Научно-исследовательская работа "Зачем человеку сон?"

1.Введение.

Моя семья состоит из 4 человек – мама, папа, сестрёнка Алиса и я. Я обратил внимание, что все мы ложимся спать вечером в разное время и спим разное количество часов, кто-то из нас еще спит и днём. От чего же это зависит? Почему мама мне постоянно говорит, что мне уже пора спать, а я ещё не всегда хочу спать. Потом утром мне тяжело проснуться. Меня заинтересовало, что такое сон и что происходит с человеком во время сна? Может человеку и не обязательно вообще спать? Как это может повлиять на людей и на меня?

Таким образом, предметом моего исследования стал сон, объектом время необходимое для сна, чтоб человек мог хорошо себя чувствовать и успешно заниматься разными делами. Как может повлиять на меня и мои успехи недосыпание.

Цели моей работы:

1. Раскрыть для себя вопрос, что такое сон? Спать или не спать?

          2. Узнать, что происходит с человеком во время сна.

          3. Узнать сколько тратят на сон люди разного возраста, какие есть нормы и гигиена сна.

          4.  Провести исследование, как на мои способности влияет усталость и долгое состояние бодрствования.

 Задачи работы:

          1.Прочитать материал про сон и просмотреть научные документальные фильмы.

         2. Провести анкетирование и исследования, записать результаты.

         3. Проанализировать полученные результаты.

         4. Сделать выводы и получить ответы на вопросы, которые интересовали меня.

        5. Составить буклет по правилам сна для одноклассников. Предоставить им информацию из моей работы на классном часе.

Гипотезы:          

          1. Люди разного возраста спят согласно своим внутренним биоритмам. Но желательно придерживаться установленным нормам сна.

          2. Спать или не спать? Недосыпание оказывает плохое влияние на физическое, психологическое состояние человека.  

Методы исследования: 

1. Сбор информации, анкетирование родителей, друзей.

          2. Проведение практических наблюдений, экспериментов.

2. Теоретическая часть.

2.1. История изучения сна.

         Чтоб понять, что такое сон я решил почитать о том, когда и как стали изучать это явление. Оказалось, что история сна тесно связана с историей человечества. Сон всегда был окутан таинственностью. Это необычное состояние уносило человека от внешнего мира и погружало в себя. О сне гадали восточные мудрецы ещё за тысячу лет до Христианства. В индийском опусе Упанишады упомянуто три состояния души: бодрствование, спокойный сон, сон со сновидениями. Древние из Вавилона, Египта, Ассирии относили сновидения к божественному происхождению. Аристотель считал сон пограничным состоянием между жизнью и смертью. С появлением государственности людям разрешали спать по 6 часов в сутки, чтоб не стать жертвой темных сил.

Во времена античной Греции начали пытаться объяснить сновидения  с помощью науки. Антифон отклонил божественность происхождения сна. Гераклит указал на важность памяти в формировании образов во время сна. Демокрит отметил зависимость сновидений от того, что было воспринято человеком до засыпания.  

        В средние века упоминания про сновидения не многочисленны. И только в XIX веке появились описательные, теоретические работы о сне философов Готтхильфа Генриха Шуберта (1840 г.), Радестока (1878 г.), Сплитта (1892 г.). В 1861 году Мори проводит первые исследования сна. Зигмунд Фрейд пишет работы о роли сновидений. В 1900 году с его книги «Толкование снов» начинается наука о сновидениях. Сон исследуют по двум направлениям физиологическом и психологическом.

Большой вклад в изучение сна внесла российская ученая М.М. Манасеина, ученица физиолога И.Р. Тарханова.  В 1870 году она исследовала сон на щенках. Пришла к выводу, что сон важнее пищи. Потом, проводила психологическое исследование в течение 5 лет у 37 добровольцев, записывая их сны. Пришла к выводам, что большее количество сновидений видят люди, ведущие активную мозговую деятельность, с возрастом снов становится все меньше и меньше.

