Математическая модель объяснила, почему младенцы хорошо спят не каждый день, а подростки ложатся поздно

Маленькие дети не всегда легко и быстро засыпают, а подростки, как правило, поздно ложатся и встают. Давно известно, что график сна связан с возрастом, но что именно заставляет организм вести себя по-другому? Ученые из Великобритании ответили на этот вопрос с помощью математического моделирования.

Сну в медицинских исследованиях уделяется особое внимание, поскольку от его режима и качества во многом зависит состояние здоровья. Ученые уже выяснили, как особенности цикла сна и бодрствования связаны с долголетием и о каком заболевании могут сигнализировать ночные кошмары.

Специалисты из Университета Суррея в Великобритании продемонстрировали, что многие паттерны сна вызваны сочетанием внутренних физиологических процессов и факторов окружающей среды. Результаты работы появились в научном журнале npj Biological Timing and Sleep.

Авторы публикации построили модель, которая отразила динамику переключения между сном и бодрствованием в течение суток и влияние света на биологические часы. Оказалось, что пребывание в помещении большую часть дня и искусственное освещение вечером меняют циркадные ритмы, нарушая сон, и в разном возрасте это приводит к разным результатам.

Например, младенцы спокойно засыпают не всегда: иногда их не удается уложить для дневного отдыха, иногда — не получается успокоить ночью. По данным исследователей, дело может быть в физиологических изменениях, из-за которых постепенно удлинняются естественные периоды сна и бодрствования, а не в нарушении циркадного ритма. Если ребенок обычно спал три раза в день (недолго утром и днем, затем долго — всю ночь), то сначала появятся отдельные дни, когда он будет засыпать всего два раза, а со временем трехразовый сон полностью останется в прошлом.

Подростки, как правило, засыпают и встают позже, чем дети младшего возраста. Это происходит потому, что у них в течение дня медленнее увеличивается потребность во сне, благодаря чему получается дольше бодрствовать. Однако воздействие яркого света вечером способно отложить время отхода ко сну еще сильнее.

«Математическое моделирование дает надежду, что мы лучше поймем и решим проблемы со сном. Используя математику, мы можем увидеть, как небольшие изменения в освещении, распорядке дня или биологии влияют на наш сон, и тестировать практические способы улучшения сна для всех. Это шаг к более персонализированным и эффективным решениям, которые улучшают повседневную жизнь людей с учетом возраста, распорядка дня и состояния здоровья», — подытожили авторы исследования.