Arbete, vänskap, sport, släktingar, mat, läsning - det finns uppenbarligen inte tillräckligt med tid på dagen för att hålla jämna steg med allt. För att leva ett tillfredsställande liv hugger många av oss värdefulla sömntimmar. Vi lånar för att betala det dubbla priset nästa dag. Ett hektiskt liv leder till en dramatisk minskning, om inte ett sömnavbrott. Om det fanns en sjukdom i världen som berövar människor en tredjedel av deras dyrbara liv, skulle sökandet efter botemedel generöst finansieras. Detta är sömnforskarnas heliga gral. Kanske hittade de tråden.
Som med så många andra har vi svårt att avstå från vårt biologiska behov av sömn på grund av den kulturella koden. Övningen att sova i åtta timmar på en mjuk, upphöjd plattform, var för sig eller parvis, är inte typiskt för människor. Många traditionella samhällen sover i snatches och sociala aktiviteter fortsätter hela natten. Vissa människor vaknar när något intressant händer och somnar ibland mitt i en konversation för att avsluta argumentet. Sömn är universell, men den kommer till alla på olika sätt.
Olika arter verkar också sova på olika sätt. Herbivores sover mycket mindre än rovdjur - elefanter i fyra timmar, lejon i tjugo - inte minst för att de behöver mer tid för att mata och skydda sig själva. Som allätare faller människor någonstans mellan dessa två sovande grupper. Dygnsrytmer, kroppens interna klocka, låter oss förutse dagens vakenhetscykel och ordna kroppsfunktioner över tiden så att de inte stör varandra.
Vår interna klocka är baserad på en kemisk svängning, en återkopplingsslinga på mobilnivå som varar 24 timmar och gömmer sig i en klump av hjärnceller bakom våra ögon (nära optiska nerver). Även djupt inne i en grotta utan tillgång till ljus eller klockor upprätthåller våra kroppar en intern tidslinje på nästan exakt 24 timmar. När vi är isolerade kommer våra kroppsklockor att gå lite långsammare. Om sömn- och vakningsschemat inte uppdateras med ljus, vaknar vi några minuter senare varje dag. Denna djupt rotade cykel finns i alla kända flercelliga organism, och jordens rotation - motsvarande cyklerna dag och natt - formade den.
En persons sömn består av flera 90-minuters cykler av hjärnaktivitet. I en vaken person är avläsningarna av elektroencefalogram (EEG) mycket komplexa, men när sömn uppträder saktar hjärnvågorna ner, går igenom det första steget (avkoppling), det andra (lätt sömn) och det tredje (långsam våg djup sömn). Efter dessa återställningssteg genomgår hjärnan en snabb ögonrörelsesfas där hjärnan liknar vakning. De som väcks i detta skede kommer ihåg vad de drömde om.
Ett av de mest värdefulla resultaten av arbetet med sömnbrist har varit identifieringen av tydliga individuella skillnader: vissa presterar bättre efter sömnlösa nätter och andra tvärtom. Uppdelningen är helt tydlig och baseras med stor sannolikhet på flera genetiska varianter som kodar för neurotransmittorreceptorer, vilket öppnar upp möjligheten i framtiden att välja dos och stimulant för en viss genetisk typ.
I början av detta årtusende blev det uppenbart att det biologiska kravet att sova minst en tredjedel av en 24-timmarsperiod var överdriven och onödig. Precis som piller och kondomer styr barnens födelse, kan andra stimulanser befria oss från djurrikets arkaiska arv.
Varje botemedel mot dåsighet bör rikta sig mot prefrontal cortex. Verkställande hjärnfunktioner är särskilt utsatta för sömnbrist, och människor som inte sover mycket är mer benägna att ta risker och mindre benägna att fatta nya eller kreativa beslut eller planera en åtgärd. Designerstimulanter som Modafinil och Armodafinil “vitaliserar” dessa områden och vänder effektivt de negativa effekterna av sömnbrist. Under 60 timmars vakenhet återställer 400 mg Modafinil var åttonde timme minskad prestanda i alla typer av arbete, från det tråkigaste till det svåraste.
