Физиологические основы сна. Сон

Сон – это долговременное функциональное состояние, характеризующееся значительным снижением нервно-психической и двигательной активности, которое необходимо для восстановления способности мозга к аналитико-синтетической деятельности.

Виды сна.

    Физиологический суточный сон.

    Сезонный сон у животных (земляная белка спит 9 месяцев).

    Гипнотический сон.

    Наркотический сон.

    Патологический сон.

Продолжительность суточного сна у новорожденного около 20 часов, у годовалых детей 13-15 часов, у взрослых 6-9 часов.

В течение физиологического сна периодически друг друга сменяют две его формы: быстрый или парадоксальный сон; медленный сон. Быстрый сон возникает 4-5 раз за ночь и длится ¼ всего времени сна. Во время быстрого сна мозг находится в деятельном состоянии: об этом свидетельствует а-ритм ЭЭГ, быстрые движения глазных яблок, подергивание век, конечностей, учащаются пульс и дыхание и т.д. Если человека разбудить во время быстрого сна, он расскажет о сновидениях. При медленном сне этих явлений нет, а на ЭЭГ регистрируется дельта-ритм, свидетельствующий о тормозных процессах в мозге. Долгое время считалось, что во время медленного сна сновидений нет, сейчас установлено, что сновидения в этот период сна менее яркие, длительные и реальные. Возникновение ночных кошмаров также связано с медленным сном. Более того, обнаружено, что сомнабулизм или снохождение возникает именно во время медленного сна.

Значение сна:

    Очищение центральной нервной системы от метаболитов, накопившихся в процессе бодрствования.

    Удаление накопившейся за день ненужной информации и подготовка к приему новой.

    Переход информации кратковременной памяти в долговременную. Он происходит во время медленного сна. Поэтому заучивание материала перед сном способствует запоминанию и лучшему воспроизведению запоминаемого. Особенно хорошо улучшается запоминание логически несвязанного материала.

    Эмоциональная перестройка. Во время быстрого сна происходит снижение возбудимости очагов мотивационного возбуждения, которые возникли в результате неудовлетворенной потребности. Во время сна неудовлетворенные потребности находят отражение в сновидениях. (З. Фрейд. О сновидениях). У больных с депрессивным состоянием наблюдаются необычайно яркие сновидения.

Таким образом, во сне происходит психологическая стабилизация, и личность в определенной мере защищается от нерешенных конфликтов. Обнаружено, что люди мало спящие, у которых продолжительность быстрого сна относительно больше, лучше приспособлены к жизни и спокойно переживают психологические проблемы. Долго спящие обременены психологическими проблемами и социальными конфликтами.

Теории механизмов сна.

    Химическая теория сна. Выдвинута в прошлом веке. Считается, что в процессе бодрствования образуются гипнотоксины, которые вызывают засыпание. В последующем была отвергнута. Однако сейчас вновь выдвигается биохимическая теория. В данное время установлено, что нейромедиатор серотонин способствует развитию медленного сна, норадреналин – быстрого. Кроме того, из мозга выделены нейропептиды, которые вызывают засыпание при действии на гипоталамическе центры мозга, например, это пептид дельта-сна. Ъ

    Теория центра сна. Создатель теории – австрийский лауреат Нобелевской премии физиолог Гесс. В 30-е годы он обнаружил, что при электрическом раздражении ядер гипоталамуса в области третьего желудочка, происходит засыпание животного.

    Теория разлитого торможения коры. Предложена И. П. Павловым. По его теории сон – это разлитое торможение коры больших полушарий, возникающее в результате его иррадиации из локальных участков, где вследствие утомления первоначально произошло торможение. Эта теория также не в полной мере объясняет возникновение сна. В частности установлено, что в период быстрого сна кора находится в деятельном состоянии.

    Теория П. К. Анохина. Согласно ей, в результате утомления развивается торможение локальных участков коры. Кора перестает возбуждать центры сна в ретикулярной формации и в нейронах развивается торможение ретикулярной формации перестает оказывать активирующее влияние на кору больших полушарий и в ней развивается разлитое торможение.

    В настоящее время установлено, что сон и бодрствование – это два взаимно дополняющих функциональных состояния. Их регуляция осуществляется центрами, находящимися в реципрокных отношениях. Обнаружены центры бодрствования в ретикулярной формации среднего и промежуточного мозга, в этих же отделах мозга находятся центры сна. При этом нейромедиатором в центрах сна является серотонин и пептиды сна. Центры сна активируются в результате уменьшения количества нервных импульсов, поступающих в ретикулярную формацию от периферических рецепторов по коллатералям (теория деафферентации, рефлекторная теория), а также по нисходящим путям от коры больших полушарий. При возбуждении центров сна тормозятся центры бодрствования и активирующее влияние ретикулярной формации на кору уменьшается, развивается сон.

Нарушения сна:

    Бессонница. Страдают около 15% взрослых. Снотворное.

    Нарколепсия – приступы неопределенной сонливости днем. Нарушение взаимодействия центров сна и бодрствования.

    Сомнабулизм. В легких случаях человек садится в кровати и произносит несколько слов. В тяжелых – довольно длительно может ходить и выполнять какие-либо действия. Чаще страдают дети и подростки. Причина заболевания неизвестна.

