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.
|
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. |
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.
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.
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.
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).
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.
Содержание
Люди интересовались природой сна всегда, ведь человек отдает данному физиологическому состоянию треть своей жизни. Это циклическое явление. За 7-8 часов отдыха проходит 4-5 циклов, включающих себя две фазы сна: быструю и медленную, каждую из которых можно рассчитать. Сколько длится каждая стадия, и какую ценность она несет для человеческого организма, попробуем разобраться.
Уже много столетий исследователи занимаются изучением физиологии сна. В прошлом веке ученым удалось записать биоэлектрические колебания, возникающие в коре головного мозга во время засыпания. Они узнали, что это циклический процесс, имеющий разные фазы, сменяющие друг друга. Снимается электроэнцефалограмма с помощью специальных датчиков, закрепленных на голове у человека. Когда испытуемый спит, приборы сначала записывают медленные колебания, которые впоследствии становятся частыми, затем снова замедляются: происходит смена фаз сновидения: быстрой и медленной.
Циклы сна следуют один за другим. Во время ночного отдыха быстрая фаза следует за медленной. В это время повышаются ритмы сердцебиения и температура тела, глазные яблоки двигаются резко и быстро, дыхание становится частым. Мозг работает очень активно, поэтому человек видит множество сновидений. Фаза быстрого сна активизирует работу всех внутренних органов, расслабляет мышцы. Если человека разбудить, то он сможет в деталях рассказать сновидение, ведь в этот период мозгом происходит переработка информации, полученной за день, возникает обмен между подсознанием и сознанием.
Колебания на электроэнцефалограмме медленного ритма делятся на 3 стадии:
У здорового взрослого человека стадии сновидения проходят всегда в одинаковой последовательности: 1 медленная фаза (дремота), затем 2,3 и 4, затем обратный порядок, 4, 3 и 2, а потом быстрый сон. Все вместе они образуют один цикл, повторяющийся 4-5 раз за одну ночь. Продолжительность двух этапов сновидения может меняться. В первом цикле фаза глубокого сна очень короткая, а на последней стадии ее вообще может не быть. На последовательность и длительность этапов может оказывать влияние эмоциональный фактор.
В отличие от сна быстрого, глубокая фаза имеет более длительную продолжительность. Ее еще называют ортодоксальной или медленноволновой. Ученые предполагают, что это состояние отвечает за восстановление энергозатрат и укрепление функций защиты организма. Исследования показали, что начало фазы медленных волн разделяет мозг на активные и пассивные участки.
При отсутствии сновидения отключаются области, отвечающие за сознательные действия, восприятие, мышление. Хотя во время глубокой фазы сердечный ритм и мозговая активность снижаются, замедляется катаболизм, однако память прокручивает уже изученные действия, о чем свидетельствуют внешние признаки:
У каждого человека индивидуальная норма дельта-сна (глубокой фазы). Некоторым людям хватает 4 часа отдыха, а другим нужно 10, чтобы чувствовать себя нормально. У взрослого человека глубокая фаза занимает от 75 до 80% всего времени сна. С наступлением старости эта продолжительность уменьшается. Чем меньше дельта-сон, тем быстрее происходит старение организма. Чтобы повысить его длительность, необходимо:
Структура сна в глубокой фазе неоднородна и состоит из четырех non-rem фаз:
БГД (быстрое движение глаз) - фаза или от английского rem-сон отличается усиленной работой мозговых полушарий. Самое большое различие – стремительное вращение глазных яблок. Другие характеристики быстрой фазы:
После засыпания человек большую часть времени проводит в медленной фазе, а быстрый сон длится от 5 до 10 минут. Под утро соотношение стадий меняется. Периоды БГД становятся длиннее, а глубокого – короче, после чего человек просыпается. Быстрая стадия гораздо важнее, поэтому если прервать ее искусственным путем, то это неблагоприятно скажется на эмоциональном состоянии. Человека на протяжении дня будет преследовать сонливость.
Быстрая фаза, которую еще называют парадоксальным сном, является пятой стадией сновидения. Хотя человек находится в полной неподвижности из-за полного отсутствия мышечной активности, состояние напоминает бодрствование. Глазные яблоки под сомкнутыми веками периодически совершают быстрые движения. Из 4 стадии медленного сна человек возвращается во вторую, после чего наступает БДГ-фаза, которая заканчивает цикл.