Kampanjvideo:
Cool, ja. Detta är dock ungefär identiskt med de återställande effekterna av 20 mg dextroamfetamin eller 600 mg koffein (motsvarande cirka sex koppar kaffe). Även om koffein har en kortare halveringstid och måste tas var fjärde timme, är det tillgängligt överallt och är ganska billigt.
Alla högskolestudenter eller universitetsstudenter som dricker energidrycker under en session vet att designstimulanter möjliggör långt, fokuserat arbete. En mycket svårare utmaning för en person som sitter på stimulantia är att lära mormor hur man använder telefonen. Det är svårt att utforma ett stimulerande medel som ger ett fokus utan tunneleffekt - det vill säga utan att förlora förmågan att navigera i en större miljö och fatta socialt bestämda beslut. Irritabilitet och otålighet stör lagdynamiken och sociala interaktioner, men sådana nyanser förbises ofta i läkemedelsforskning. Dessa frågor ignoreras till stor del på grund av entusiasm för utvecklingen av sömnreducerande läkemedel.
1996 kallade försvarssykologen Martin Taylor in ett par volontärer och gav var och en en karta. En av de två kartorna hade en rutt. Den som hade en karta med en rutt behövde beskriva den noggrant för sin partner så att han kunde återge den på sin karta. Under tiden lyssnade forskarna på deras samtal. I kontrollgruppen av volontärer presenterades ofta etiketten på kartan som en fråga, till exempel "Ser du parken väster om rondellen?" Volontärer som tog den stimulerande modafinilen sänkte dessa återkopplingsslingor, i stället för att följa plötsliga och kompromisslösa instruktioner: "Gå ut väster om rondellen, sväng sedan vänster in i parken." Deras dialoger var kortare och de gav en mindre exakt karta än kontrollvolontärerna. Dessutom ledde modafinil ämnet till att överskatta sina förmågor. Han presterade inte bara sämre på uppgiften utan märkte inte heller det.
En av anledningarna till att stimulantia har blivit frustrerande när de minskar behovet av sömn är att vi inte förstår tillräckligt bra varför vi sover alls. Mer än hundra års forskning om sömnbrist har bekräftat det uppenbara: Sömnbrist gör människor sömniga. Det reagerar långsammare på yttre stimuli, bearbetar information långsammare, kan inte koncentrera sig och tendensen att somna snabbt när man ligger i ett mörkt rum blir den viktigaste indikatorn. "Skära ut." Tydligen är sömnens huvudsakliga funktion att hålla oss vaken hela dagen.
Eftersom stimulantia har misslyckats med att bli en biologisk ersättning för sömn är det nya nyckelordet för sömnförsökare effektivitet: att minska antalet timmar sömn som krävs för full funktionalitet. Defense Advanced Research Projects Agency DARPA leder till att få en hel natts sömn på några timmar. Soldater i tjänst måste fungera enligt deras kognitiva och fysiologiska färdigheter utan att ens behöva en 24-timmars sömncykel.
Nancy Westenstan, en psykolog vid Center for Military Psychiatry and Neuroscience vid Walter Reed Institute for Army Research, letar efter sätt att hålla soldaterna i funktionsdugligt läge samtidigt som de försöker bekämpa effekterna av akut eller kronisk sömnbrist. Hon hävdar att en persons sömn bör ses som en viktig resurs, som mat eller bränsle. I arbetet med marinen försöker Westenstan inte skapa en supersoldat som aldrig kommer att sova. Hon försöker inte ens förbättra soldaternas prestationer - de är redan eliten. Alla behöver sova, åtminstone ibland. Men krigsteater kräver att soldater är vaken och vaken så länge som möjligt.
Även om den amerikanska armén och flygvapnet har en lång historia av att använda stimulanter - det var här modafinil och dextroamfetamin uppfanns, som användes för 24-timmarsflygningar - accepterar marinmännen i allmänhet inget farmakologiskt ingripande. Liksom Westensten säger Chris Burka från Advanced Brain Monitoring, en av DARPA: s forskningspartners, att han är försiktig med stimulanser. "Förr eller senare uppträder något stimulant, verkar fungera bra och väcker intresse, och då hör ingen om det längre, för det har begränsningar och problem."