    Ночные страхи, чаще у детей. Кошмары у взрослых.

    Сонный ступор. Возникает во время засыпания. Человек не может произвести никакого движения. Могут наблюдаться устрашающие галлюцинации.

    Энурез – ночное недержание мочи. Встречается у 10% детей. Причины не известны.

Сон родился в тепле

Считается, что сон появился вместе с терморегуляцией. Большая часть млекопитающих приспособилась к жизни путем организации терморегуляции (некоторые исследователи связывают это с великим оледенением). В отличие от холоднокровных животных, у которых сна нет, а есть лишь бодрствование и покой, во время которого мозг отключается, мозг теплокровных активен и в состоянии покоя. В результате эволюции появилось особое состояние — сон; не покой и не бодрствование — во сне мозг работает. Иначе, чем в состоянии бодрствования, но почти так же активно.

Объяснить природу сна пытались с самых давних времен. Это еще до нашей эры пытались сделать такие мощные умы, как Эмпедокл, Гиппократ, Аристотель. Первый полагал, что сон возникает из-за отделения огня от остальных первоэлементов — воздуха, воды и земли, а попросту из-за уменьшения тепла в крови. «Отец медицины» изъяснялся проще, но по сути похоже: сон приходит из-за оттока крови и тепла во внутренние органы. Аристотель называл тепло «духами», которые появляются в результате поедания пищи и вызывают сонливость. В XVI веке Парацельс вполне приземленно объяснял причину сна дневным утомлением и призывал ложиться с закатом и вставать с рассветом. Было еще немало объяснений все с теми же мистическими терминами вроде «нервных духов» или «жизненных эфиров». Самым симпатичным мне показалось высказанное уже в XIX веке философское определение профессора физиологии и хирургии Филиппа Франца фон Вальтера: «Сон — это капитуляция нашей эгоистичной сущности перед коллективизмом естественного духа, слияние индивидуальной человеческой души с универсальным духом природы».

В пору расцвета естественных наук появились более рациональные объяснения загадки сна — изменения в нервных клетках, обеднение мозга кислородом и пр. Однако проверить все эти гипотезы не было никакой возможности. Да и как проверять, если у объекта изучения не спросишь, что с ним происходит. Он может уже после сна лишь попытаться описать его качество — плохо или хорошо спал, просыпался ли, снилось ли что, а если снилось, то что именно. В результате можно было лишь дать некие внешние характеристики вроде закрытых глаз, замедления дыхания, пульса, возможно, некоторого снижения температуры. Но эти же характеристики были вполне уместны при описании просто отдыхающего с закрытыми глазами человека.

Электромагнитное поле мозга

Владимир Ковальзон говорит, что, если бы у животных была возможность спать целый день, они бы спали. Многие дневные животные предпочитает спать пару раз днем и всю ночь. Но ночной сон у них дробный, и после каждого цикла они просыпаются. Как правило, такой цикл у животных, как и у людей, состоит из двух фаз — медленного сна и парадоксального. У лошади, например, парадоксальный сон, по-видимому, сильно сдвинут к утру. Всю ночь она спит стоя, а под утро зачастую ложится, кладет голову на круп и видит сны.
Продолжительность цикла у различных животных разная, у некоторых она может составлять всего несколько минут. Общая же продолжительность сна животных может варьировать от двух часов у жирафа до двадцати у мешотчатого прыгуна. Макаки и шимпанзе спят около десяти часов в сутки. Коровы, лошади, кролики спят с открытыми глазами. У копытных часто наблюдается так называемый коллективный сон — пока одни особи спят, другие бодрствуют, охраняя стадо, потом меняются. Не совсем понятно, как спят птицы во время долгих перелетов.
«Открытие, как спят дельфины, было сделано нашей лабораторией в середине семидесятых, — рассказывает Ковальзон. — Они спят только одним полушарием мозга, в то время как второе бодрствует». Дельфины дышат воздухом на поверхности воды, второе полушарие всегда «на стреме», чтобы не захлебнуться.
Тюлень набирает воздух, заныривает в воду и там спит. Его цикл сна длится несколько минут и укладывается в дыхательную паузу. А вот морские котики могут спать как на суше, так и в воде. Причем на суше они спят, как наземные млекопитающие, а в воде — как дельфины.
Исследования первобытных племен в отдаленных районах мира показали, что эти люди спят примерно так же, как животные, — днем и ночью с дробными циклами.

Мощным толчком к изучению природы сна стали первые опыты немецкого врача Бергера по регистрации электромагнитных волн мозга. В двадцатых годах прошлого века он исследовал мозг бодрствующего человека и стал первооткрывателем альфа-ритма электрической активности мозга. В тридцатые годы его исследования были подхвачены другими. Исследователи могли наблюдать, как меняется характер электромагнитных волн в зависимости от состояния бодрствования, покоя или сна. По рисунку волн было понятно, что процесс сна неоднороден. Он состоит из 90-минутных циклов, включающих две фазы — медленный сон и быстрый. Нормальный сон человека может насчитывать четыре-пять таких циклов. У человека, единственного из всех млекопитающих, сон «слитный», животные после каждого цикла просыпаются. «Животные, кроме того что имеют дробный ночной сон, спят еще пару раз днем, — объясняет ведущий научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН Владимир Ковальзон. — Человек же, работающий или просто активно действующий в течение светового дня, приобрел слитный ночной сон. Кстати, опыты с людьми, "отключенными от давления цивилизации", привели к тому, что испытуемые приблизились по структуре сна к животным». По словам профессора Ковальзона, практически всем теплокровным животным присущ двухфазный сон, хотя бывают и различия в соотношении времени медленного и быстрого снов (а у дельфинов, например, и вовсе не обнаружили признаков быстрого сна).

