu wolnofalo-
wego, ale nie t∏umaczy roli snu REM.
Przecie˝ naprawa wi´kszoÊci neuronów
w mózgu nie jest mo˝liwa we Ênie REM,
kiedy sà one co najmniej tak aktywne jak
podczas czuwania. Ale jest grupa komó-
rek nieprzystajàcych do tego scenariu-
sza, szczególnie interesujàca badaczy,
którzy próbujà poznaç funkcj´ snu REM.

Przypomnijmy, ˝e wydzielanie pew-

nych neuroprzekaêników ustaje we Ênie
REM, ograniczajàc tym samym ruchy
cia∏a i ÊwiadomoÊç otoczenia. Najwa˝-
niejsze tego typu neuroprzekaêniki –

noradrenalina, serotonina i histamina
– nazywane sà monoaminami, ponie-
wa˝ ka˝dy z nich zawiera grup´ ami-
nowà. Komórki mózgu wytwarzajàce
te monoaminy zachowujà przez ca∏y
czas najwy˝szà aktywnoÊç w stanie
czuwania. Natomiast, jak stwierdzili
w 1973 roku Dennis McGinty i Ronald
Harper z University of California w Los
Angeles, we Ênie REM zaprzestajà wy-
dzielania czegokolwiek.

W 1988 roku postawiliÊmy z Mi-

chaelem Rogawskim z National Institu-
tes of Health hipotez´, ˝e zaprzestanie
wydzielania neuroprzekaêników ma za-
sadnicze znaczenie dla prawid∏owego
funkcjonowania tych neuronów i ich re-
ceptorów (czàsteczek, które przekazu-
jà sygna∏y przenoszone przez neuroprze-

kaêniki do wn´trza komórki). Wiele ba-
daƒ wskazuje, ˝e ciàg∏e wydzielanie mo-
noamin mo˝e zmniejszaç czu∏oÊç recep-
torów neuroprzekaêników. Wstrzymanie
wydzielania monoamin we Ênie REM
daje receptorom „chwil´ wytchnienia”
i mo˝liwoÊç odzyskanie pe∏nej wra˝li-
woÊci, co prawdopodobnie jest istotne
podczas regulacji nastroju w czasie czu-
wania, zale˝nej od efektywnej wspó∏-
pracy neuroprzekaêników i ich recep-
torów. (Dzia∏anie znanych Êrodków
przeciwdepresyjnych: fluoksetyny, pa-
roksetyny, sertraliny i innych tzw. selek-
tywnych inhibitorów wychwytu zwrotne-
go serotoniny, okreÊlanych te˝ skrótem
SSRI, polega na zwi´kszeniu ogólnej
iloÊci serotoniny dost´pnej dla komórek
receptorowych).

GRUDZIE¡ 2003

ÂWIAT NAUKI

45

KEITH KASNOT

Sen, marzenia senne, czuwanie

ISTNIEJE KILKA RÓ˚NIC mi´dzy snem REM i non-REM. Cz´Êç z nich
przedstawiono poni˝ej, wraz z przypuszczalnymi funkcjami obu typów snu.

Cz´Êç receptorów nieaktywna;
mo˝e to byç warunkiem ich prawid∏owego
funkcjonowania na jawie

Mo˝liwoÊç naprawy b∏on
komórkowych uszkodzonych
przez wolne rodniki

W okresie aktywnoÊci neuronów,
na przyk∏ad na jawie, wolne rodniki
uszkadzajà b∏ony komórkowe

SEN REM

Wysoka aktywnoÊç neuronów REM-on
pnia mózgu

SEN non-REM

Wysoka aktywnoÊç neuronów sleep-on
przodomózgowia

CZUWANIE

Neurony sleep-on nieaktywne

Szybkie ruchy
ga∏ek ocznych

Wyraziste sny

Brak wyrazistych snów

Jawa

Monoaminy uczestniczà te˝ w proce-

sie tworzenia w mózgu nowych po∏àczeƒ
w odpowiedzi na nowe doÊwiadczenia.
Ich wy∏àczenie we Ênie REM mo˝e byç
sposobem zapobiegania zmianom w po-
∏àczeniach nerwowych w mózgu, które
w przeciwnym razie mog∏yby spowo-
dowaç zwi´kszonà aktywnoÊç innych
komórek mózgu podczas snu REM. Co
ciekawe, w roku 2000 Paul J. Shaw ze
wspó∏pracownikami z Neurosciences
Institute w La Jolla w Kalifornii zaob-
serwowa∏ u muszki owocowej zwiàzek
mi´dzy poziomem monoamin a wyst´-
powaniem przypominajàcych sen okre-
sów, podczas których owad jest stosun-
kowo ma∏o aktywny. Badacze stwierdzili,
˝e skrócenie czasu nieaktywnoÊci powo-
duje u muszki wzrost poziomu mono-
amin, tak samo jak u ludzi. Wynika z
tego, ˝e odbudowa funkcji neuroprze-
kaêników, która sta∏a si´ atrybutem tego,
co nazywamy dziÊ snem, wyst´powa∏a
u organizmów na d∏ugo przed poja-
wieniem si´ na Ziemi ssaków.