Сколько человеку нужно спать – точно сказать невозможно. Данный показатель зависит от индивидуальных особенностей, возраста, нарушения сна и режима дня. Младенцу для восстановления организма может понадобиться 10 часов, а школьнику – 7. Средняя продолжительность сна, по мнению специалистов, варьируется от 8 до 10 часов. Когда у человека правильно чередуется быстрый и медленный сон, то даже за короткий период восстанавливается каждая клеточка в организме. Оптимальным временем для отдыха является период до полуночи. Рассмотрим эффективность сна по часам в таблице:
Начало сна | Ценность отдыха |
Если обратиться к таблице ценности сновидения, то можно увидеть, что меньше пользы для отдыха приносит время с 4 до 6 утра. Этот период лучший для пробуждения. В это время солнышко встает, организм наполнен энергией, ум максимально чистый и ясный. Если постоянно просыпаться вместе с рассветом, то усталость и болезни будут не страшны, а успеть сделать за день можно намного больше, чем после позднего подъема.
Физиология сна такова, что человеку важны все стадии отдыха. Желательно, чтобы за ночь прошло 4-5 полных цикла по 1,5-2 часа. Лучшее время для подъема у каждого человека свое. К примеру, совам лучше просыпаться с 8 до 10 утра, а жаворонки встают в 5-6 часов. Что касается стадии сновидения, то и здесь все неоднозначно. С позиции структуры и классификации фаз лучшее время для пробуждения – те пара-тройка минут, которые приходятся на окончание одного цикла и начало другого.
Поскольку циклы повторяются, а продолжительность медленной фазы увеличивается до 70% ночного отдыха, для пробуждения желательно поймать конец БДГ-стадии. Рассчитать это время сложно, но чтобы облегчить себе жизнь, желательно найти мотивацию вставать утром пораньше. Для этого нужно научиться сразу после пробуждения не валяться в кровати без дела, а проводить дыхательную гимнастику. Она насытит мозг кислородом, активизирует обмен веществ, даст заряд положительной энергии на весь день.
Самостоятельный расчет сложен. В интернете можно найти калькуляторы циркадных ритмов, но у этого способа тоже есть недостаток. Данное новшество основывается на средних показателях, не учитывает индивидуальные особенности организма. Самый надежный метод расчета – обратиться в специализированные центры и лаборатории, где медики, подключив приборы к голове, определят точные данные по сигналам и колебаниям головного мозга.
Самостоятельно рассчитать стадии сна человека можно примерно так. Продолжительность (средняя) медленной стадии – 120 минут, а быстрой – 20 минут. С момента, когда вы ложитесь спать, отсчитайте 3-4 таких периода и ставьте будильник так, чтобы время подъема попало на заданный промежуток времени. Если вы ложитесь в начале ночи, например, в 22:00, то смело планируйте проснуться в период с 04:40 до 05:00. Если для вас это слишком рано, то следующая стадия для правильного подъема будет находиться во временном промежутке с 07:00 до 07:20.
Внимание! Информация представленная в статье носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.
Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!Введение
Глава 1. Природа сна и сновидений
1.1 Определение сна
1.2 Физиологическое значение сна
1.3 Биологическое значение сна
Глава 2. Исследование сна
2.1 Разновидности сна
2.2 Функции быстрого сна и сновидений
2.3 В лаборатории исследований сна или наука о сне
Глава 3. Расстройства сна
3.1 Потребность во сне и его продолжительность
3.2 Самые распространенные формы расстройств сна
3.3 Естественные способы борьбы с расстройствами сна, или безвредные домашние средства
3.4 Бессонница
3.5 Лечение бессонницы снотворными средствами (за и против)
Заключение
Приложение 1. Рецепты хорошего сна
Список литературы
Введение
Сон является неотъемлемой частью жизни людей. Человек не может находиться в состоянии бодрствования постоянно, даже хорошо тренированные люди нуждаются в полном расслаблении, периодически впадают в глубокое забытьё, именуемое сном. Почти треть жизни человек проводит во сне (двадцать пять лет из семидесяти пяти). Сон воспринимается как само собой разумеющееся. Здоровые люди редко задумываются над его значением.
Науке давно было известно, что суточная смена сна и бодрствования у человека - это результат очень длительной эволюции ритмических процессов, в основе которых лежали особенности течения жизненных явлений у самых простейших организмов в зависимости от смены дня и ночи.
В своем реферате я хотела бы подробно рассмотреть вопрос о физиологических механизмах сна, о его связи с работоспособностью, о самых распространенных способах расстройства сна и о современном подходе к диагностике и лечению этих расстройств. Также немаловажным, я думаю, является рассмотрение вопроса о природе сна, т.е. взглядов древних философов и психологов на это явление.
Сон - это особое состояние человеческого организма, характеризующееся резким падением активности целого ряда физиологических процессов, почти полным исчезновением реакций на внешние раздражители, частичным прекращением мыслительных процессов. Итак, некоторая часть головного мозга продолжает работать, создавая у спящего человека удивительные видения.
На мой взгляд, как спалось ночью, зависит, насколько энергично проведешь день. Но многие люди чувствуют себя утомительными, едва проснувшись утром. Большинству людей необходимо восемь часов ночного сна. Некоторые особенно крепкие индивидуумы вроде Альберта Эйнштейна или Маргарет Тэтчер довольствовались четырьмя часами, но все остальные ощущают вялость и теряют блеск в глазах, если позволяют себе недоспать одну - две ночи подряд.