Vissa misslyckade flygvapenuppdrag har uppmärksammat faran med amfetamininducerad paranoia. Mindre än ett decennium efter att USA: s flygvapen förbjöd amfetamin 1992, återlämnades "resepillerna" tyst för användning av stridspiloter vid utökade uppdrag i Afghanistan. Den 17 april 2002 flög major Harry Schmidt, en av de bästa stridspiloterna, en F-16 stridsflygplan över Kandahar. Kanadensiska soldater genomförde en operation under det, och avsändare beordrade Schmidt att avstå från att skjuta. Men piloten, under pillerna, bestämde att han attackerades, drog avtryckaren och dödade fyra kanadensiska soldater. Denna incident ledde till en fältförsök, men media täckte mest läkemedel.
För militär personal har ABM utvecklat Somneo Sleep Trainer-masken, som använder en eller två timmars fönster för strategisk sömn i en mobil sovmiljö. Genom att stänga av omgivande ljud och visuella distraktioner värmer masken ögonen (tros hjälpa människor att sova). Den är också utrustad med blått ljus som blir ljusare när sömntiden närmar sig, undertrycker sömnhormonet melatonin och säkerställer en lugn uppvaknande.
Idealisk sömn innehåller flera 60- och 90-minuters cykler, från långsamvågsfasen till REM-fasen, men siesta på 20 minuter är tillägnad en tidig nedsänkning i den andra sömnfasen. Det är i den andra fasen av sömnen som trötta muskler återhämtar sig snabbare och vakenheten återgår till det normala.
För marinisterna vid Camp Pendleton nära San Diego är fyra timmars sömn eller mindre en av de hårda förutsättningarna för grundläggande och avancerad träning. Kämparens personlighet vårdas av sömnbrist, natt efter natt, men strider mot andra träningsmål. Kämpar måste kunna hantera vapen på ett säkert sätt och memorera mycket information. Forskare har visat att den kumulativa effekten av kronisk sömnbrist har en negativ effekt på inlärning och minne. Sömnbrist förstör känslan av att lära sig nya färdigheter, och kommandot medger att detta är ett problem. Det är inte lätt att väcka ett dussin trötta soldater mitt på natten och lära dem att skilja mellan vänner och fiender.
Somneo-masken är bara ett av många försök att hålla soldaternas sinnen tydliga. Ett annat initiativ inkluderar kosttillskott. Omega-3-fettsyror, som fiskolja, stöder prestanda i 48 timmar utan sömn - samtidigt som fokus och inlärning förbättras - och marinsoldater kommer att få mer av dessa näringstillskott i framtiden. Den enda frågan är om kortvarig blockering av de negativa effekterna av sömnbrist kan fungera länge. Läkare varnar för att år av sömnbrist gör oss feta, svaga och dumma. En växande lista med sjukdomar pekar också på cirkadiska störningar som orsak.
Både Somneo-masken och tillskotten - med andra ord mörker och kost - ger möjlighet att utveckla "sömnhygien" eller en uppsättning åtgärder för att optimera hälsosam sömn. De kan få effekten av en trunkerad natts vila till den förväntade hastigheten på åtta timmars nöjd snarkning. Men förespråkare för mänsklig förbättring är missnöjda med normen. Vissa teknopanker är villiga att göra stora ansträngningar för att bli av med behovet av att sova helt.
Charles "Chip" Fisher, en entreprenör i New York City, sitter framför en igensatt bokhylla med armarna vikta. Han är redo att presentera sin produkt på Internet. På ett polerat mörkt träbord framför honom ligger en anordning bestående av en strömförsörjning som levererar elektricitet till två svampiga gula sfärer. För att börja spela in instruktionsvideon doppar Fischer sina svampar i ett glas vatten och lägger dem på huvudet strax ovanför bålarna. Enheten slås på och Fischer tittar lugnt in i kameran när impulser tränger in i hans skalle, in i prefrontal cortex. Hans enhet - godkänd av FDA redan 1991 - skiljer sig påfallande från andra "mirakel" -produkter genom att den faktiskt effektivt behandlar sömnlöshet och andra problem. Det är också i spetsen för kampen mot sömn.