О двух фазах сна заговорили сравнительно недавно. В пятидесятых годах один из отцов науки сомнологии — Натаниэль Клейтман открыл быстрый сон . Клейтман вместе с одним из своих помощников Юджином Азеринским заинтересовался вращательными движениями глаз во сне. Выяснилось, что в определенные периоды сна происходят буквально вспышки быстрых движений глаз под закрытыми веками. Оказалось, что если в это время разбудить испытуемого, он рассказывал о сновидениях, поэтому ученые стали считать, что именно в этой фазе спящие видят сны. Выяснилось также, что сон человека состоит из двух частей . Первая часть — как правило, медленный сон, который занимает в цикле большую часть времени, а быстрый — всего 10─15 минут. Во второй части продолжительного сна быстрый сон может занимать и 30─40 минут.

Многочисленные исследования мозга показали, что в медленной фазе есть еще четыре стадии — от поверхностного сна к более глубокому (на электроэнцефалограмме это отражается в смене ритмов — от ритмов с поэтическим названием «сонные веретена» к К-комплексам и дельта-волнам). В быстром сне выделяют два состояния , в первом из которых, как считается, снятся самые эмоциональные сны, во втором — более спокойные (этот сон характеризуется на ЭЭГ бета-активностью и пилообразным тета-ритмом).

Описать-то структуру описали, но объяснить, увы, мало что смогли. «Кибернетики и нейробиологи уже больше тридцати лет бьются над вопросом, что означают те же сонные веретена», — говорит Геннадий Ковров, профессор ММА им. Сеченова, сотрудник Сомнологического центра Минздрава РФ. — Мы не знаем, о чем говорят эти ритмы, о чем — фазы и стадии. Сон — это множество сложных процессов. Ученые находят феномены, которые более или менее характерны для состояния сна, но целостного объяснения никто дать не может. Появляется масса локальных находок, которые пытаются транспонировать в какую-то гипотезу, но дальше — пустота".

Локальные находки, о которых говорит профессор Ковров, позволяют только предположить, для чего нужен медленный и для чего быстрый сон. «Медленный сон с позиций здравого смысла вроде бы более понятен, — говорит Владимир Ковальзон. — Существует гипотеза, что он нужен для восстановления организма». Можно, конечно, говорить, что организм может восстанавливаться и в состоянии покоя при включенном сознании. Но ученые заметили, что, например, гормон роста активнее всего работает в медленном сне, тогда же лучше происходит регенерация тканей . Результаты работы российского ученого Ивана Пигарева не так давно показали, что системы, анализирующие в состоянии бодрствования зрительные сигналы, в период медленного сна анализируют сигналы, идущие из кишечника ! То есть в это время мозг перестраивает свои системы на особую ночную работу — управление внутренними органами. «В состоянии бодрствования в мозге происходят электрические процессы при передаче импульсов от нейрона к нейрону, процессы перемещения ионов — в результате получается избыток одних ионов внутри клеток, и других снаружи, — говорит Ковальзон. — Представляется, что в медленном сне как раз и может восстанавливаться этот баланс зарядов».

Открытие и исследование Мишелем Жуве нейромедиаторов позволило выстроить нейрохимическую картину сна, пусть пока и несовершенную. Для фазы медленного сна характерна высокая активность одного из главных тормозящих нейромедиаторов мозга — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Позже выяснили, что в процессе торможения еще участвует пептид галанин. Вместе с ГАМК они тормозят выброс тех нейромедиаторов, которые характерны для состояния бодрствования , в частности, серотонина, норадреналина, гистамина и др. ГАМК и галанин действуют на ретикулярную формацию мозга, которая в заторможенном состоянии перестает активировать кору головного мозга. В состоянии бодрствования все отделы мозга активно «общаются» друг с другом, в состоянии же медленного сна кора мозга работает как бы автономно . В этом случае мозг не получает сигналов от сенсорных систем и не посылает сигналы в мышцы . Вполне возможно, что менее активная деятельность мозга и некоторая разобщенность в работе его отделов из-за торможения медиаторами и позволяет мозгу восстанавливать баланс зарядов.
«Я упрощаю схему, потому что в это же время происходит еще масса процессов. Открываются новые вещества, которые могут участвовать в механизмах медленного сна… Пока еще нет четкой картины и нет объяснения, как эти феномены связаны между собой и чем запускаются», — говорит Ковальзон.