        Современные представления о сне начали появляться во второй половине ХХ века. После создания методики регистрации биоэлектрической активности головного мозга. Крупные открытия были сделаны в 1950 году Н. Клейтманом, У. Дементом и М. Жуве.

В наше время люди ведут очень активный образ жизни, очень мало спят. Появилась молодая наука сомнология, изучающая механизмы сна. Сон интересен многим неврологам, психологам, антропологам, социологам. По инициативе Всемирной организации здравоохранения был учрежден «Всемирный день сна». В этот день по всему миру проводят конференции по проблемам сна, так как от этого зависит здоровье человека.                

2.2. Сон – что это такое?

         А что же представляет из себя процесс сна с точки зрения научных объяснений? Чтоб раскрыть для себя этот вопрос я обратился к теории и просмотру научных фильмов.

Треть своей жизни человек проводит во сне. Если человеку 90 лет, 30 из них он проспал. Что же такое сон? Это естественный физиологический процесс, происходящий у живых организмов (человека и животных). Период покоя нервных клеток коры головного мозга. При этом снижается двигательная и умственная активность. Организм отдыхает. Сон играет защитную функцию для него. Когда человек спит, он не только не видит, но и не слышит негромкие звуки. Окружающая обстановка холод, шум, свет могут стать частью сна.

        Но мозг человека продолжает работать при этом. Его активность меняется с периодичностью в 90 минут из-за того что есть 2 сна: быстрый и медленный. Оба сна составляют цикл, который повторяется в течение ночи 4-5 раз.

        Быстрый сон - сопровождается быстрым движением глаз, движением рук и ног, учащается дыхание, возрастает давление, мозг активно работает. Такой сон длится 10-20 минут. В этот период человеку снятся красочные сны, сновидения, которые он помнит.

        Медленный сон - наступает сразу же после засыпания. Во время него сновидения не такие яркие, как при быстром сне и редко запоминаются. Человек может издавать звуки, плакать, смеяться, иногда ходить. Медленный сон включает в себя 4 фазы:

1 фаза - фаза парадоксального сна. Эмоциональная буря при полном бездействии мышечной системы. В это время у человека наступает дремота, которая длится около 5 минут, замедляется дыхание, сердцебиение, понижается температура тела. Мозг активно работает, он пересматривает информацию, которую мы получаем за день, корректирует мысли, ищет ответы на мучающие нас вопросы.

2 фаза длится 20 минут, жизненные процессы замедляются и активность мозга падает, наступает крепкий сон.

3 фаза- фаза глубокого сна. Жизненные процессы продолжают замедляться. Закрытые глаза человека медленно вращаются.

4 фаза- длится 30 минут. Более глубокий и медленный сон. В этот период вырабатывается гормон роста (80% суточной нормы). Он отвечает не только за рост, но и за расщепление жиров.

        Фазы медленного сна проходят поочередно друг за другом. Быстрый сон в каждом следующем цикле постепенно удлиняется до 1 часа, при этом уменьшается доля медленного сна. В ходе исследований ученые определили, что если человека разбудить в период медленного, глубокого сна, то он просыпается заторможенный и вялый. Если пробуждение происходит во время быстрого сна,  человек просыпается бодрый, под впечатлением от сновидений.

        Меня лично удивила информация о том, что у человеческого эмбриона уже в животе мамы в возрасте 20 недель появляются циклы, которые соответствуют фазам быстрого и медленного снов.  

2.3. Спать или не спать?

        Прочитав о том, что происходит с нами во время сна. Я приблизился к вопросу, насколько же важен он может быть для нас. Или нам необязательно так много времени тратить на сон? Ведь если не спать, то можно успеть сделать еще много полезных и интересных дел.

Нам известно, что за день человек переживает большую физическую и психологическую нагрузку. К концу дня всем нам необходим отдых. Мышцы, которые помогают работать сердцу, замедляют свою работу, уменьшается поток крови в органы. Человек испытывает усталость и должен дать отдохнуть организму. Что же произойдёт с ним, если лишить его такой возможности? Этот вопрос был затронут в исследованиях 1960 года на добровольцах, которые были лишены сна. На пятый день у них были зафиксированы ухудшения физиологического, психологического состояния, зрительные, слуховые галлюцинации. Некоторые добровольцы потеряли в весе при нормальном питании. Когда опыт повторили на собаках, то через 2 недели  лишенные сна собаки погибли.