Inne funkcje snu REM

TACY BADACZE

, jak Frederick Snyder i Tho-

mas Wehr z National Institutes of Health
oraz Robert Vertes z Florida Atlantic Uni-
versity postawili tez´, ˝e podwy˝szony
we Ênie REM poziom aktywnoÊci komó-
rek mózgu nieuczestniczàcych w wytwa-
rzaniu monoamin mo˝e umo˝liwiaç ssa-
kom lepsze ni˝ u gadów przystosowanie
do zagro˝eƒ czyhajàcych w otaczajàcym
je Êrodowisku. Budzàc si´ w niskiej tem-
peraturze, te zmiennocieplne zwierz´ta sà
powolne i potrzebujà zewn´trznego êró-
d∏a ciep∏a, by odzyskaç wigor i zdolnoÊç
szybkiego reagowania. Natomiast u ssa-
ków, choç we Ênie REM nie dzia∏a me-
chanizm termoregulacji, intensywna
aktywnoÊç neuronów mo˝e w tym cza-
sie zwi´kszaç poziom metabolizmu w
mózgu, u∏atwiajàc kontrolowanie sytu-
acji i szybkà reakcj´ po przebudzeniu.
Obserwacja, ˝e ludzie sà znacznie bar-
dziej sprawni po przebudzeniu si´ we
Ênie REM ni˝ w non-REM, potwierdza
t´ koncepcj´.

Badania nad brakiem snu wskazujà

jednak, ˝e sen REM musi mieç tak˝e
inne funkcje ni˝ tylko przygotowanie

mózgu do przebudzenia. Stwierdzono,
˝e u zwierzàt, którym uniemo˝liwia si´
sen w stadium REM, wyst´puje on w
wi´kszym nat´˝eniu, kiedy odzyskujà
mo˝liwoÊç normalnego snu. Najwy-
raêniej istnieje potrzeba wyrównania
jakiegoÊ niedoboru – to jeszcze jedna
wskazówka, ˝e sen REM jest wa˝ny.
OczywiÊcie, gdyby jedynà jej funkcjà
by∏o pobudzanie mózgu, czuwanie rów-
nie˝ wyrównywa∏oby niedobór, ponie-
wa˝ mózg te˝ jest wówczas rozgrzany
i aktywny. A jednak widaç wyraênie, ˝e
na jawie efekt ten nie wyst´puje. Byç
mo˝e wi´c niedobór snu REM wynika
z potrzeby zapewnienia wypoczynku
uk∏adowi monoaminowemu lub innym
uk∏adom, które wy∏àczajà si´ na czas
trwania snu REM.

Dawny poglàd, ˝e brak snu REM pro-

wadzi do choroby psychicznej, zosta∏
obalony (choç badania wskazujà, ˝e oso-
ba, której uniemo˝liwia si´ sen, np. re-
gularnie szturchajàc jà w chwili zasy-
piania, mo˝e staç si´ bardziej dra˝liwa).
Okazuje si´, ˝e pozbawienie pacjenta
snu REM mo˝e ∏agodziç objawy depresji
klinicznej. Mechanizm tego zjawiska jest
niejasny, sugeruje si´ jednak, ˝e brak
snu REM daje efekty podobne do dzia-
∏ania Êrodków przeciwdepresyjnych ty-

pu SSRI: poniewa˝ nie wyst´puje spa-
dek poziomu monoamin typowy dla snu
REM, w synapsach wzrasta st´˝enie
neuroprzekaêników, których deficyt
stwierdza si´ u osób cierpiàcych na
depresj´.