И все же, как физиологические механизмы, так и сама сущность и биологическое значение этого удивительного явления не могут в настоящее время считаться окончательно выясненными, хотя несомненно, что достижения в этой области за последние десятилетия огромны.
Глава 1. Природа сна и сновидений
1.1 Определение сна
И не иначе наш дух, когда
сном распростерты все члены,
Бодрствует, как потому, что его
в это время тревожат
Призраки те же, что ум, когда
бодрствуем мы, возбуждает.
Лукреций
Природа сна и сновидений во все времена занимала ум человека. Да и могло ли его не интересовать то во многом загадочное состояние, в котором каждый человек пребывает треть своей жизни и которое к тому же сопровождается странной психической деятельностью, проявляющееся отсутствием сознания и наличием сновидений? А сколько мифов и легенд связано со сном и сновидениями! Представления о том, что во сне человека посещают духи умерших предков и руководят им в повседневной жизни, длительное время сохранялось у многих народов. Содержанию же снов придавалось важное значение, им руководствовались при выполнении обрядов, при проведении ритуальных праздников и церемоний, при решении важных общественных и хозяйственных вопросов.
Характерно, что символические толкования некоторых образов сновидений Фрейдом совпадают с толкованиями Артемидора. Небезынтересно привести и следующие факты, свидетельствующие о напористости последователей Артемидора уже в наше время. Взгляд философов Древней Греции на сновидения отражали мифологические представления о наличии души у человека, животных и у каждой вещи и были связаны с одухотворением сил и явлений природы. Так, пифагорейцы населяли воздух душами - демонами и героями, посылающими сновидения людям и животным. Согласно Гераклиту, душа во сне неразумна и находится в состоянии забытья, так как выключена из связи с окружающим миром. Однако уже Демокрит высказал замечательную мысль о том, что сущность сновидений заключается в продолжении автоматической работы мозга при отсутствии восприятия. Сократ верил в божественное происхождение сновидений и допускал, что сны могут предвещать будущее. Платон считал сновидения проявлением деятельности души.
Величайший мыслитель древности Аристотель посвятил проблеме сна трактаты "О сне" и "О вещих сновидениях". В первом трактате он попытался дать физиологическое объяснение сна, причем без всяких ссылок на вмешательство в этот процесс души и духов. Сон, по мнению Аристотеля, есть реакция организма на концентрацию, сгущение теплоты в глубине тела. Суждения Аристотеля о природе сновидений, излагаемые в другом трактате, отличаются наблюдательностью и глубиной. Он отрицает божественное происхождение сновидений включает их в круг явлений природы. Образы сновидений, по его мнению, - это не что иное, как результат деятельности наших органов чувств. Ощущение, продолжающееся после удаления его источника, есть уже не восприятие, а представление. Следовательно, образы сновидений суть представления.
Заслуживают взгляды на природу сна великого врача древности Гиппократа (ок.460 - ок.370 гг. до н. э). В дошедшем до нас сочинении "О сновидениях", принадлежавшим одному из его учеников, говорится, что наряду с божественными снами бывают сны, которые вызываются естественными процессами, протекающими в организме.
Таким образом, сон - это превосходнейшее изобретение, изученное еще в древности и дошедшее до наших времен.
Влияние сна на здоровье и диагностическая роль сновидений признавались и тибетской медицине, сведения о которой содержатся в обширном труде "Жуд-Ши"
("Четыре основы"). По мере развития естествознания возникали различные теории, пытавшиеся научно объяснить механизмы сна. Так, одна из первых теорий объясняла причину наступления сна отравлением мозга особыми веществами - гипнотоксинами, накапливающимися в организме в период бодрствования. Другая теория связывала сон с перераспределением крови, а именно с изменением кровоснабжения мозга. Третья рассматривала сон как результат возбуждения особого "центра сна" в мозгу. Однако эти теории не дали всестороннего объяснения явлений, связанных со сном, и, в частности, не раскрывали причин чередования сна и бодрствования.
