What if you could make your sleep more efficient? As a sleep scientist, this is the question that has captivated me for the past 10 years. Because while the lightbulb and technology have brought about a world of 24-hour work and productivity, it has come at the cost of our naturally occurring circadian rhythm and our body's need for sleep.
A gdyby można było poprawić wydajność snu? Ta kwestia nurtuje mnie jako naukowca zajmującego się snem od 10 lat. Wynalezienie żarówki i technika przyniosły światu 24-godzinną pracę i produktywność kosztem naturalnego rytmu dobowego i zapotrzebowania organizmu na sen.
The circadian rhythm dictates our energy level throughout the day, and only recently we've been conducting a global experiment on this rhythm, which is putting our sleep health and ultimately our life quality in jeopardy. Because of this, we aren't getting the sleep we need, with the average American sleeping a whole hour less than they did in the 1940s.
Od rytmu dobowego zależy nasz poziom energii w ciągu dnia. Niedawno przeprowadziliśmy globalny eksperyment w oparciu o ten rytm i okazało się, że zdrowy sen, a co za tym idzie, jakość naszego życia są zagrożone. Przez to nasz sen jest nieodpowiedni, a przeciętny Amerykanin śpi o godzinę krócej niż w latach 40. XX wieku.
For some reason, we decided to wear it as a badge of honor that we can get by on not enough sleep. This all adds up to a real health crisis. Most of us know that poor sleep is linked to diseases like Alzheimer's, cardiovascular disease, stroke and diabetes. And if you go untreated with a sleep disorder like sleep apnea, you're more likely to get many of these illnesses. But did you know about sleep's impact on your mental states? Poor sleep makes us make risky, rash decisions and is a drain on our capacity for empathy. When sleep deprivation literally makes us more sensitive to our own pain, it's not so surprising that we have a hard time relating to others and just generally being a good and healthy person when we're sleep-deprived.
Z jakiegoś powodu przyjęliśmy za punkt honoru, że poradzimy sobie bez dostatecznej ilości snu. To prowadzi do problemów ze zdrowiem. Większość z nas wie, że niewłaściwy sen przyczynia się do takich chorób jak: Alzheimer, choroba układu krążenia, udar mózgu czy cukrzyca. Jeśli nie leczymy zaburzeń snu, jak bezdech senny, to prawdopodobnie zachorujemy. Czy wiecie o wpływie snu na stan umysłu? Niewłaściwy sen powoduje, że podejmujemy ryzykowne i pośpieszne decyzje i zmniejsza naszą zdolność do empatii. Kiedy brak snu powoduje u nas autentycznie większą wrażliwość na ból, nie dziwi, że nie jest nam łatwo w relacjach z innymi i trudno nam być dobrym i zdrowym człowiekiem, kiedy jesteśmy pozbawieni snu.
Scientists are now starting to understand how not only the quantity but also the quality of sleep impacts our health and well-being. My research focuses on what many scientists believe is the most regenerative stage of sleep: deep sleep. We now know that generally speaking, there are three stages of sleep: light sleep, rapid eye movement or REM and deep sleep. We measure these stages by connecting electrodes to the scalp, chin and chest. In light sleep and REM, our brain waves are very similar to our brain waves in waking life. But our brain waves in deep sleep have these long-burst brain waves that are very different from our waking life brain waves. These long-burst brain waves are called delta waves. When we don't get the deep sleep we need, it inhibits our ability to learn and for our cells and bodies to recover. Deep sleep is how we convert all those interactions that we make during the day into our long-term memory and personalities. As we get older, we're more likely to lose these regenerative delta waves. So in way, deep sleep and delta waves are actually a marker for biological youth.
Naukowcy zaczynają rozumieć, że nie tylko ilość, ale też jakość snu wpływa na zdrowie i samopoczucie. Moje badania skupiają się na tym, co wielu naukowców uznaje za najbardziej regenerującą fazę snu, czyli na głębokim śnie. Wiemy już, że ogólnie mówiąc, istnieją trzy główne fazy snu: sen płytki, szybkie ruchy gałek ocznych, czyli REM i sen głęboki. Badamy te fazy, podłączając elektrody do głowy, podbródka i klatki piersiowej. Przy płytkim śnie i fazie REM, fale mózgowe przypominają te, które powstają podczas czuwania. Fale mózgowe podczas głębokiego snu mają duże wychylenia, czym różnią się od fal z okresu czuwania. Tego typu fale nazywane są falami delta. Brak potrzebnego głębokiego snu hamuje zdolność do uczenia się i do regeneracji komórek i organizmu. Podczas głębokiego snu przekształcamy wszystkie działania, do których dochodzi za dnia w pamięć długotrwałą i osobowość. Z wiekiem coraz częściej tracimy regenerujące fale delta. W pewnym sensie głęboki sen oraz fale delta są wyznacznikiem biologicznej młodości.