Переспать с проблемой

Совсем иная картина наблюдается в фазе быстрого сна. Если в фазе медленного сна мы сильно «тормознуты», то в фазе быстрого многие отделы мозга работают невероятно активно . «Именно потому, что при внешнем покое мозг работает достаточно интенсивно, с переживанием сновидений, этот сон известный ученый Мишель Жуве назвал "парадоксальным"», — рассказывает Ковальзон.
В фазе быстрого сна активно действует ацетилхолин. Это тоже нейромедиатор, но не тормозящий, а активирующий кору головного мозга. Но активация эта, по словам Ковальзона, не совсем такая, как в состоянии бодрствования, когда кроме ацетилхолина на кору действуют и других медиаторы.
Впрочем, в фазе быстрого сна действуют и тормозящие вещества, главным из которых считается глицин. Он практически полностью отключает мышечную систему (в медленном сне она только заторможена под действием ГАМК). Зачем нужно это отключение? В ходе многочисленных опытов было доказано, что повреждение механизма, отключающего мышечную систему, может привести к тому, что спящий будет реально проделывать те движения, которые ему снятся . В подобных экспериментах кошки с закрытыми глазами в состоянии сна то в ужасе пятились перед неизвестным врагом, то гонялись за несуществующей мышкой. Владимир Ковальзон рассказал об уникальном судебном процессе, происходившем в США несколько лет назад. Сомнологи тогда фактически доказали невиновность подсудимого. Пожилой человек во сне задушил свою супругу. Проснувшись, он посчитал, что она умерла от старости, и был нимало удивлен, когда ему было предъявлено обвинение в убийстве. На шее погибшей нашли следы его пальцев. Изучив этот случай, специалисты-сомнологи доказали, что сделал он это неумышленно. В результате недавнего инсульта у него был поврежден именно тот участок мозга, который отвечает за выключение мышечной системы. Ему снилось, что его душат (он задыхался от «грудной жабы»), и, защищаясь, он душил своего душителя. И его оправдали.

В парадоксальном сне во время сновидений мозг систематизирует информацию

У здоровых людей при полном отключении мышечной системы активно работают некоторые отделы мозга, в том числе и кора, которая и дает нам сновидения. Сновидения как будто говорят нам о том, что мозг «переваривает» какую-то информацию. «Основная гипотеза — быстрый сон нужен для психической адаптации, — рассказывает профессор Ковров. — Хотя сознание отключено от внешней среды, оно работает». Исследователи из Цюрихского университета Дитрих Леман и Марта Куку предположили, что во время быстрого сна и сновидений мы не только перерабатываем информацию прошедшего дня, но комбинируем недавно приобретенные знания с уже имеющейся информацией. Жуве формулировал эту идею немного по-другому — как комбинацию новой информации с врожденными инстинктами . Впрочем, известнейший молекулярный биолог, «отец» ДНК, лауреат Нобелевской премии Фрэнсис Крик полагал, что в парадоксальном сне, наоборот, память очищается стиранием ненужной информации : «Мы видим сны, чтобы забыть».

Геннадий Ковров считает, что в парадоксальном сне во время переживания сновидений мозг систематизирует информацию . «В состоянии бодрствования, на мой взгляд, систематизация не получается, — говорит он. — На мышление оказывает влияние слишком много случайных факторов. Мы можем ошибаться. А наши ошибки могут стоить слишком дорого. Самостоятельно мозг проделает анализ лучше». Говорят же, что с проблемой надо переспать. Или утро вечера мудренее.

Согласимся с профессором Ковальзоном, что гипотеза природы медленного сна более связана, хотя и в ней есть еще белые пятна. И если бы наш сон состоял только из этой фазы, все было бы гораздо проще. Но что делать с быстрым сном, пока полностью оправдывающим название парадоксального? Сейчас разные специалисты лишь регистрируют феномены этого сна, попытки же их связать и последовательно показать единство множества механизмов пока безрезультатны. Лауреат Нобелевской премии профессор физиологии Цюрихского университета Вальтер Гесс еще в начале сороковых предупреждал: «Наши попытки прояснить природу и механизм сна основаны на предположении, что эта проблема не может быть разрешена сама по себе, но только в ходе анализа целостной функциональной структуры всего организма».

Смотрите статьи

Еще одной разновидностью функционального состояния ЦНС и всего организма считают сон. Человек почти треть жизни проводит в этом состоянии. Продолжительность сна зависит от возраста и индивидуальных особенностей. Младенцы спят до 20 часов, а взрослые в среднем 6,5-8 ч в сутки (чтобы чувствовать себя бодрым и энергичным, днем иногда достаточно поспать несколько минут).

Сон - это особое состояние организма, которое характеризуется прекращением или значительным снижением двигательной активности, понижением функции анализаторов, уменьшением контакта с окружающей средой, более-менее полным отключением сознания.

Виды сна. Естественный физиологический сон, что имеет периодический характер, может быть суточным или сезонным (зимняя или летняя спячка), возникать одно - или многократно в течение суток.

Гипнотический сон - частичный сон, который характеризуется сохранением некоторого контакта человека с внешним миром. Частичное отключение сознания при сохранении контакта с гипнотизером создает благоприятную почву для повышенной внушаемости.

Патологический сон возникает вследствие различных нервно-психических расстройств. Он характеризуется повышенной сонливостью различной степени выраженности - от легкого дремотного состояния к летаргического сна, когда в течение длительного времени, вплоть до нескольких лет, человека нельзя разбудить.