        Получается, что сон для нас играет очень важную роль. Недостаток его приводит к ухудшению работы отдельных участков головного мозга. Из-за чего снижается скорость реакции, человеку бывает сложно сформулировать свои мысли. Ухудшаются память, внимание, мышление, координация, речь и контроль. Действительно я обратил внимание, когда человек хочет спать, он делает все медленно и некачественно. Сложные задачи перед сном никак не хотят решаться. А на утро решение приходит само собой. А все, потому что за ночь мозг анализирует дневную информацию, сортирует ее, ненужное удаляет, важное из кратковременной памяти архивирует в долговременную. После чего улучшается восприятие, концентрация и способность к обучению. Это было подтверждено экспериментами на крысах, проведенными доктором Иланом Хэйрестоном в Калифорнийском университете в Беркли. Недосыпавшие крысы плохо ориентировались в лабиринтах, не могли найти выход. Они быстрее преодолевали лабиринт только тогда, когда видели, где находится выход или если правильный путь был помечен ароматизированными веществами. Но в таких случаях крысы полагались лишь на свои чувства, а не на пространственную память.

        Также сон - это залог здоровья, он дает нам иммунитет. Потому что во время сна иммунная система синтезирует белки цитокины. Чем больше инфекций вокруг нас, тем больше их требуется. Если человек мало спит, белок не успевает вырабатываться в нужном количестве, повышается риск заболеть в три раза.  

        Недосып препятствует формированию полезных привычек и способствует появлению вредных. Человек ищет внешнюю стимуляцию кофеин, никотин и прочее. Он вспыльчив, раздражителен и обижен на весь мир. Внешний вид тоже не важный мешки, синева под глазами, происходит преждевременное старение кожи. Также повышается риск получить заболевания сердца, сосудов, сахарный диабет.

        Постоянный недостаток сна вызывает выработку гормона голода. Мозг начинает требовать еды побольше, да повкуснее. Что приводит к перееданию и набору лишнего веса.        

        Конечно же, всё выше перечисленное наносит урон по важным системам в нашем организме. Поэтому мне стало интересно, как на меня и мое поведение, мою успешность может повлиять долго время пребывания без сна. На весенних каникулах я провел исследования на эту тему, которые будут описаны ниже.

2.4. Нормы сна у людей разного возраста.

        Я узнал, что спать, конечно же необходимо, но теперь возник вопрос о количестве времени, которое должны тратить дети и взрослые на сон.

        Для выяснения этой ситуации я провел небольшое анкетирование. Опросил своих родителей, бабушку, дедушку, Алёшу и друзей Никиту, Лилю о количестве времени, которое они тратят на сон. И попросил ответить достаточно ли им этого времени, чтоб чувствовать себя бодрыми и выспавшимися. Получились следующие данные.

       Из таблицы видно, что количество времени для сна мы тратим разное. Даже если у нас одинаковый        возраст. Например, Никита спит подольше меня, но ему не всегда хватает этого времени, чтоб выспаться. А моей сестрёнке Алисе помимо ночного сна нужен ещё и дневной сон, чтоб чувствовать себя бодро и весело. Она маленькая и спит всех нас дольше. Из-за чего так происходит? Все зависит не только от нашего возраста, но и от генетики, окружающей среды и индивидуальности человека. У каждого свои биологические часы. Если человека изолировать от внешнего мира и поместить в помещение без окон на две недели. То он начинает ориентироваться на свои внутренние часы и у него формируется своя «сонная» норма. Но все же, есть рекомендуемые нормы сна у людей разного возраста, чтоб не было снижения физиологической, умственной активности.  

        Средняя продолжительность сна у здорового взрослого человека должна быть часов 8, это соответствует природе сна. За ночь повторяются 5 циклов сна по 100 минут и если мы поделим этот результат на 60, то получается примерно 8 часов.