So naturally, I wanted to get more deep sleep for myself and I literally tried almost every gadget, gizmo, device and hack out there -- consumer-grade, clinical-grade, what have you. I learned a lot, and I found I really do need, like most people, eight hours of sleep. I even shifted my circadian component by changing my meals, exercise and light exposure, but I still couldn't find a way to get a deeper night of sleep ... that is until I met Dr. Dmitry Gerashchenko from Harvard Medical School.
Oczywiście pragnąłem więcej głębokiego snu. Wypróbowałem prawie każdy gadżet i urządzenie dostępne dla zwykłego klienta i do celów medycznych. Wiele się nauczyłem i zrozumiałem, że, jak większość ludzi, też potrzebuję ośmiu godzin snu. Nawet przesunąłem elementy całodobowego rytmu dnia, zmieniając posiłki, ćwiczenia i przebywanie w świetle, ale nadal nie mogłem znaleźć sposobu na głębszy sen. Wtedy poznałem doktora Dmitrego Geraszczenkę z Wyższej Szkoły Medycznej Uniwersytetu Harvarda.
Dmitry told me about a new finding in the literature, where a lab out of Germany showed that if you could play certain sounds at the right time in people's sleep, you could actually make sleep deeper and more efficient. And what's more, is that this lab showed that you actually could improve next-day memory performance with this sound. Dmitry and I teamed up, and we began working on a way to build this technology. With our research lab collaborators at Penn State, we designed experiments in order to validate our system. And we've since received grant funding from the National Science Foundation and the National Institute of Health to develop this deep-sleep stimulating technology. Here's how it works. People came into the lab and we hooked them up to a number of devices, two of which I have on right here -- not a fashion statement.
Dmitry powiedział mi o nowym odkryciu naukowym z laboratorium w Niemczech, które pokazuje, że pewne dźwięki odtwarzane w odpowiednim momencie podczas snu mogą wpłynąć na głębokość i wydajność snu. Co więcej, te badania pokazują, że dzięki tym dźwiękom można poprawić wydajność naszej pamięci w kolejnym dniu. Wspólnie z Dmitrym zaczęliśmy pracować nad rozbudową tej techniki. Z kolegami z laboratorium Uniwersytetu Penn State przygotowaliśmy eksperyment na potwierdzenie tej metody. Od tej pory otrzymujemy dotację z Narodowej Fundacji Nauki i Narodowego Instytutu Zdrowia na rozwinięcie techniki stymulacji głębokiego snu. Oto jak to działa. W laboratorium podłączyliśmy ludzi to różnych urządzeń. Dwa z nich mam na sobie. To nie ozdoby dla modnisiów.
(Laughter)
(Śmiech)
When we detected that people were in deep sleep, we played the deep-sleep stimulating sounds that were shown to make them have deeper sleep. I'm going to demo this sound for you right now.
Kiedy ludzie znajdowali się w fazie głębokiego snu, puszczaliśmy dźwięki stymulujące głęboki sen, żeby ich sen był jeszcze głębszy. Zademonstruję wam te dźwięki.
(Repeating sound waves)
(Powtarzające się fale dźwiękowe)
Pretty weird, right?
Dość dziwne, prawda?
(Laughter)
(Śmiech)
So that sound is actually at the same burst frequency as your brain waves when your brain is in deep sleep. That sound pattern actually primes your mind to have more of these regenerative delta waves. When we asked participants the next day about the sounds, they were completely unaware that we played the sounds, yet their brains responded with more of these delta waves.
Ten dźwięk ma taką samą częstotliwość jak fale mózgowe wytwarzane podczas głębokiego snu. Ten wzór dźwięku pobudza mózg do wytwarzania większej ilości regenerujących fal delta. Kiedy następnego dnia spytaliśmy uczestników o ten dźwięk, byli nieświadomi tego, że włączaliśmy jakieś dźwięki, a jednak mózg zareagował większą ilością fal delta.
Here's an image of someone's brain waves from the study that we conducted. See the bottom panel? This shows the sound being played at that burst frequency. Now look at the brain waves in the upper part of the graph. You can see from the graph that the sound is actually producing more of these regenerative delta waves. We learned that we could accurately track sleep without hooking people up to electrodes and make people sleep deeper. We're continuing to develop the right sound environment and sleep habitat to improve people's sleep health.
To jest obraz fal mózgowych osoby poddanej badaniu. Widzicie dolną część? Pokazuje częstotliwość odtwarzanych dźwięków. Spójrzcie na fale mózgowe w górnej części wykresu. Widzimy, że te dźwięki wytworzyły większą ilość regenerujących fal delta. Odkryliśmy, że możemy precyzyjnie rozpoznać fazy snu, bez podłączania ludzi do elektrod, i wprowadzać ich w głębszy sen. Pracujemy nad określeniem, jakie powinno być środowisko dźwięków i snu, żeby polepszyć zdrowy sen.
Our sleep isn't as regenerative as it could be, but maybe one day soon, we could wear a small device and get more out of our sleep.
Sen może być bardziej regenerujący niż jest teraz. Może niebawem będziemy mogli założyć małe urządzenie i lepiej wykorzystać właściwości snu.
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Brawa)