Современные ученые, вооруженные МРТ, только начали понимать, как недостаток сна влияет на детский мозг. Нейроны теряют пластичность и уже не могут создать новую синаптическую связь, необходимую для работы памяти, поэтому усталые дети не в состоянии запомнить то, что проходили пять минут назад.
Потеря внимания и концентрации во время урока объясняется другими причинами. Недосып уменьшает способность организма извлекать глюкозу из крови. От недостатка этого важного источника энергии больше всех страдает префронтальная кора головного мозга, которая отвечает за его руководящие функции, такие как построение и организация мыслей, направленных на достижение цели, а также возможность предугадать результат и последствия действий. Поэтому усталым людям сложно контролировать свои импульсивные желания. В результате такие абстрактные цели, как учеба, уступают место развлечениям. Усталый ум не в состоянии изменить свою реакцию — он зацикливается на неправильном ответе и не может предложить выход из ситуации, раз за разом возвращаясь к заведомо неверному варианту.
Оба вышеописанных феномена снижают способности ребенка к учебе в дневное время. Но самое интересное начинается ночью, когда ребенок спит. Мэтью Уолкер из университета Южной Калифорнии в Беркли пишет, что во время сна мозг занимается оптимизацией хранения полученной за день информации, «перекладывая» ее из одной части в другую. Каждый этап сна играет свою уникальную роль в процессе запоминания. Например, для освоения иностранного языка необходимо учить новые слова, запоминать произношение новых звуков и вырабатывать моторику для правильного произношения этих слов. Словарный запас запоминается гиппокампом
[8] в начальной фазе сна, во время так называемого медленного сна — глубокого, без сновидений. Моторика произношения запоминается во время второй, так называемой поверхностной стадии медленного сна
[9], а запоминание звуков происходит на протяжении всего сна. Эмоционально заряженные воспоминания обрабатываются во время быстроволнового сна
[10]. И чем больше человек выучивает в течение дня, тем больше сна ему необходимо.
Для объединения всех воспоминаний во время сна активируются определенные гены. Один из них важен для синаптической пластичности — усиления связи нервной системы. Мозг создает воспоминания днем, но ночью они усиливаются и конкретизируются, что приводит к новым ассоциациям, умозаключениям и любопытным выводам на следующий день.
Детский сон качественно отличается от взрослого. Дети более 40 % времени, то есть в 10 раз дольше взрослых, пребывают в фазе медленного сна. Поэтому крепкий сон в достаточном количестве крайне важен для долгосрочного запоминания новых слов, расписаний, исторических дат и подобных сведений.
Пожалуй, наиболее интересно то, что разные «по знаку» воспоминания обрабатываются в разных частях мозга. Негативные воспоминания — в мозжечковой миндалине, позитивные или нейтральные — в гиппокампе. Недосып в большей степени влияет на работу гиппокампа и в меньшей — на мозжечковую миндалину. В результате невыспавшиеся люди не в состоянии вспомнить что-либо приятное, а вот плохие воспоминания откладываются в их головах очень хорошо. Уолкер попросил недосыпающих студентов запомнить список слов. Студенты смогли вспомнить 81 % слов, имеющих негативное значение, таких как «рак». При этом они смогли вспомнить всего лишь 31 % слов нейтрального или положительного содержания: «солнце» или «корзинка». Уолкер заметил: «Сложилась опасная ситуация. Интенсивность учебного процесса нарастает, а количество часов сна, необходимых учащемуся для обработки информации и запоминания, уменьшается. Если так будет продолжаться, нас ждут большие проблемы».
Наиболее остро проблема недостатка сна стоит у подростков. Мэри Карскадон доказала, что при вступлении в пубертатный возраст меняется циркадный ритм
[11], наши биологические часы «переходят на другое время» и подростки начинают позже ложиться спать. У взрослых и маленьких детей мозг начинает вырабатывать мелатонин, от которого мы ощущаем сонливость сразу после наступления темноты. А мозг подростков — только через полтора часа. Поэтому даже если тинейджеры и ложатся спать в десять вечера (чего практически никогда не происходит), они не могут заснуть и лежат, уставившись в потолок.
Рано утром звонит будильник, но мозг подростков все еще производит мелатонин. Поэтому они снова засыпают — или во время первого урока, или, что намного опаснее, за рулем автомобиля по пути в институт. Именно поэтому на долю молодежи приходится более половины из общего числа ежегодных 100 000 аварий, вызванных тем, что водитель заснул за рулем.
Эта статистика показалась достаточно убедительной руководству некоторых районов США, где решили перенести начало учебных занятий на более позднее время.
Пожалуй, наиболее известным из них является Эдина — состоятельный пригород Миннеаполиса. В Эдине начало уроков перенесли с 7.25 на 8.30. Последствия были поразительными, и больше всего перемена повлияла на самых умных детей. Это показали результаты теста SAT за два года — до и после переноса первого звонка. Всего лишь один лишний час сна повысил оценки самых талантливых учеников Эдины на 56 очков по математике и на впечатляющие 156 очков — по языку. («Просто потрясающе!» — так прокомментировал изменения удивленный исполнительный директор управления колледжа по вопросам тестов SAT Брайан О’Райли, узнав об этих результатах.) Кроме этого, опрос показал, что у подростков улучшилась мотивация и реже стали встречаться случаи депрессии. Получается, что дополнительный час сна улучил качество жизни школьников.
Не будем забывать, что в старших классах большинство учеников начинают спать меньше и в целом качество их жизни ухудшается. Дэннер из университета Кентукки исследовал проблему уменьшения продолжительности сна старшеклассников на федеральном уровне. В первый год обучения 60 % учеников спят по меньшей мере в среднем не меньше восьми часов за ночь. Во время второго года обучения спящих по 8 часов за ночь становится вдвое меньше. С уменьшением количества сна ухудшается и самочувствие учеников — случаи клинической депрессии учащаются в два раза. Ею страдает восьмая часть школьников, и нам остается только гадать, сколько подростков испытывает меланхолию в более легкой форме.
Сдвиг школьных занятий на час произошел и в городе Лексингтон. Дэннер исследовал статистику до и после этого изменения. Из собранной им информации выделяется один факт — после перехода количество автомобильных аварий в Лексингтоне уменьшилось на 25 %.