        Моя продолжительность сна немного не соответствует норме моего возраста. Но я себя чувствую хорошо, бодро и высыпаюсь. Даже в выходные дни я встаю также рано, как и в будни.  

        Получается, универсального количества часов потраченных на сон не существует. Его продолжительность это как размер обуви, выбирается индивидуально.

       Были ученые, политики, писатели, которые тоже тратили на сон количество времени, не соответствующее нормам. Альберт Эйнштейн и Шопенгауэр спали по 10-12 часов в сутки. Зигмунд Фрейд и  Владимир Набоков по 6 часов. Моцарт и Маргерет Течер во сне проводили по 5 часов. Наполеон, Вольтер по 4

часа. Рекордсменами по бодрствованию 20-22 часа в сутки стали Томас Эдисон, Никола Тесла, Сальвадор Дали, Леонардо да Винчи. Из современников это бизнесмен и действующий президент США Дональд Трамп. Все дело в технике полифазного сна. Человек спит по 30 минут через каждые 6 часов, либо по 20 минут через каждые 4 часа. Или 2 часа ночью и 20 минут днем. При этом любители полифазного сна говорят, что они полны физических и творческих сил.

2.5. В какое время необходимо ложиться спать. Гигиена сна.

        Противники полифазного сна утверждают, что нельзя так мало спать, нужно прислушиваться к своим внутренним биологическим часам, которые связаны у нас ещё со времен суток. Люди, которые спят днем и большую часть ночи бодрствуют, подвергают организм риску. Потому что в ночные часы с 00 до 4 утра во время сна шишковидная железа головного мозга вырабатывает гормон сна мелатонин. Он снижает давление, температуру, успокаивает организм и даёт команду «Пора спать!», а также замедляет старение организма, улучшает работу пищеварительной системы, головного мозга, иммунной и эндокринной систем, помогает бороться со стрессом. Недостаток мелатонина ощутим для организма. Утром человека будит гормон кортизол. Он даёт бодрость и энергию для свершений нового дня.

        Получается, что важно лечь спать не только на определенное количество часов, но и в нужное время суток. Почему же меня и других подростков иногда бывает трудно уложить спать во время? На этот счет ученые из школы Брауна в Провиденсе считают, что это признак перестройки биологических часов. Механизм, вызывающий сонливость работает у подростков по-разному. По мере взросления его действие замедляется, мелатонин вырабатывается на 2 часа позже, что позволяет молодым школьникам не спать до глубокой ночи. Обычно после этого утром их трудно разбудить.

        Что же необходимо делать, чтоб утром вставать рано в школу или на работу и чувствовать себя при этом бодро? Надо соблюдать определенные правила и Гигиену сна:

1. Просыпаться рано - это не означает, что придется спать мало. Просто нужно подобрать для себя режим и придерживаться его. Для этого необходимо определить количество времени, которое нужно затрачивать на сон и высыпаться. Помним, что у каждого это время индивидуально и зависит от возраста. После этого, мы определяем время, в которое нужно ложиться спать и придерживаться этого режима постоянно. Тогда быстрое засыпание в привычное время нам обеспечено.

2. Ещё легкого и быстрого можно засыпать, если  соблюдать следующие правила:

- Полноценный ужин, должен быть не позднее, чем за 3-4 часа до сна. Это делаем для того, чтоб наш мозг ночью не тратил дополнительную энергию на сигналы для процесса пищеварения. Но если есть сильное чувство голода, оно тоже может продлить засыпание. Поэтому можно перекусить фруктами, овощами, молочными продуктами, которые содержат гормон мелатонин или триптофан, вызывающие сонливость. Не рекомендуется перед сном употреблять жирную пищу, кофе и кофеиносодержащие продукты.

- Перед сном можно принять теплую ванну, она расслабляет.  

- Проветрить комнату.

- Лучше засыпать в полной тишине и при приглушенном свете.

- Нельзя пользоваться в кровати приборами (планшетами, телефонами), которые могут нас отвлечь от засыпания.

