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.
Что если бы вы могли повысить эффективность своего сна? Как исследователя сна этот вопрос меня завораживал последние десять лет. Потому что, с тех пор как лампочка и технологии принесли с собой мир круглосуточной работы и продуктивности, это стоило нам естественно сформировавшегося суточного биоритма и потребности тела в сне.
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.
Суточный биоритм определяет наш уровень энергии в течение дня, и лишь недавно мы начали проводить всемирный эксперимент над этим ритмом, который ставит под удар наш здоровый сон и качество жизни в целом. Из-за этого мы не получаем столько сна, сколько должны, среднестатистический американец спит на целый час меньше, чем спал в 1940-х.
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.
По какой-то причине мы теперь считаем почётным, что можем функционировать без достаточного количества сна. Это наносит серьёзный удар по нашему здоровью. Многие из нас знают, что недостаток сна ведёт к таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистым заболеваниям, сердечным приступам и диабету. И если вы не начнёте лечение таких нарушений сна, как сонное апноэ, повышается вероятность возникновения многих из этих болезней. Но знали ли вы о воздействии сна на ваше психическое состояние? Недостаток сна заставляет вас совершать рискованные, необдуманные поступки и истощает вашу способность к эмпатии. Когда недосып буквально делает нас более чувствительными к боли, неудивительно, что становится сложнее устанавливать связь с другими и в общем быть хорошим и здоровым человеком, когда мы не высыпаемся.
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.
Учёные начинают понимать, как не только количество, но и качество сна влияют на наше здоровье и самочувствие. Моё исследование сосредоточено на том, что многие учёные называют самой восстанавливающей фазой сна — глубоком сне. Сейчас мы знаем, что в целом существуют три фазы сна: лёгкий неглубокий сон, фаза быстрого движения глаз или БДГ-сон и медленный глубокий сон. Мы измеряем эти фазы, подключая электроды к скальпу, подбородку и груди. В медленном и БДГ-сне наши мозговые волны очень похожи на волны в состоянии бодрствования. Но в мозговых волнах в глубоком сне наблюдаются высокоамплитудные волны, которые очень отличаются от состояния бодрствования. Эти медленные волны мозга называются дельта-волнами. Если мы не получаем достаточно медленного сна, снижается наша способность к обучению и способность клеток и всего тела к восстановлению. С помощью глубокого сна мы переносим все взаимодействия, произошедшие за день, в долговременную память и наши личностные характеристики. С возрастом растёт вероятность потери этих регенерационных дельта-волн. В каком-то смысле, глубокий сон и дельта-волны на самом деле являются показателями нашей биологической молодости.
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.
Само собой, я хотел бы получать больше глубокого сна, и я перепробовал буквально каждый гаджет, каждое приспособление и устройство для любительского и клинического применения, как вам угодно. Я многое узнал и обнаружил, что мне действительно нужно, как и многим другим, спать по восемь часов. Я даже сместил свой суточный биоритм, изменив время приёма пищи, физической активности и освещение, но всё ещё не мог найти способа сделать сон более глубоким... До тех пор пока не встретил доктора Дмитрия Геращенко из Гарвардской медицинской школы.
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.
Дмитрий рассказал мне о недавно опубликованном открытии: в одной немецкой лаборатории установили, что если проигрывать нужные звуки в нужный момент во время сна, можно сделать сон более глубоким и эффективным. Кроме того эти исследования показали, что вы можете улучшить работу памяти на следующий день с помощью этого звука. Мы с Дмитрием объединились и начали работать над созданием этой технологии. Коллективно с нашей исследовательской командой в университете Пенсильвании мы разработали эксперименты, чтобы утвердить нашу систему. И с тех пор мы получили грант от Национального научного фонда и Национального института здравоохранения на разработку устройства для стимуляции глубокого сна. Вот как оно работает. Люди пришли в лабораторию, и мы подключили их к нескольким устройствам, два из которых у меня вот здесь — это не дань моде.
(Laughter)
(Смех)
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.
Когда мы засекли, что люди находились в глубоком сне, мы проиграли им звуки, стимулирующие глубокий сон, чтобы ещё увеличить глубину их сна. Я собираюсь проиграть вам этот звук.
(Repeating sound waves)
(Повторяющиеся звуковые волны)
Pretty weird, right?
Странновато, правда?
(Laughter)
(Смех)
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.
Частота этого звука, на самом деле, такая же, что и у мозговых волн, когда наш мозг находится в состоянии глубокого сна. Этот звуковой образ стимулирует ваш мозг производить больше регенерационных дельта-волн. Когда мы спросили участников о звуках на следующий день, они и не подозревали, что мы что-то им проигрывали, хотя мозг производил больше этих дельта-волн.
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.
Вот изображение чьих-то мозговых волн из проводимого нами исследования. Видите нижнюю панель? На ней показан звук, проигрываемый с такой же амплитудой. Теперь посмотрите на волны наверху схемы. Из этой схемы вы можете увидеть, что звук на самом деле производит больше этих регенеративных дельта-волн. Мы узнали, что можем с точностью контролировать сон, не подключая людей к электродам, и делать их сон глубже. Мы продолжаем развивать правильную звуковую среду и окружение для сна для улучшения здорового сна людей.
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.
Наш сон не настолько восстанавливающий, насколько мог бы быть, но, может, в скором времени мы будем носить маленькое устройство и получать больше пользы от сна.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)