Niektórzy badajà koncepcj´, ˝e sen

REM mo˝e odgrywaç rol´ w utrwala-
niu Êladu pami´ciowego, jednak szcze-
gó∏owa lektura artyku∏u opublikowane-
go w 2001 roku w Science [patrz: „JeÊli
chcesz wiedzieç wi´cej” na stronie obok]
wskazuje na jej niejednoznacznoÊç.
Przeciwko niej przemawia m.in. obser-
wacja, ˝e u osób, u których sen REM
nie wyst´puje z powodu uszkodzeƒ móz-
gu lub stadium to zosta∏o zablokowane
farmakologicznie, pami´ç funkcjonuje
równie dobrze albo lepiej ni˝ u pozosta-
∏ych. I choç brak snu przed wykonaniem
jakiegoÊ zadania utrudnia koncentracj´
oraz pogarsza sprawnoÊç dzia∏ania (sen-
nym studentom nie idzie nauka ani my-
Êlenie), to – wydaje si´ – pozbawienie
badanych snu REM po okresie inten-
sywnego uczenia si´ nie utrudnia zapa-
mi´tywania przyswojonych informacji.
Trzeba te˝ dodaç, ˝e choç u delfinów
brakuje snu REM lub wyst´puje on w
stopniu minimalnym, to zwierz´ta te
wykazujà imponujàcà umiej´tnoÊç ro-
zumowania i uczenia si´.

Okazuje si´, ˝e zdolnoÊç ró˝nych ga-

tunków do uczenia si´ nie jest zwiàzana
z ∏àcznym czasem trwania snu REM. U
ludzi czas ten nie jest w szczególnie d∏u-
gi w porównaniu z innym ssakami –

46

ÂWIAT NAUKI GRUDZIE¡ 2003

JEROME M. SIEGEL, profesor psychiatrii i cz∏onek Instytutu Badaƒ nad Mózgiem w Medi-
cal Center w University of California w Los Angeles, kieruje badaniami neurobiologicznymi
w Sepulveda Veterans Affairs Medical Center. By∏ prezesem Sleep Research Society i prze-
wodniczàcym Associated Professional Sleep Societies. Odkàd odprowadza córk´ do szko∏y na
godzin´ 7 rano, sypia oko∏o szeÊciu godzin na dob´.

O

AUTORZE

NINA FINKEL (

wykr

es

); W

. PERRY CONW

A

Y

Corbis

(opos

); RENEE L

Y

NN

Photo R

esear

chers, Inc.

(s

∏oƒ

)

Bilans snu

WIELKOÂå CIA¸A wydaje si´ g∏ównym wyznacznikiem zapotrzebowania na sen
danego gatunku. Czyli im wi´ksze zwierz´, tym mniej wymaga snu. Jak wynika
z badaƒ, jednà z funkcji snu jest naprawa uszkodzonych komórek mózgu. Wy˝sze

tempo metabolizmu u ma∏ych zwierzàt oznacza wi´cej

uszkodzeƒ, dlatego potrzeba wi´cej czasu na napraw´.

Opos

18

14.4

12.5

10.1

8

24 godziny

Fretka

Kot

Pies

Cz∏owiek

90–120 min ka˝dej nocy (i nie zale˝y od
ilorazu inteligencji ani wyników w szko-
le). Zmienia si´ natomiast w ciàgu ˝y-
cia. U wszystkich badanych gatunków
sen REM trwa najd∏u˝ej na poczàtku ˝y-

cia, póêniej stopniowo si´ skraca, osià-
gajàc sta∏à, ni˝szà wartoÊç w ˝yciu do-
ros∏ym. Z porównania wielu ró˝nych
gatunków wynika te˝ fascynujàca ob-
serwacja: czas trwania snu REM u osob-
ników doros∏ych danego gatunku jest
tym d∏u˝szy, im bardziej niedojrza∏e sà
m∏ode w chwili przyjÊcia na Êwiat.

W 1999 roku wraz z Jackiem Pettigrew

i Paulem Mangerem z University of
Queensland w Australii mia∏em okazj´
prowadziç badania nad niezwyk∏ym
stworzeniem, jakim jest dziobak. Ten
przedstawiciel najstarszych ewolucyjnie
wspó∏czesnych ssaków zaskoczy∏ nas ja-
ko rekordzista snu REM – przesypia w
tym stadium osiem godzin dziennie! Dzio-
bak przychodzi na Êwiat ca∏kowicie bez-
bronny i Êlepy. Nie funkcjonuje u niego
mechanizm termoregulacji i nie potrafi
sam znajdowaç po˝ywienia. Pozostaje z
matkà przez kilka miesi´cy. Na przeciw-
nym biegunie znajduje si´ delfin, którego
organizm ju˝ od urodzenia jest zdolny
do utrzymania sta∏ej temperatury cia∏a.
M∏ode potrafi od razu p∏ywaç, podà˝aç za
matkà i unikaç drapie˝ników. U doro-

s∏ych delfinów, jak wspominaliÊmy, sen
REM równie˝ prawie nie wyst´puje.