- Поза для засыпания должна быть удобной, либо на животе, либо на боку.

3. Чтоб утром легче просыпаться и в хорошем настроении не нужно сразу соскакивать с кровати и бежать. Необходимо на 1 минуте открыть глаза и подумать о людях, которых любим. Улыбаемся.

На 2 минуте несколько раз глубоко вдыхаем, чтоб насытить организм кислородом. Можно потянуться.

На 3 минуте массируем затылок, виски, брови и мочки ушей, потираем ладони одну о другую — это улучшит кровообращение.

На 4 минуте медленно садимся и выпиваем приготовленный с вечера стакан воды — это восстановит водный баланс организма и активизирует обмен веществ.

На 5 минуте встаем неспеша с постели и говорим себе: «Доброе утро!»

        Теперь можно принять душ, сделать зарядку. Это повысит уровень адреналина. Питательный завтрак окончательно пробудит организм. Можно наполнить утро яркими красками и бодрыми запахами. Например, использовать яркую посуду для завтрака, любимый, бодрящий аромат в душе. Чтоб утро не было затянуто сборами и не казалось таким скучным, необходимо с вечера погладить и приготовить одежду, собрать рюкзак в школу. Лучше не включать информационные каналы, радио, чтоб не загружать голову недобрыми новостями. Собираться лучше под бодрящую, энергичную и любимую музыку. Таким образом, при правильном распределении утренних действий, пробуждение не будет для нас обузой и мы заметим, что стали просыпаться без будильника отдохнувшими и полными сил и энергии.

        Также для людей разного возраста может быть полезен и дневной сон. Мне он бывает необходим при больших физических, умственных нагрузках. Дневной сон улучшает работоспособность, настроение и память, стимулирует творческую деятельность и способность к обучению.  

        Хороших всем снов и прекрасного настроения!!!

3. Практическая часть.

        Изучив понятия сна, я решил провести несколько исследований, тестов на себе аналогичные тестам с научного фильма «Игры разума». Чтоб проверить какое влияние на мою моторику, память, внимание, скорость реакции оказывает долгое время, проведённое без сна. В результате я найду научный ответ на вопрос нужно спать или можно не спать?

        Первую часть тестов я проходил утром, когда только проснулся и чувствовал себя бодрым, отдохнувшим и полным сил. А вторая часть исследования проводилась поздно ночью, когда я очень устал и хотел уже спать.

        Тест 1 на моторику. Я взял ракетку для настольного тенниса и шарик. Моя задача состояла в том, чтоб отбить как можно больше раз шарик от ракетки. Утром у меня получалось набивать шарик по 70-75 раз. Поздно ночью мои показатели снизились. Я отбивал шарик всего 30-35 раз. Потому что моему мозгу уже было трудно скоординировать реакцию частей моего тела. Я не мог быстро реагировать на движение и отбить шарик столько же, как и утром.

        Тест 2 на память. Мне было предложено 10 карточек, на которых были записаны 10 слов. Моя задача была запомнить как можно больше слов и через какой-то промежуток времени по памяти записать их на бумаге в течение минуты. Утром у меня получилось вспомнить 8 слов. Поздно ночью я вспомнил и записал 9 слов. Мозг компенсировал нехватку сна и стал работать лучше. На самом деле недосып не всегда оказывает очевидное влияние на кратковременную память, большее влияние оказывается на долговременную память. Я сумел сосредоточиться и запомнил больше слов.          

        Тест 3 на концентрацию внимания и память. Далее задача для меня усложнилась. Мне необходимо было, и сконцентрироваться и подключить память. Я взял интересную книгу и читал в ней 7 страниц на время. Потом мама задавала мне вопрос по прочитанному материалу, я должен был ответить подробно. Утром я это сделал достаточно быстро, прочитал 7 страниц за 8 минут 42 секунд. Ответил легко на поставленный вопрос. Поздно вечером чтение книги стало для меня утомительным процессом. Я читал ее в течение 13 минут 32 секунд. Глаза у меня начали слипаться, я постоянно сбивался, терял строчку, на которой читал. В итоге на вопрос по тексту я ответил размыто, память меня подвела. Так как задача оказалась более сложной и задействовала больше функций головного мозга. Я не смог как следует сконцентрироваться при чтении.