1.2 Физиологическое значение сна
На первый взгляд, не так еще давно все казалось очень простым: организм не может постоянно находиться в состоянии активной деятельности, все его органы и системы устают и поэтому нуждаются в периодическом отдыхе или хотя бы снижении уровня этой деятельности. Именно таким отдыхом и является сон: отдыхает мозг, отдыхают мышцы, мене интенсивно работает сердце, желудок и другие органы, происходит резкое ослабление всех видов чувствительности - зрения, слуха, вкуса, обоняния, кожной чувствительности. И само наступление сна также представлялось легко объяснимым: за время активной деятельности в организме накапливаются различные побочные продукты (яды), которые, циркулируя в крови, воздействуют на мозг таким образом, что наступает его торможение, отключение. Были получены довольно убедительные экспериментальные доказательства такого предположения: еще в начале нашего столетия французские ученые Лежандр и Пьерон установили, что сыворотка крови или спинномозговая жидкость собак, лишенных сна в течение 11 суток, при введении здоровым, бодрствующим собакам вызвала у последних сон. Поэтому и различия в состоянии мозга во время сна и бодрствования представлялись очень простыми: сон - это период свертывания деятельности мозга, его отдыха, покоя…
Согласно современным научным данным, сон представляет собой разлитое торможение коры больших полушарий, возникающее по мере расходования нервными клетками своего биоэнергетического потенциала в течение периода бодрствования и снижения их возбудимости. Распространение торможения на более глубокие отделы мозга - средний мозг, подкорковые образования - обуславливает углубление сна. При этом в состоянии торможения, частичного функционального покоя нервные клетки не только полностью восстанавливают свой биоэнергетический уровень, но и обмениваются информацией, необходимой для предстоящей деятельности. К моменту пробуждения, если сон был достаточно полноценным, они снова готовы к активной работе.
О том, что работа мозга во сне не прекращается, можно судить по сохраняющейся в состоянии сна его биоэлектрической активности. Биотоки мозга отражают биохимические процессы, происходящие в клетках, и свидетельствуют об активной деятельности мозга. Регистрируются они при одновременном отведении из многих точек головы, и после усиления записываются в виде электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которая в зависимости от различных физиологических состояний имеет своеобразный и характерный рисунок. У ученых - исследователей сна выработался такой же профессиональный подход к электроэнцефалограммам, как у графологов к почерку. Электроэнцефалограммы нормального сна одного и того же человека похожи друг на друга, как и написанные им письма. Специалист может, просматривая определенное количество энцефалограмм, найти те, которые принадлежат одному и тому же человеку. Энцефолаграммы однояйцовых близнецов похожи друг на друга, как и они сами, в то время как записи сна двуяйцовых близнецов отличаются друг от друга. Именно с помощью этого прибора было установлено, что биотоки мозга спящего человека отличаются медленной активностью: их частота колебаний - 1 - 3 в секунду, тогда как в состоянии бодрствования преобладают волны с частотой колебаний 8 - 13 в секунду. Вместе с тем даже при глубоком сне в коре головного мозга животных и человека остаются бодрствующие участки - так называемые "сторожевые пункты", физиологический смысл которых состоит в том, чтобы в необходимых случаях выводить организм из состояния сна. Так, спящий меняет во сне неудобную позу, раскрывается или укрывается при изменении температуры окружающего воздуха, просыпается при звоне будильника или других громких звуках.
Во время сна также значительно тормозятся безусловные и условные рефлексы. Что касается дыхания при глубоком сне, то оно значительно снижено, чем во время бодрствования, частота сердечных сокращений и артериальное давление снижаются. Уменьшение поступления к тканям крови во время сна сопровождается снижением интенсивности обмена веществ на 8 - 10%, понижением температуры тела и уменьшением поглощения кислорода из окружающей среды. Все это свидетельствует о том, что в состоянии сна вместе с мозгом получают "отдых" и все внутренние органы, обеспечивающие жизнедеятельность клеток и тканей.
1.3 Биологическое значение сна
Когда в результате работ Клейтмана и Азеринского из Чикагского университета (первые публикации относятся к 1953 году) выяснилось, что сон имеет весьма сложною структуру, что он состоит из периодов " медленного и "быстрого" сна, многократно сменяющих друг друга, стало ясным, что сон - это отнюдь не покой мозга, а особого рода его деятельность.
В чем же смысл этой деятельности, ее биологическое значение, каковы ее задачи? Прежде всего - восстановительные, репаративные. В результате напряженной деятельности по переработке огромного количества информации в течение дня начинают уставать нервные клетки, синапсы (места контактов между нервными клетками), причем главным образом из - за истощения не энергетических запасов, а тех веществ, которые нужны для восприятия, переработки и фиксации этой информации в мозговых структурах, т.е. белков и рибонуклеиновых кислот. Как показали многочисленные исследования, во время сна происходит в мозге активнейшая работа по синтезу указанных веществ.
Но этим значение сна не исчерпывается. В организме протекает колоссальное количество разнообразных физиологических, биохимических, обменных процессов, которые являются основой его существования. Все они так или иначе должны быть согласованы между собой, находиться в соответствующих временных связях. Это согласование осуществляется различными механизмами, среди которых первейшая роль принадлежит мозгу: в него от всех внутренних органов поступает разнообразная сенсорная информация, а в обратном направлении текут регулирующие импульсы. Но мозг в течение своей активной дневной деятельности должен осуществлять еще одну важнейшую задачу - по переработке информации, поступающей из внешнего мира, по осуществлению взаимодействия организма с окружающей средой. В это время он как бы "весь обращен вовне", и определенный "недостаток внимания к внутренним проблемам" может сказываться на протекании различных процессов внутри организма.