Fisher är chef för Fisher Wallace Laboratories på Madison Avenue i New York och har varit hem för konsumentelektronikindustrin sedan vakuumröret kom, då hans fars företag introducerade Fisher Radio-mottagare. Hans tal innehåller alla detaljer i kvällsannonserna för hemmafruar - recensioner, pengarna-tillbaka-garantier, klipp - alla känslomässiga argument som kommer att övertyga även rationalister att köpa. Fisher förvärvade ett patent för en transkraniell stimuleringsanordning från bröderna Saul och Bernard Lisso, elektriska ingenjörer vid MIT. Han tror att kroppen är en samling material, av vilka en del är bättre ledande och en del av dem är motståndskraftiga mot elektricitet.”Vi måste tränga igenom ben och skalle, vilket innebär att vi behöver en hög frekvens - 15 000 Hz. Kombinerat med 500 Hz och 15 Hz ,säger Fischer.”Det tog 12 år att hitta dessa värden. Kroppen påverkas av frekvenser från 0 till 40 Hz”. Att hitta ett botemedel mot sömnlöshet är Fischers största och snabbast växande marknad. Om någon lider av sömnlöshet, kommer de att försöka alla sätt att sova.
Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) är en lovande teknik för att behandla sömnproblem och förbättra kognitiva färdigheter. En växelström, injicerad i den dorsolaterala prefrontala cortex, genom den tunnaste delen av skallen, har gynnsamma effekter som elektrokonvulsiv terapi (ECT), dess föregångare. Även känd som "chockterapi", har ECT fått en berömdhet för sitt missbruk av denna behandling, men är fortfarande anmärkningsvärt effektiv för att bekämpa svår depression. Vi förstår inte hur det fungerar alls, och även moderna mildare och mer riktade ECT används bara som en sista utväg när läkemedelsbehandling inte längre hjälper. Till skillnad från ECT använder tDCS en mycket svag laddning, inte tillräckligt för att stimulera nervceller, men tillräckligt för att vända polarisationen något.
Elektroder placerade i hårbotten ovanför hårfästet, spola med tinningarna, skapar en liten stickningseffekt utan några märkliga känslor. "Vi använder denna stickande känsla för att skapa vårt glamourparadigm", säger Andy McKinley från US Air Force Laboratory. "Ämnet upplever bara några sekunders stimulering - inte tillräckligt för att känna de kognitiva effekterna, men tillräckligt för att känna dem på huden." Efter en halvtimmes behandlingssession blir han energisk, fokuserad och vaken. Träning i visuella sökfärdigheter fortsätter dubbelt så snabbt och efterföljande sömn - om den inte inträffar direkt efter sessionen - konsolideras bättre, uppvaknandet sker snabbare och djup sömn varar längre. För att bekämpa sömnlöshet används denna behandlingsmetod dagligen i två veckor. Mekanismen kan vara lugnande effekter: patienter som tar Xanax eller Valium beskriver sitt humör efter tCDS som en variation på dessa läkemedel, men utan grumling.
De negativa effekterna av terapin på hjärnan har ännu inte upptäckts och FDA har godkänt flera enheter (inklusive Fisher Wallace-stimulant) för okontrollerad hemanvändning, men de långsiktiga effekterna är fortfarande okända. Neurolog Sorush Zagi och hans team vid Harvard School of Medicine försöker ta reda på exakt hur man ska genomföra kliniska prövningar. När de förstår det kommer potentiella faror att vara lättare att leta efter.