        Тест 4 на концентрацию внимания. Я держал воздушный шарик наполненный водой на ниточке двумя пальцами в течение минуты. Утром мне показалось это веселым и очень простым заданием. Однако ночью я начал терять концентрацию и уронил шар. Все дело в том, что при длительном бодрствовании мозг начинает отключать зоны, которые считает не важными для выживания. В уставшем состоянии я просто не заметил, как у меня разжались пальцы сами собой по команде из мозга. Я начал отключаться на микросон, сон по несколько миллисекунд. Такому сну мне было очень трудно сопротивляться. Это явление опасно для водителей различных транспортных средств.  

        Тест 5 на скорость реакции. Этот тест я проходил при помощи компьютера. Была запущена запись с изображением дороги. Как только на ней появлялись какие-либо объекты, мне необходимо было сказать стоп, чтоб эти предметы не успели пересечь красную линию. Когда я проходил этот тест утром, то пропустил всего 1 предмет из 6. И это свидетельствовало о том, что я выспался и скорость реакции у меня хорошая. Вечером я не успел отреагировать на появление на дороге 3 предметов из 6. Это означало, что мне пора уже было ложиться спать. С такой скоростью реакции, ни в коем случае, нельзя садиться за руль автотранспорта.  

        Тест 6 на восприятие времени. Я его проходил только ночью. Для этого исследования мне нужно было закрыть глаза и просчитать про себя 10 как я предполагаю секунд и как только у меня получилось 10 сказать стоп и открыть глаза. В это время параллельно со мной был запущен секундомер. Когда я открыл глаза, то увидел, сколько реально прошло секунд. У меня получалось то 8 секунд, то 11 сек при повторной попытке. Я, то опережал время, то задержался. Оказывается нехватка сна сбивает наши внутренние часы и мы начинаем теряться во времени.

        После полученных результатов тестов я наглядно увидел и понял, что конечно спать необходимо. По данным видно, что если я буду постоянно ложиться спать поздно, спать недостаточно у меня будут проблемы с памятью, концентрацией внимания, скорость реакции будет низкой. Это может оказать пагубное влияние на мои физические, психологические возможности. Скорее всего, мне будет трудно показывать хорошие результаты в школе и это окажет влияние на мою успеваемость и вообще на успешность в жизни.            

4. Заключение.

        В результате проведённых мой исследований и прочитанному материалу я понял, что гипотезы мои доказаны и сделал следующие выводы:

1. Сон – это не зря потраченное время. Это время, проведённое с пользой для организма, для нашего здоровья. Хороший сон с нормальной продолжительностью дает нам силы, бодрость, позволяет сконцентрироваться на работе в течение дня.
2. Недосыпание оказывает плохое влияние на разные системы в нашем организме, на физическое и психическое состояние. Что в будущем может привести к большим проблемам.
3. Для того, чтоб уметь рано просыпаться в хорошем настроении, чувствовать себя бодрым и счастливым при этом, необходимо соблюдать некоторые правила и гигиену сна.
4. Своим близким, одноклассникам я бы посоветовал пересмотреть свое отношение ко сну, обратить внимание на его важность. Еще раз получше обдумать время, затраченное на сон и по возможности ложиться спать во время и приблизиться к нормам. Тогда утро будет для нас добрым.    

5. Список источников информации.

1. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/Сон
2. Про сон: https://lifehacker.ru/special/sleep/
3. Интересные факты о сне: http://www.galactic.org.ua/Prostranstv1/n-nov1-2.htm
4. Интересные факты о сне: http://www.snovid.ru/pubs.asp?page=2
5. Цикл серий про сон в научном фильме «Игры разума».
6. Что такое сон: http://www.13min.ru/psixologiya/chto-takoe-son-fakty-o-snax/
7. История изучения сна https://sites.google.com/site/carstvosnovsuckova/istoria-issledovanij-v-oblasti-sna