Представьте себе человека, который утром встал, позавтракал и спокойно вышел из дому. Все системы в его организме работают пока без резких скачков. Но вот он увидел, что к остановке приближается нужный ему троллейбус. Надо поспешить. Человек бежит: ускоряется сердечная деятельность, усиливается выброс в кровь адреналина и в то же время притормаживается работа желудка, кишечника, т.е. происходит срочная перестройка во всем внутреннем хозяйстве организма. И так - целый день: взбадриваются одни системы, тормозятся другие, затем все происходит в обратном порядке и т.д. Сон сглаживает эти резкие скачки, восстанавливает ритмику собственных спонтанных колебаний в функционировании внутренних органов и тканей, выравнивает нарушенные фазовые соотношения между различными процессами внутри организма. Это очень нужная, важная работа.
Нельзя считать, что мозг за день успевает полноценно перерабатывать всю поступающую в него информацию. Кое - что ему приходиться откладывать ("это - не срочно"). И во время сна ("в более спокойной обстановке"), как оказывается, продолжается работа над этой частью информации - по ее классификации, закреплению, переводу в долговременную память…
Вот так сон, возникший вначале как приспособление организма к переходу от дневной деятельности к ночной неподвижности, со временем по мере эволюционного развития животного мира стал выполнять целый ряд весьма сложных функций, вплоть до участия в определенных психических операций.
Вместе с новейшими открытиями в области физиологии сна, показавшими, что сон это не просто угнетение деятельности мозга, его покой приводит к концу и простейшему пути лечения бессонницы, который казался ранее вполне обоснованным: приему различных успокаивающих и снотворных препаратов. Ведь они - просто подавляют всякую деятельность мозга, как бы оглушают его. В частности, снотворные препараты резко угнетают ту фазу сна, которая именуется быстрым сном. А она, как выяснилось, является чрезвычайно важной для нормального функционирования мозга, и при лишении ее у человека могут наблюдаться изменения в психологической сфере.
Из всего сказанного становится ясным, какую огромную ценность для человека представляет нормальный, полноценный сон и какой важной задачей медицины является борьба с нарушениями сна, с бессонницей.
Глава 2. Исследование сна
2.1 Разновидности сна
При дальнейшем детальном исследовании оказалось, что по своим физиологическим проявлениям сон неоднороден и имеет две разновидности: медленный (спокойный или ортодоксальный) и быстрый (активный или парадоксальный).
При медленном сне наступает уменьшение частоты дыхания и ритма сердцебиений, расслабление мышц и замедление движений глаз. По мере углубления медленного сна общее количество движений спящего становится минимальным. В это время его трудно разбудить. Медленный сон обычно занимает 75 - 80%.
При быстром сне физиологические функции, наоборот, активизируются: учащаются дыхание и ритм сердца, повышается двигательная активность спящего, движения глазных яблок становятся быстрыми (в связи с чем этот вид сна и получил название "быстрый"). Быстрые движения глаз свидетельствуют о том, что спящий в этот момент видит сновидения. И если его разбудить спустя 10 - 15 минут после окончания быстрых движений глаз, он расскажет об увиденном во сне. При пробуждении в период медленного сна человек, как правило, не помнит сновидений. Несмотря на относительно большую активизацию физиологических функций в быстром сне, мышцы тела в этот период бывают расслабленными, и разбудить спящего значительно труднее. Таким образом, быстрый сон, с одной стороны, является более глубоким по сравнению с медленным, а с другой стороны, судя по активности физиологических функций, - более поверхностным. Поэтому он и получил название парадоксального сна. Быстрый сон имеет важное значение для жизнедеятельности организма. Если человека искусственно лишить быстрого сна (будить в периоды появления быстрых движений глаз), то, несмотря на вполне достаточную общую продолжительность сна, через пять - семь дней у него наступают психические расстройства.
Чередование быстрого и медленного сна характерно для здоровых людей, при этом человек чувствует себя выспавшимся и бодрым.
2.2 Функции быстрого сна и сновидений
В чем же заключается жизненно важная функция быстрого сна и его неотъемлемого компонента - сновидений? Имеются уже научные данные, свидетельствующие о том, что сон - отнюдь не пассивное тормозное состояние, способствующее лишь восстановлению сил и энергии. Во сне осуществляется особым образом организованная мозговая деятельность. В настоящее время ее сущность представляется следующим образом.