Естественный сон

Несмотря на большое количество исследований, механизмы сна до сих пор до конца не выяснено, и поэтому наши представления о них, как правило, имеют гипотетический характер. В полной мере не ясна также и причина, что обусловливает необходимость наступления сна: почему человек или животное на некоторое время должны стать совершенно беззащитны - заснуть. В то же время человек переносит чрезвычайно тяжело длительное лишение сна, и лишь особо выдающимся "рекордсменам" удавалось продержаться без сна 7-10 суток.

На сегодня особый интерес представляет мысль о сне как об одном из проявлений циркадианных (от англ. circa - около, dies -день; близькодобових) ритмов. У человека обнаружено более 100 различных физиологических параметров, что переживают циклические колебания с периодом около 24 час. Один из самых ярких ритмов - цикл "сон-бодрствование". Много ритмов задают "структуры-часозадавачі", ритмичность функции которых запускается при рождении.

Не исключено, что циркадіанний ритм "сон-бодрствование" млекопитающим достался в наследство от давних предков - рептилий, которые не имели механизмов терморегуляции. Вследствие этого они с наступлением темноты и похолодания впадали в "спячку" - гипотермическое недвижимость. Низкая ночная температура, способствуя снижению активности обменных процессов в клетках ЦНС, естественно приводит к угнетению ее активности. Не исключено, что млекопитающие, получив "в наследство" этот "перво-сон", трансформировали его в то состояние, которое и составляет истинный физиологический сон. Такая гипотеза не лишена оснований, поскольку образование ствола мозга эволюционно мало изменились, а именно здесь находятся нейроны, которые можно отнести к "центров сна" (см. ниже).

Фазы сна

Состояние человека в период сна характеризуется в первую очередь резким понижением чувствительности сенсорных систем, нарушают адекватную реакцию организма на внешние раздражители. Хотя человек, который спит, может и проснуться под действием даже не таких мощных, но важных для него раздражителей. Так, мать мгновенно может разбудить не только плач, а иногда и шевеление ребенка, что спит, и в то же время она может не слышать посторонних громких звуков.

Эти и другие изменения, возникающие в организме в период сна, зависят от его глубины. Сейчас глубину сна, обусловленную силой раздражителя, необходимого для пробуждения, разделяют на несколько (до 4-5) фаз.

Рис. 183.

С углублением сна наблюдают фазные изменения ЭЭГ: десинхронізований р-ритм ЭЭГ человека, что не спит, постепенно замедляется, синхронизируется, а за глубочайшего сна регистрируют 5-волны (рис. 183).

Первая фаза сна характеризуется появлением а-ритма (типичного для расслабленного бодрствования), скелетные мышцы еще напряжены, глазные яблоки двигаются.

Переход во вторую фазу сопровождается появлением быстрой, мелкой, но нерегулярной активности ЭЭГ, что прерывается появлением больших медленных волн. Мышечное напряжение значительно снижается, глаза неподвижны. Это момент истинного наступления сна. Через несколько минут волны ЭЭГ еще больше растут и замедляются, их частота составляет 1-4 циклы за 1 сек. Это 5-волны, характерные для третьей стадии. Если более 20% всего времени сна занимают 5-волны, это означает наступление четвертой фазы сна. В третьей, а особенно в четвертой фазе сна скелетные мышцы расслаблены, глаза неподвижны. В этом случае доминирует активность парасимпатической нервной системы с показателями снижение ЧСС, замедление дыхания, незначительное снижение температуры тела. Изменяется и гормональный статус: в крови снижается концентрация кортизола, а уровень гормона роста возрастает. В этой фазе сна разбудить человека достаточно трудно. Вследствие появления на ЭЭГ медленных волн третью и четвертую фазы сна именуют медленным сном. До утра глубина сна постепенно уменьшается.

Время от времени медленный ритм ЭЭГ меняется на высокочастотные, где-синхронизированные волны, характерные для состояния бодрствования и засыпания (а - и р-волны). Но в таком случае, как и в фазе глубокого сна, тонус периферических мышц значительно снижена. Однако на фоне общего снижения тонуса мышц могут появиться их короткие подергивания, особенно лицевых и, как правило, наблюдают быстрые движения глаз (ШРО). Поэтому такое состояние получило название фазы ШРО. Дыхания, АД и пульс становятся нерегулярными, а у мужчин (даже у мальчиков) может происходить эрекция. Все указанные изменения в основном характерны для активного состояния бодрствования ЦНС, вследствие чего эту фазу сна называют парадоксальным сном. В то же время за такого состояния порог пробуждения остается так же высок, как и в случае глубокого сна. Эта фаза длится в течение 15-20 мин, после чего сон снова переходит в четвертую фазу.

Как правило, в фазе парадоксального сна человек видит сновидения, о чем можно узнать, разбудив ее. Однако сновидения - не самая характерная особенность парадоксального сна - они появляются и в другие фазы, хоть и немного реже.

