После хорошего ночного сна и получения питательных веществ за завтраком мозг приходит в состояние готовности заниматься обучением и решением проблем в течение первой половины дня. В середине дня мы будем хорошо себя чувствовать, если объем выполненной работы окажется достаточным, чтобы мы были довольны результатами своих усилий. (Если вы не выспались, может возникнуть гнетущее ощущение, что вы попусту тратите время.) К концу дня мышечный тонус достигает пика, а после захода солнца температура тела начинает понижаться, в организме увеличивается выработка гормона сна мелатонина, организм готовится ко сну.

В вечернее время хорошее самочувствие означает снижение активности, чувство усталости и легкое погружение в глубокий сон. Сон не является для тела состоянием по умолчанию, в котором мозг просто отключается. На самом деле во время сна мозг очень занят. Он консолидирует воспоминания, основанные на сенсорной информации, полученной нами в течение дня, и сохраняет эту информацию путем создания новых синапсов, или связей, между нейронами. Кроме того, ночью мозг производит довольно много гормонов, в частности мелатонин и гормон роста человека24. При дефиците сна производство гормона роста резко снижается, что особенно опасно для детей, так как может стать причиной задержки развития.

Суточные ритмы человека

Многие из функций нашего организма достигают пика в определенные периоды дня или ночи. Считается, что они регулируются нашими циркадными часами. Если нас полностью изолируют от естественного цикла дня и ночи, нормальное расписание этих ритмов будет сохраняться всего несколько дней.

Помимо прочего, ночью мозг занимается детоксикацией. Днем нервные клетки абсорбируют и перерабатывают питательные вещества, и в ходе этого процесса вырабатываются нежелательные токсичные побочные продукты. Во время сна эти токсины выводятся из мозга и в процессе нейрогенеза создаются новые клетки мозга. В этом отношении мозг можно сравнить с офисом: когда вы приходите в офис утром, у вас не возникает мысли о том, что кто-то работал там ночью, хотя на самом деле уборщики мыли полы, выносили мусор, системный администратор проводил апгрейд серверов, ремонтники меняли перегоревшие лампы освещения. Все эти работы должны выполняться для того, чтобы утром вы могли прийти и начать работать.

Циркадные ритмы оптимизируют биологические функции. Каждая функция осуществляется в определенное время, потому что организм не может делать все, что ему необходимо, одновременно. Наблюдения за новорожденными младенцами позволяют лучше понять, для чего нужны циркадные ритмы. Изучая модели развития новорожденных, мы выяснили, что дети появляются на свет без достаточно надежных циркадных часов. Их ритмы очевидны, но неустойчивы. Например, младенцы пытаются спать, но посреди ночи испытывают голод или потребность опорожнить кишечник, и каждая из этих биологических потребностей заставляет их просыпаться, и они плачут, потому что им хочется спать и в то же время есть или испражняться. Их тело функционирует бессистемно. Но на 5—8-м месяце жизни их циркадные ритмы становятся более стабильными, и младенцы начинают лучше контролировать функции своего организма. Прежде всего это выражается в способности спать в течение нескольких часов, не просыпаясь. Пищеварение младенцев замедляется настолько, что их не нужно кормить ночью, и они могут сдерживать дефекацию до утра, поскольку во время сна уровень гормона, побуждающего к дефекации, остается достаточно низким. С каждым днем ритмы набирают силу и закрепляются.

Когда младенцы становятся тоддлерами, родители начинают приучать их к выполнению различных действий по расписанию, например у детей появляется постоянное время для завтрака, обеда и ужина. Вместе с тем фоторецепторы в глазах малышей начинают замечать изменения во времени наступления рассвета, и организм привыкает каждый день корректировать время на внутренних часах на несколько секунд или минут. Благодаря такой привязке к свету, или синхронизации внутренних часов с природным циклом день – ночь, наши предки могли просыпаться с рассветом независимо от времени года и погодных условий.

Циркадные часы – это внутренняя система синхронизации, которая согласует наши суточные ритмы с длительностью светового дня и временем приема пищи. Чтобы жить, наслаждаясь оптимальным здоровьем, необходимо обеспечить бесперебойную работу этих часов. Как вы узнаете, для этого вам нужно привести свой образ жизни в соответствие с циркадными часами и не игнорировать сигналы, которые они подают. Изучение механизма работы этой системы лучше всего начать с рассмотрения роли, которую в ней играет свет.

Всю историю человечества как вида можно свести к попытке подчинить себе систему, изначально синхронизированную с ритмами природы, чтобы мы могли предсказывать поведение окружающей среды и адаптироваться к нему. Если мы хотим понять, как свет воздействует на наше поведение, нужно сфокусировать внимание на эволюционной биологии, которая позволяет изучить весь путь нашего развития на протяжении примерно 2 миллионов лет, и узнать, какие адаптивные механизмы мы сформировали, чтобы выживать в любых природных условиях. Сведения о нашей эволюции по-прежнему актуальны, потому что сегодня физиология нашего организма остается в основном такой же, как 2 миллиона лет назад, и по-прежнему требует, чтобы ночью мы спали, а днем работали и питались, следуя циклу, запрограммированному нашими внутренними часами.

Нам известно, что предки современных людей населяли районы около экватора, их повседневная деятельность определялась солнцем и была очень строго согласована с циркадным ритмом. Для того чтобы провести успешную охоту, первобытные мужчины и женщины должны были проснуться до восхода солнца и отправиться к водопою, где следовало затаиться и ждать, когда добыча придет утолять жажду. Когда дичи не было, люди собирали ягоды и фрукты. На поиски и потребление еды уходило очень много времени, особенно если учитывать необходимость держаться подальше от хищников.

Кроме того, к концу дня им нужно было сохранить достаточно высокий мышечный тонус, чтобы пробежать назад несколько миль, на которые они отдалились от пещеры или укрытия в ходе поисков еды. Антропологи полагают, что последний прием пищи у первобытных людей был перед заходом солнца, чтобы до наступления темноты найти безопасное место для сна. Ночью они отдыхали на протяжении 12–15 часов, и основную часть этого времени спали. По всей видимости, это воздержание от пищи в ночное время помогало им полностью очистить кишечник, чтобы утром чувствовать себя бодрыми и готовыми снова отправиться на охоту за новой порцией еды.

Люди наделены уникальной способностью по собственному желанию переходить с дневного образа жизни на ночной и при необходимости всю ночь не смыкать глаз, произвольно меняя свои циркадные ритмы. В связи с тем что крупные хищники представляли для нас серьезную угрозу, нам поневоле пришлось развить в себе несвойственную другим видам способность перестраивать циркадные ритмы, чтобы какое-то время бодрствовать ночью, в темноте. Благодаря этой способности первобытные люди могли по очереди охранять покой группы, пока остальные спали. Так появилась первая в истории посменная работа.