В течение дня человек отбирает и запоминает жизненно необходимую ему информацию, призванную оказывать то или иное влияние на его последующую активность. Поскольку в состоянии бодрствования нервная система загружена в основном текущей деятельностью, информация, важная для будущего, фиксируется в долговременной памяти без переработки. Именно во сне происходит переработка этой информации. На ее основе в спящем организме осуществляется всесторонняя целенаправленная подготовка физиологических систем к той деятельности, которая предстоит в последующем периоде бодрствования. Таким образом, сон - это специфическое активное состояние мозга, способствующее полноценному использованию имеющегося опыта и приобретенной информации в интересах более совершенной адаптации организма в период бодрствования. Народная мудрость давно заметила эту особенность и выразила ее в виде пословицы "утро вечера мудренее". Сказанное позволяет понять, почему бессонница или же сон, вызванный фармакологическими веществами (снотворные или алкоголь), угнетающими компонентами быстрого сна, так резко снижают психическую и физическую готовность человека активно действовать после пробуждения.
2.3 В лаборатории исследований сна или наука о сне
Еще десяток лет назад не существовало ни одной лаборатории исследования сна. И всеми сведениями о сне человечество было обязано скорее поэтам и полуночникам, чем естествоиспытателям. И несмотря на то что миллионы людей страдали бессонницей, ученые предпочитали заниматься исследованиями легочных пузырьков у ежей или папиллярной мышцы сердца лягушки. Однако вот уже несколько лет лаборатории исследования сна вырастают, как грибы после дождя, что объясняется, конечно, значением сна для здоровья и благополучия человека.
Как я уже говорила ранее, в нашем мозге в состоянии бодрствования, и в состоянии сна постоянно существует электрическое напряжение. ЭЭГ настолько чувствительный прибор, что он в состоянии регистрировать малейшие изменения этого напряжения, точно так же, как и электрокардиограф измеряет электрическое напряжение в сердце.
Вот как проводится опыт по исследованию сна в лаборатории.
Входит пациент лет двадцати пяти. Он только что принял душ и надел пижаму. Садится на постель. Врач протирает смоченной в ацетоне тряпочкой некоторые места на голове и верхней части тела. Затем он прикрепляет к очищенным местам с помощью резиновой ленты металлические пластины величиной с ладонь - электроды и присоединяет каждый электрод к одному из цветных проводов. Рядом с постелью испытуемого на столике звонок и выключатель. С их помощью он может в любой момент, если потребуется, дать о себе знать. Врач выключает свет и закрывает за собой дверь.
Хочется отметить, что не только то, что происходит в мозге испытуемого, интересует исследователей сна. Ими регистрируются также другие показатели, такие, как пульс, кровяное давление, температура тела, подергивание мышц и мышечное напряжение.
Когда о сне существовали лишь смутные теории, предполагалось, что сон - это пассивное состояние, лишь прерываемое иногда более или менее оживленными сновидениями. Сегодня известно: сон - это активный биологический процесс. Каждая отдельная фаза сна одинакова важна для здоровья и хорошего самочувствия человека. Из одного этого становится ясно, что нельзя нарушить естественный биологический процесс протекания сна оглушающим действием снотворного.
Ученый в белом халате нажимает на кнопку - миллиметровая бумага начинает двигаться, а датчики - чертить тонкие линии; начинается поэтапное исследование сна.
Этап 1: испытуемый медленно засыпает, его способность к восприятию ослабевает.
Этап 2: спящий вздрагивает первый раз и может проснуться в любой момент. Иногда он действительно просыпается на мгновение.
Этап 3: сон еще неглубок, появляются первые сновидения, скорее, несвязанные обрывки сна. Мускулатура расслабляется, пульс и дыхание замедляются и становятся более равномерными. Если бы спящий был разбужен в этот момент, то он мог бы утверждать, что еще не спал: мысли и образы еще не покинули его сознание.
В этапах поверхностного сна (этапы с 1 по 3) человек часто меняет свое положение. Испытуемые, которые мало или вообще не изменяли позы, заявляют утром, что спали плохо.
Этап 4: глаза медленно находятся в состоянии слева направо и обратно. Спящий видит неглубокие сны. Необычный шум, даже слабый, может сейчас легко разбудить его.
Этап 5: испытуемый находится в состоянии глубокого сна. Чтобы разбудить его, нужен очень сильный шум. Он находится сейчас в расслабленном состоянии, мышцы прежде всего шеи и лица не напряжены. Кровяное давление падает, температура тела уменьшается, сердце бьется спокойно и равномерно.
Этап 6 (дельта - волны): испытуемый находится сейчас в состоянии настолько глубокого сна, что он может быть разбужен лишь с большим трудом. Именно на этом этапе лунатики встают с постели, чтобы совершить свою ночную прогулку, а лица, страдающие ночным недержанием мочи, мочатся в постель.
Из-за наступающего на 5 - м и 6 - м этапах расслабления небной занавески спящие начинают храпеть, что является, следовательно, признаком особенно глубокого сна.