Таким образом, во время электроэнцефалографического исследования можно увидеть, что фаза быстрого сна характеризуется активным состоянием коры полушарий большого мозга. Ученые, первыми проводили подобные исследования и обнаружили фазу ШРО, считали, что лишения в течение длительного времени этой стадии сна (исследуемых пробуждали с появлением соответствующих признаков) приводит к нарушению психики. Но в дальнейшем было доказано, что никаких значительных отклонений в этом плане не наблюдалось, хотя после такой ночи исследуемый чувствовал себя недостаточно энергичным, у него отмечалась незначительная сонливость. Представляет интерес тот факт, что когда человека на протяжении ночи искусственно лишать фазы парадоксального сна, то следующей ночью ее будет компенсировано за счет его удлинения и уменьшения фазы медленного сна.

Нет оснований считать, что фаза с ШРО - это следствие сновидений, поскольку их удается обнаружить, например, у эмбрионов, слепых младенцев, аненцефалів. (Хотя полностью соглашаться с таким утверждением, возможно, и не стоит.)

У взрослого человека фаза быстрого сна за ночь появляется 4-5 раз с периодичностью около 90 мин (рис. 184). Начиная с 5-9-летнего возраста, суммарная продолжительность фазы из ШРО составляет 20 % всего периода сна, то есть в среднем длится около 1,5 часа. У детей младшего возраста она гораздо длиннее: у младенцев может составлять до 50 % их самого продолжительного сна. Если человек спит всего 3-4 часа, то и в этом случае в ней сохраняется суммарная полуторачасовая продолжительность парадоксального сна. Продолжительность этой фазы несколько возрастает, когда человек начинает вести образ жизни, что требует активной работы мозга.

У животных регистрируется парадоксальная фаза сна. Причем суммарная продолжительность ее у разных животных не одинакова. В "умных" хищников эта фаза длиннее, чем у их менее развитых жертв.

