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.
Tänk om du kunde göra din sömn mer effektiv? Som sömnforskare är det här en fråga som har fångat mig de senaste 10 åren. För även om glödlampan och ny teknik har gett oss en värld där vi kan arbeta och vara produktiva dygnet runt har det kommit med en kostnad för vår naturliga dygnsrytm och vår kropps behov av sömn.
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.
Dygnsrytmen dikterar vår energinivå under dagen och det är först på senare tid vi har gjort ett globalt experiment med den här rytmen vilket kan ge oss sömnbrist och äventyrar vår livskvalitet. På grund av detta får vi inte den sömn vi behöver, och medelamerikanen sover en hel timme mindre än hen gjorde på 1940-talet.
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.
Av någon anledning bestämde vi att det var något fint att kunna klara sig på lite sömn. Det här leder till en hälsokris. De flesta av oss vet att dålig sömn är kopplad till sjukdomar som Alzheimers, hjärtsjukdom, stroke och diabetes. Och ifall man låter en sömnrubbning som sömnapné fortgå utan behandling löper man högre risk att drabbas av många av dessa sjukdomar. Men visste du att sömnen kan påverka hur vi mår? Dålig sömn gör oss mer benägna att fatta ogenomtänkta beslut och gör oss mindre empatiska. När sömnbristen gör oss mer smärtkänsliga är det inte så konstigt att vi har svårare att förstå andra eller att vara en snäll och hälsosam person när vi har sömnbrist.
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.
Forskare börjar förstå att det inte bara är mängden sömn utan också sömnkvaliteten som påverkar vår hälsa och vårt välmående. Min forskning fokuserar på vad många forskare tror är det mest uppbyggande stadiet under sömnen: djupsömn. Vi vet att det finns tre sömnstadier: lätt sömn, REM-sömn och djupsömn. Vi mäter stadierna genom att sätta elektroder på hårbotten, hakan och bröstet. I lätt sömn och REM-sömn är våra hjärnvågor väldigt lika de vi har när vi är vakna. Men under djupsömnen har vi speciella utdragna hjärnvågor som är väldigt olika våra vakna hjärnvågor. Dessa utdragna hjärnvågor kallas deltavågor. Om vi inte får den sömn vi behöver hindrar det vår förmåga att lära oss saker och gör att våra celler och kroppar får svårt att återhämta sig. Djupsömn är sättet vi omvandlar alla interaktioner vi har under dagen till långvariga minnen och personligheter. När vi blir äldre är det de återhämtande deltavågorna som vi förlorar först. Så på ett sätt är djupsömn och deltavågor en slags markör för biologisk ungdom.
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.
Så givetvis ville jag få mer djupsömn själv och jag provade bokstavligen varje pryl, grej, sak och knep där ute, konsumentprodukter, medicinska produkter, allt möjligt. Jag lärde mig mycket, och jag upptäckte att jag som de flesta behöver åtta timmars sömn. Jag flyttade till och med min dygnsrytm genom att ändra mina mattider, motion och tid i dagsljus, men jag kunde inte hitta ett sätt att få djupare nattsömn ... tills jag mötte Dr Dmitry Gerashchenko från Harvard Medical School.
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 berättade för mig om en ny upptäckt i litteraturen där ett labb i Tyskland visade att om man spelade upp vissa ljud vid rätt tidpunkt i någons sömncykel kunde man få dem att sova djupare och mer effektivt. Och dessutom hade labbet visat att man faktiskt kunde förbättra hur mycket man mindes nästa dag med det här ljudet. Dmitry och jag samarbetade och började jobba på ett sätt att skapa den här tekniken. Tillsammans med våra forskarkollegor vid Penn State designade vi experiment för att validera vårt system. Och vi har sedan dess fått anslag från National Science Foundation och National Institute of Health för att kunna utveckla tekniken som kan stimulera djupsömn. Så här fungerar det. Deltagarna kom till labbet och vi kopplade dem till ett antal maskiner, och jag har två av dem här ... de är inte snygga.
(Laughter)
(Skratt)
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.
När vi såg att en person befann sig i djupsömn spelade vi upp ljud som stimulerade djupsömn, som hade visat sig kunna ge en djupare sömn. Jag ska spela upp ett sånt ljud för er nu.
(Repeating sound waves)
(Upprepande ljudvågor)
Pretty weird, right?
Ganska konstiga, va?
(Laughter)
(Skratt)
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.
Det ljudet har faktiskt ungefär samma frekvens som dina hjärnvågor när din hjärna befinner sig i djupsömn. Ljudmönstret hjälper din hjärna att skapa fler sådana regenerativa deltavågor. När vi frågade deltagarna nästa dag om ljuden var de helt omedvetna om att vi hade spelat upp ljuden, och ändå hade deras hjärnor svarat med fler sådana deltavågor.
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.
Här är en bild av någons hjärnvågor från studien vi genomförde. Ser ni raden längst ner? Den visar ljuden som spelas upp med den speciella frekvensen. Titta nu på hjärnvågorna i den övre delen av grafen. Ni kan se i grafen att ljuden verkligen skapar fler regenerativa deltavågor. Vi lärde oss att vi kunde mäta sömn på ett korrekt sätt utan att sätta på folk elektroder och göra så att de sov djupare. Vi fortsätter att utveckla den rätta ljudmiljön och sömnsituationen för att förbättra människors sömnhälsa.
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.
Vår sömn är inte så regenerativ som den skulle kunna vara, men vi kommer kanske snart kunna ha på oss en liten maskin som gör vår sömn mer effektiv.
Thank you.
Tack.
(Applause)
(Applåder)