Этап 7 (стадия резких движений глаз, или парадоксальный сон): глаза испытуемого приходят в движение. Он быстро озирается под закрытыми веками, как будто что-то ищет. Предполагалось, что глаза спящего напряженно следят за происходящим во сне. Однако это лишь предположение.
Из-за быстрых движений глаз этот этап называют также фаза РЕМ. А фаза парадоксального сна этот этап называет потому, что, с одной стороны, мускулатура спящего находится в крайне расслабленном состоянии, но с другой стороны - он спит уже не так глубоко, как раньше. И все - таки разбудить его очень трудно.
На этом этапе не только приходят в движение глаза, а повышается и понижается кровяное давление, дыхание и пульс колеблются, пальцы рук и ног подрагивают. Продолжительность этой стадии сна колеблется от нескольких минут до получаса. На стадии РЕМ цикл сна завершается. Сон переходит опять в этап 4. Потом следуют этапы 5, 6,7. Каждую ночь цикл повторяется по 4 - 5 раз.
Один цикл в какой - то мере похож на другой. Ближе к утру сон становится более поверхностным. Человек уже не может достичь той глубины сна, какая была на этапе 6. Температура тела повышается. Проснувшись, он может вспомнить сны целиком или же отдельные их фрагменты.
Что произойдет, если спящему не дать испытать той или иной фазы сна? На этапе 6 спящий находится в состоянии глубокого сна, от которого его трудно пробудить. Как только электроэнцефалограф сигнализировал наступление фазы 6, ученые нарушили сон испытуемого. Его не будили, а с помощью определенных шумов вызывали у него поверхностный сон. На следующую ночь, когда испытуемый вновь получал возможность спать спокойно, он восполнял дефицит глубокого сна. Доля этапа 6 в цикле значительно увеличилась.
А что произойдет, если спящего лишить фазы интенсивных сновидений? Как только наступила фаза РЕМ, экспериментаторы резко разбудили испытуемого. Фаза интенсивного вращения глаз занимала все большую часть в цикле их сна. Это продолжалось до тех пор, пока потребность в сновидениях не удовлетворялась.
Психиатры и психологи сделали в той же другие интересные наблюдения. Они сравнили поведения людей, долгое время лишенных сна, с их поведением в нормальной состоянии. Оказалось, что при лишении сна четче проявляются черты характера личности. Боязливые люди становились после продолжительной бессонницы еще более боязливыми. Люди, склонные в обыденной жизни к преувеличениям и ошибочным оценкам явлений, начинают страдать после продолжительной бессонницы ярко выраженными галлюцинациями. Ровные характеры легче всего переживают трудности, связанные с бессонницей.
Исследователи сна опровергли традиционное утверждение, что "самый лучший сон - это до полуночи". Важно, чтобы в достаточной мере проходили все фазы сна, и, прежде всего фаза глубокого сна и фаза интенсивных сновидений. А тот факт, что сон до полуночи называют иногда сном, приносящим красоту, объясняется, вероятно, тем, что люди, которым приходится работать ночью и которые его лишены (бармены, журналисты и прочие), часто выглядят чрезвычайно усталыми из-за постоянного недосыпания, злоупотребления алкоголем, никотином и кофеином.
Сон - одно из главных средств восстановления работоспособности. Во время сна происходят процессы накопления энергетических запасов, регенерации, пластического обмена.
Какая же форма сна наиболее важна для поддержания работоспособности? Логично было бы предположить, что это должен быть глубокий сон. Каждый знает, чем глубже спишь ночью, тем выше последующий дневной тонус. Обращает на себя внимание то, что глубокий сон характерен для интенсивно физически работавших, уставших людей. При умственном труде сон, как правило, поверхностный, с многочисленными сновидениями. Получается парадокс сна.
Ранее считалось, что быстрый сон более глубокий, чем медленный. Однако в докторской диссертации М.Г. Коридце доказано обратное: медленный сон гораздо глубже быстрого по электроэнцефалографическим порогам пробуждения. Более того, в ФБС были выделены три стадии: переходная (П), эмоциональная (Э) и неэмоциональная (Н). Весь цикл бодрствования - сон (Приложение 1) можно записать таким образом:
Б ФМС: (А+Б) С (Д+Е) ФБС
Чем выше уровень бодрствования, тем оптимальнее чередование стадий и фаз сна. Иначе говоря, чем больше поработаешь, тем лучше поспишь. При низком уровне бодрствования, например при гипокинезии, ночной сон становится неполноценным, беспокойным. Следовательно, бодрствование и сон составляют единый суточный ритм.
Итальянские ученые выявили прямую связь между дремотой и восстановлением работоспособности. Тем самым получило объяснение хорошее восстанавливающее действие кратковременного дневного сна. Практически он протекает в стадии дремоты. Стоит переспать днем, и вы чувствуете усталость, сонливость. Значит, каждому нужно индивидуально подобрать оптимальную продолжительность дневного сна. Порой достаточно подремать с открытыми глазами всего 5 - 10 минут, как йоги, чтобы получить заряд бодрости.