Цикл сон-бодрствование является одним из ярких проявлений внутренних циркадных (суточных) ритмов организма, отражающие временное соотношение окружающей среды. Сон, что периодически наступает, то суточный сон, является жизненной потребностью организма. Эксперименты, в которых на длительное время собак лишали сна, свидетельствуют, что при этом взрослые животные погибают на 10-12-е сутки, щенки - на 5-10-ю. У человека при лишении сна (депривации) на 3-и сутки развиваются эмоциональная неустойчивость, состояние депрессии, резко снижаются внимание, память, умственная работоспособность. К концу 7-х суток наблюдаются расстройство сознания, психомоторное возбуждение, эмоциональная равнодушие, исчезает реальное представление об окружающей обстановке подобное.
Основная функция сна - это восстановление физических и психических
сил, которое позволяет максимально адаптироваться к изменению условий внешней и внутренней среды. Сон представляет собой чередование различных функциональных состояний головного мозга, а не «отдыхом» для головного мозга, как считалось ранее. Во время сна перестраивается мозговая деятельность, которая необходима для переработки и консолидации информации, попавшей в период бодрствования, перевода ее с промежуточной в долговременную память.
Активность нейронов в различных отделах коры большого мозга и глубинных структурах мозга во время сна остается практически такой же, как и при неспаний
Структура (виды) суточного сна. По современным представлениям, сон не единственное состояние мозга и организма, а совокупность двух качественно различных состояний - так называемого медленного и быстрого сна.
Медленный сон (синонимы: синхронизированный, ортодоксальный) в свою очередь делится на несколько стадий, выделенных на основании изменений ЭЭГ. Первая стадия (дремоты) характеризуется угнетением основного ритма (альфа-волн), который постепенно меняется низкоамплитудными колебаниями разной частоты. Вторая стадия характеризуется периодическим возникновением «сонных веретен» (пачек волн с частотой 12-18 Гц). Третья и четвертая стадии характеризуются постепенным увеличением на ЭЭГ высокоамплитудных медленных дельта-волн. Эти стадии соответствуют глвбокому сна (так называемый дельта-сон). Как правило, максимальная глубина сна при каждом цикле под утро уменьшается. И в утренние часы четвертая фаза уже не достигается. При наркотическом сне последняя стадия называется хирургической, когда начинается оперативное вмешательство. В целом по мере углубления сна ритм ЭЭГ становится все медленнее (синхронизированным).
Кроме электрофизиологических, для медленного сна характерны определенные метаболические, вегетативные и гормональные изменения. Так, в организме во время сна происходят интенсивные анаболические процессы, направленные на компенсацию повышенного катаболизма, который наблюдается в период бодрствования. Важным компонентом этой компенсаторной функции является синтез белковых макромолекул, в том числе в главном
мозга. Во время сна увеличивается экскреция анаболических гормонов (гормона роста, пролактина), повышается тонус парасимпатической нервной системы и других. Во время медленного сна снижается также мышечный тонус, становятся разными частота дыхания и пульс. Предел пробуждения увеличивается от первой стадии к четвертой. Поэтому сновидения во время медленного сна у большинства людей не бывает.
Быстрый сон (синонимы: синхронизированы, парадоксальный). В течение ночного сна быстрый сон бывает 4-5 раз (примерно через 1,5 ч) и длится 6,8 или 20 мин. У взрослых на быстрый сон приходится примерно 20%, у детей - 30%, у новорожденных-50% общей продолжительности сна. Быстрый сон характеризуется появлением на ЭЭГ быстрых низкоамплитудных ритмов. Во время быстрого сна резко подавляются спинномозговые рефлексы. Однако на фоне общего снижения тонуса появляются короткие подергивания отдельных мышц туловища и особенно лица. В то же время мозговой кровоток усиливается. Характерными проявлениями быстрого сна являются быстрые движения глаз (60-70 в 1 мин) при закрытых веках, изменения ЭЭГ, нерегулярное увеличение частоты сердечных сокращений, артериального давления, усиление гормональной активности («вегетативная буря»). При пробуждении из быстрого сна 80-90% пациентов рассказывают о сновидениях.
Таким образом, весь ночной сон состоит из 4-5 циклов. Каждый из них начинается с первых стадий медленного сна и заканчивается быстрым сном. Продолжительность цикла составляет 80-100 мин. В первых циклах преобладает дельта-сон, в последних циклах - быстрый сон.
Механизмы сна. Мозговые структуры, участвующие в организации сна, достаточно многочисленные и локализуются на разных уровнях мозгового ствола - так называемая сомногенных (гипногенным) система. Основными структурами, которые обеспечивают медленный сон, является серотонинергические нейронные образования ядер шва в стволе головного мозга и таламический синхронизирующая система, а также некоторые гипоталамические структуры (ядра перегородки). Система, при участии которого формируется быстрый сон, включает ретикулярные ядра моста головного мозга (варолиева моста) и лимбических структурах мозга.
Как свидетельствуют данные электрофизиологического исследования, в медленном сне происходит незначительное уменьшение частоты разрядов нейронов, в скором, наоборот, - их увеличение. Поэтому активность нейронов в различных отделах коры и подкорковых структур большого мозга во время сна остается практически такой же, как и при бодрствовании. Энергетический метаболизм мозга в быстром сне значительно выше, чем в состоянии спокойного бодрствования.
Церебральные биохимические механизмы, лежащие в основе возникновения сна, сложные и включают много звеньев. В них принимают участие серотонин-, адрен-, холинергические системы, некоторые полипептиды (дельта-пептид), аргинин-вазотонин, бета-эндорфин, субстанции Р и др..
Так, из мозга и моче животных выделен низкомолекулярный пептидный фактор S, при введении которого развивается медленный сон. Подобный эффект достигается и при введении полипептиды DSIP (delta-sleep inducing peptide), который не только вызывает сон, но и значительно увеличивает его продолжительность. В литературе приводятся данные о взаимосвязи различных гормонов и цикла сон - бодрствование. Наибольшая зависимость обнаружена для соматотропина (гормон роста), который секретируется в основном в фазе дельта-сна. Тесно связан с ночным сном и гормон пролактин, секреция которого резко повышается (особенно во вторую половину ночи). Секреция ряда гормонов во время сна резко снижается. К ним относятся тиреотропин, адренокортикотропина и кортизол. Как видим, во время сна повышается секреция анаболических гормонов и уменьшается секреция катаболических.
Факторы, обусловливающие сон. Можно выделить четыре группы факторов ", которые предопределяют периодический суточный сон: 1) эндогенные факторы, связанные с утомлением и гипногенным веществами (серотонин, норадреналин, гамма-оксибутирата, дельта-пептид и др..) 2) действующих эндогенно, ритмично («внутренние часы»), 3) безусловные (темнота, покой, положение тела, сенсорная монотонность, влияние температуры, атмосферного давления) 4) условнорефлекторные (привыкание к определенному времени сна, его продолжительности и проч.).
Пробуждение наступает вследствие снятия торможения в ретикулярной формации со стороны серотонинергических нейронов голубого пятна. Вследствие растормаживания увеличивается возбудимость ретикулярной системы в афферентных импульсов, поступающих сюда, повышается активность коры головного мозга, благодаря чему восстанавливается состояние ЦНС, характерен для периода бодрствования.
Физиологическая сущность сновидений. По современным данным, сновидения является следствием неупорядоченной активности нейронов большого мозга при дефиците внутреннего дифференцированного торможения. Приспособительное (адаптивное) значение сновидений пока не доказано. Считают, что сновидения выполняют защитную функцию, отвлекая частично Неспящие сознание от различных внешних и внутренних раздражений, которые могли бы возбудить. К внешним раздражителям, которые возбуждают отдельные группы клеток коры большого мозга и порождают сновидения (чаще всего в фазу быстрого сна), относятся разнообразные воздействия на сенсорные системы спящего человека. Это шум, яркое освещение комнаты, острые запахи, температурные раздражения кожи и т.д., а также различные интероцептивные импульсы, вызванные переполненным желудком, мочевым пузырем, затрудненим дыханием и др.. Сновидения могут определяться мотивационной доминантой. Например, у голодного человека часто бывают сновидения, лейтмотивом которых является поиск и прием пищи, на фоне половой доминанты возникают сексуально окрашенные сновидения. После реализации доминанты эти сновидения исчезают. В связи с этим в сновидениях могут «осуществляться» разнообразные желания, мечты, недосягиенни в реальной жизни. Сновидения могут порождать следы сильных впечатлений, волнующих бурных споров и тому подобное. Согласно психоаналитической концепции, в сновидениях происходит своеобразная разрядка подавленных биологических побуждений, присущих всем людям (неприязнь, сексуальность и проч.). Это своеобразный «дренаж» мозга, снимает избыточное возбуждение. Однако такая концепция считается сомнительной. В настоящее время выдвигается гипотеза о импульсы сновидений, потоки которых усиливаются в связи с затруднением дыхания (гипоксия), нарушением сердечной деятельности, повышением температуры тела и т.п..
Иногда один и тот же сон повторяется в течение нескольких суток и даже месяцев. В таких случаях можно говорить о диагностическое значение сновидения, говорится о снах, причиной которых служат раздражения, идущие от внутриийких органов. Поэтому однообразные сновидения, длительное время повторяются, должны быть проанализированы врачом.