Michel Jouvet, prekursor badaƒ nad

snem, który odkry∏ przed 40 laty, ˝e za
sen REM odpowiedzialny jest pieƒ móz-

gu, wysunà∏ Êmia∏à hipotez´, majàcà wy-
jaÊniç d∏ugoÊç snu REM u niedojrza∏ych
zwierzàt. Du˝a aktywnoÊç neuronów i
ogromny wydatek energii w tym stadium
– uwa˝a Jouvet – przyczyniajà si´ na
wczesnym etapie ˝ycia do powstania ge-
netycznie zaprogramowanych po∏àczeƒ
neuronalnych, umo˝liwiajàcych zacho-
wania instynktowne. Przed narodzinami
lub u zwierzàt, u których rozwój zmys∏ów
jest opóêniony, sen REM mo˝e byç substy-
tutem bodêców zewn´trznych, stymulujà-
cych powstawanie po∏àczeƒ nerwowych
u zwierzàt, które rodzà si´ bardziej za-
awansowane w rozwoju. Badania Ho-
warda Roffwarga, dyrektora OÊrodka Ba-

daƒ nad Zaburzeniami Snu w Medical
Center w University of Mississippi, i jego
wspó∏pracowników potwierdzajà t´ hi-
potez´. Roffwarg stwierdzi∏, ˝e pozbawie-
nie kociàt snu REM we wczesnym okre-
sie ˝ycia mo˝e prowadziç do zaburzeƒ
rozwoju zmys∏u wzroku.

Zwierz´ta, u których czas trwania snu

REM wkrótce po urodzeniu jest d∏ugi,
przesypiajà w tym stadium stosunkowo
du˝o czasu tak˝e w wieku dojrza∏ym.
Dlaczego niedojrza∏oÊç w chwili przyj-
Êcia na Êwiat sprawia, ˝e sen REM trwa
d∏ugo tak˝e w póêniejszym ˝yciu? Ro-
zumujàc w prostych kategoriach ewo-
lucyjnych, mo˝na by sàdziç, ˝e zwierz´-
ta wchodzàce w sen REM na krótko
powinny zadowalaç si´ mniejszà iloÊcià
pokarmu i mieç wi´cej potomstwa ni˝
te, u których wyst´pujà d∏ugie okresy
wysokiego zu˝ycia energii. Z tego punk-
tu widzenia najbardziej prawdopodob-
ne wydaje si´, ˝e zwierz´ta majàce
d∏ugie stadium REM musia∏y w toku
ewolucji znaleêç jakieÊ zastosowanie dla
tego rodzaju snu, nieznane zwierz´tom
zdolnym od urodzenia do samodzielne-
go ˝ycia. Dotàd nie uda∏o si´ jednak od-

kryç takiej funkcji. Badacze sà przeko-
nani, ˝e post´py w identyfikowaniu
rejonów mózgu zawiadujàcych snem
wolnofalowym i snem REM pozwolà
wkrótce pe∏niej zrozumieç charakter i
funkcje snu. Kontynuujàc badania nad
mechanizmami snu i jego ewolucjà, do-
wiemy si´ zapewne, co jest w organi-
zmie naprawiane, które jego elementy
odpoczywajà, dlaczego procesy te prze-
biegajà najefektywniej we Ênie i dlacze-
go Szekspirowskie „splàtane nici troski”
w ostatecznym rachunku pomagajà nam
pozostawaç na jawie.

n

1

Przek∏ad Maciej S∏omczyƒski.

2

Przek∏ad Anna Czerny i Zygmunt Czerny.

GRUDZIE¡ 2003

ÂWIAT NAUKI

47

Czarowny Êwiat snu. Peretz Larie; Prószyƒski S-ka, 1998.
Narkolepsja. Jerome M. Siegel; Âwiat Nauki, nr 3, s. 64-69; III 2000.
Znaczenie snów. Jonathan Winson; Wydanie specjalne Âwiata Nauki „Tajemniczy umys∏”; 2003.
Encyclopedia of Sleep and Dreaming. Red. Mary A. Carskadon; Macmillan, 1993.
Principles and Practice of Sleep Medicine. Red. Meir H. Kryger, Thomas Roth i William C. Dement;

W. B. Saunders, 2000.

Sleep and Dreaming. Allan Rechtschaffen i Jerome M. Siegel; Principles of Neural Science, wyd. IV.

Red. Eric R. Kandel, James H. Schwartz i Thomas M. Jessell; McGraw-Hill/Appleton & Lange, 2000.

The REM Sleep-Memory Consolidation Hypothesis. Jerome M. Siegel; Science, tom 294, s. 1058-

1063; 2 XI 2001.

Strona internetowa Center for Sleep Research w UCLA: www.npi.ucla.edu/sleepresearch

JEÂLI CHCESZ WIEDZIEå WI¢CEJ

3

S∏oƒ

Czas trwania snu REM

jest najd∏u˝szy wkrótce po urodzeniu.