Med hjälp av en något annorlunda teknik - transkraniell magnetisk stimulering (TMS), som exciterar nervceller - kunde neurovetenskapsmän vid Duke University framkalla svängningar med långsam våg, den andra sekunden av hjärnaktivitet som vi känner under djup sömn. Genom att rikta in sig på den centrala regionen längst upp på huvudet når de långsamma pulserna det neurala området där långsam vågsömn genereras och sedan sprids i hela hjärnan. Medan Somneo-masken är utformad för att skicka maskbärare till lättare sömn snabbare kan TMS-enheter skicka oss rakt in i djup sömn med en strömbrytare. Fullständig kontroll av våra sömncykler kan maximera tiden som spenderas i långsam vågsömn och snabb ögonrörelse, förbättra sömnens fysiska och mentala effekter,samtidigt som du minskar halva sömntiden. Dina fyra timmars sömn kommer att motsvara andras åtta. Du kan läsa en bok i veckan.
Den enda frågan är om den konstiga tanken kommer att hindra dess antagande. Om samhället avvisar sömnreduktion blir detta inte ett biologiskt problem; motståndet är rent kulturellt. Kriget mot sömn är oupplösligt kopplat till debatten om att förbättra människor, för åtta timmars konsoliderad sömn är den ultimata kognitiva förbättringen. Sömnighet och koncentrationsförlust skapar en enorm marknad för läkemedel för att bekämpa detta. Det är svårt att föreställa sig hur det skulle vara om kroppen inte bara återhämtade sig under sömnen. En av anledningarna till att vi ibland behöver stänga av är att vårt visualiseringssystem är girigt som ett sinnesorgan. Merparten av informationen kommer till oss i form av bilder. Sova glukosmetabolism, som visas av fMRI,väldigt annorlunda än glukosmetabolismen under bra timmar, aktiveras vissa regioner i ett eller annat tillstånd, men inte i båda. Så snart vi stänger ögonlocken för att sova frigörs en enorm mängd energi. Precis som flygplan måste landa för att tanka, måste vi sova så att våra hjärnor är redo för nästa dag. En drastisk minskning av sömnen kräver motsvarande tankning i farten.
Naturligtvis kommer sådana försök att möta kraftfullt kulturellt motstånd och rop av "det som är naturligt är inte fult." Uppfattningen om vad som ligger inom det normala intervallet dikterar hur mycket av en persons prestationsvinst som är medicinskt godtagbar och hur mycket etiska råd som väntar. Tänk på att dessa Bell-kurvor har förändrats genom historien. Jag bryr mig inte om att vi började bekämpa sömnlöshet precis eftersom Iljitsj glödlampa förvandlade varje grotta till maj-middag.
Våra moderna sovvanor har länge upphört att vara naturliga och skiljer sig väldigt mycket från våra forfäders sovvanor. På 1990-talet genomförde psykiater Thomas Wehr från National Institute of Mental Health i Maryland ett experiment om sambandet mellan komplexa sömnrytmer och naturligt ljusmönster. Somnar i skymningen och vaknade vid gryningen upplevde volontärerna någon form av sömn mitt på natten - en två timmars period av meditativ lugn, under vilken prolaktinnivåerna hoppade. Och detta bekräftas av historiska register från förindustriell tid: de första moderna engelska hushållen såg "första drömmen" och "den andra drömmen", och tiden mellan dem användes för att be eller kommunicera med familjemedlemmar.
Mänsklig förbättring drivs för närvarande av militära imperativ, åtminstone i USA, eftersom det civila samhället är mer konservativt i sitt tillvägagångssätt. Dedikerade enheter som United States Air Force's Office of Human Performance försöker göra människor bättre på vad de naturligt gör. Varje timmes sömn tar en timme från jobbet, att hitta partners eller att uppfostra barn; om sömn inte har en viktig anpassningsfunktion för att betala kostnaden för att göra ingenting, kan det vara "det största felet i den evolutionära processen", säger Allan Rechtschaffen, en sömnforskare vid University of Chicago.
Om teknologier som tDCS blir säkra och allmänt tillgängliga kommer de att bana en alternativ väg till mänsklig livslängd och förlänga vår medvetna livslängd med 50%. Många av oss uppskattar tiden vi tillbringar i sängen, men vi tillbringar större delen av vår sömn medvetslös - ta bort dem och du skulle inte ens märka det. Tja, vilket piller väljer du, rött eller blått?
Ilya Khel