Каждый из нас ни один раз погружался в объятия морфея, однако о том, что такое физиология сна знают далеко не все. А ведь именно от неё зависит процесс засыпание-пробуждение. Новорождённый, например, может спать до двадцати часов в сутки, взрослый же человек семь-восемь часов, но это тоже немало, если представить, сколько дел можно было бы сделать за этот период. Но сон является неотъемлемой частью жизни и важным фактором, влияющим на здоровье всего организма. Поэтому так важно понять: каковы особенности физиологии сна.

Внутренние механизмы человека работают под воздействием изменений в коре головного мозга в течение всей жизни. В зависимости от того, насколько активны те или иные мозговые структуры, человек в определённые часы суток может быть весьма продуктивным, или же, напротив, уставшим, измотанным.

Раньше было принято выделять два типа функционального состояния, однако позже выяснилось, что механизмы сна и бодрствования различны.

Сон - состояние организма, определяющееся потерей активных внутренних связей человека с окружающей средой. Это жизненно необходимый процесс для нормального развития всех существ.

Какие же физиологические механизмы сна и бодрствования принято выделять специалистами?


Эти механизмы помогают регулировать сонные процессы, что выражается в цикличности нашего засыпания и пробуждения. А всегда ли сон одинаков? На самом деле нет, так как он может наступать по разным причинам, по ним выделяют его виды.

Если мы рассматриваем сон со стороны физиологических потребностей человека, он является одной из разновидностей психической деятельности индивидуума и наступает в разный период. На засыпание могут влиять также различные факторы как внешние, так и внутренние. Ориентируясь на эти факторы, принято выделять виды сна.

Сну, как особому состоянию организма свойственны специфические корково-подкорковые соотношения и продукция особенных биологически активных веществ. Он помогает снизить риск осложнений при различных заболеваниях.

Всего существует шесть видов. Три из них считаются наиболее приемлемыми и относятся к условно называемому здоровому сну:


Если существуют физиологически здоровые процессы засыпания, вне зависимости от того, самостоятельные они или искусственные, есть также патологические виды:

Из выше написанного видно, что видов сна существует немало, каждый имеет свои особенности, которые следует учитывать. Кроме того, не следует забывать и о том, что наиболее желаемым является физиологический сон, соответствующий биологическим часам.

Различают две фазы сна: медленная и быстрая. Ортодоксальная имеет свои подфазы, отличающиеся продолжительностью и последовательностью наступления. Рассмотрим их подробнее.

Медленная (или ортодоксальная) фаза является основной фазой сна, которая несколько раз прерывается парадоксальной (быстрой) фазой.

Выделяют следующие фазы сна:


Ортодоксальная фаза нужна человеку, потому что в этот период происходит физическое восстановление. Это главная составляющая ночного сна. Если нарушить медленную фазу, утром будет ощущаться усталость, слабость во всём теле.

Сразу после четвёртой стадии наступает быстрая фаза или парадоксальный сон. Характеризуется повышенной активностью мозга. Она практически равна периоду бодрствования, что выражается в мимической активности. Именно в эти часы человеческий мозг активно перерабатывает информацию, полученную в течение дня. В данной фазе происходит лучшее восстановление нервной системы.

В фазе парадоксального сна пробуждение считается наиболее благоприятным, а сны, которые снятся в этот период, наиболее красочные и запоминающиеся.

В древние времена люди считали, что душа ночью выходит из тела, блуждает по миру, а всё, что она увидит передавалось человеку в виде сновидений. Многие убеждены, что сновидения являются таинственными знаками и могут даже предостеречь человека или предсказать его будущее. Что же такое сновидение и почему оно появляется. Об этом следует сказать подробнее.

Сновидение - это следствие непоследовательной активности нейронов при недостатке внутреннего различительного торможения. Считается, что сны защищают нервную систему, отвлекая частично бодрствующее сознание от внешних факторов, мешающих спать спокойно.

Сновидения могут появляться по разным причинам:


Нередко всё это вместе оказывает сильное влияние на психоэмоциональный фон сновидца, что делает его сны интересными и красочными. Существует теория того, что в большей степени на сновидения влияют неосуществлённые желания, мечты, цели. Принято считать, что перевозбуждение коры головного мозга даёт яркий эффект и сны становятся практически осознанными по причине обдумывания одной и той же проблемы, желания или мечты. Однако фактов, доказывающих, что это так, пока недостаточно. Доказано, что если человеку снится одно и то же в течение долгого времени, ему следует обратиться к специалисту, так как такие сновидения могут повлечь за собой неприятные последствия, которые уже выявлены подсознанием.