Однако не все способы заснуть по желанию. Лишь около половины людей одинаково легко могут ложиться спать рано или, наоборот, поздно и без особых затруднений просыпаться в нужный час (при условии, что общая продолжительность сна - в пределах необходимого). Эти люди имеют примерно равную трудоспособность утром, днем и вечером. Их называют "голубями", или "аритмиками". В основном это те, кто занят физическим трудом. К вечернему режиму труда легче приспосабливаются так называемые "совы", которых около 30%. Они встают поздно утром и имеют максимум работоспособности во второй половине дня. Это, как правило, работники умственного труда. Еще одна группа людей - "жаворонки". Они встают рано, работоспособны в первой половине дня и рано ложатся спать. Составляют они около 20% населения.
Такое разделение людей на "жаворонки", "голубей" и "сов" весьма субъективно. Многие, особенно "голуби", никак не могут определить, к какой группе они относятся. В связи с этим западногерманский ученый Г. Хильдебрандт предложил простой объективный тест: измерение утром, сразу после сна, частоты сердечных сокращений и числа дыхания. Возможны три варианта их соотношения. Отношение пульса к дыханию 4: 1 (или около этой величины) характерно для "голубей", отношение 5: 1, 6: 1 свойственно "жаворонкам". Увеличение частоты дыхания и уменьшение данного соотношения характерно для "сов".
В процессе эволюции человек развился как существо, спящее ночью и бодрствующее днем. Это, вероятнее всего, потому, что наши праотцы не могли ночью охотиться столь же успешно, как в дневное время. Кроме того, в укромном месте ночью они чувствовали себя в большей безопасности, чем, бродя в темноте.
Фазы медленного и быстрого сна . В физиологическом сне человека и животных различают по крайней мере две фазы, обозначаемые как фаза медленного сна (ФМС) и фаза быстрого сна (ФБС). В литературе встречается много обозначений медленного (14 наименований) и быстрого (22 наименования) сна.
Наиболее распространенными синонимами медленного сна являются:
синхронизированный
ортодоксальный
медленноволновой
Non-REM сон
сон без сновидений
Быстрый сон часто обозначается как:
десинхронизированный,
парадоксальный
ромбэнцефалический
REM-сон
сон со сновидениями
Медленный сон включает в себя ряд поведенческих и электроэнцефалографических признаков от момента засыпания до наступления глубокого сна. Эти состояния были классифицированы, и их легко описывать как отдельные, но взаимосвязанные стадии. Еще в 30-х годах Loomis и соавторы выделили 5 стадий сна (А, В, С, D, Е).
1. Стадия А поведенчески характеризуется переходом от расслабленного бодрствования к дремоте. На ЭЭГ в это время фиксируется альфа-ритм с различной меняющейся амплитудой, периодически исчезающий.
2. Стадия В - дремота - характеризуется уплощенной кривой с отсутствием альфа-ритма, наслоением тета- и бета-ритма, отдельных дельта-колебаний. Перед переходом к следующей стадии С часто фиксируются вертекс-потенциалы (острые волны длительностью 0,2-0,3 секунды и амплитудой 100-200 мкв). На электроокулограм-ме (ЭОГ) в стадиях А и В медленные движения глаз (одно движение занимает 1-2 секунды). Во время дремоты на электромиограмме (ЭМГ) небольшое снижение амплитуды по сравнению с состоянием до засыпания.
3. Стадия С - поверхностный сон. Появляются «сонные веретена» - колебания с частотой 14-16 в секунду, амплитудой 30-50 мкв и выше, организованные в серию, внешне напоминающую форму веретена. Типично появление К-комплексов - двух-трехфазных волн длительностью 0,5-1 секунды. Продолжают регистрироваться медленные, низкоамплитудные колебания в дельта- и тета-диапазоне, реже - быстрые бета-ритмы. На ЭОГ уменьшение или полное прекращение медленных движений глаз. На ЭМГ дальнейшее снижение амплитуды мышечных биопотенциалов.
4. Стадия D - сон средней глубины. На ЭЗГ появляются более высокоамплитудные (больше 80 мкв) дельта-волны на фоне сонных веретен. Имеется тенденция к уменьшению представленности сонных веретен и увеличению числа дельта-волн. На ЭОГ медленных движений глаз нет, на ЭМГ то же, что и в стадии С, или еще большее уменьшение амплитуды биопотенциалов мышц.
5. Стадия Е - глубокий сон. На ЭЭГ доминируют высокоамплитудные (до200мкв), медленные (0,5-1 секунды) дельта-волны с исчезновением сонных веретен и К-комплексов. Может регистрироваться низкоамплитудная активность различного частотного диапазона, наслаивающаяся на дельта-волны. На ЭОГ медленных движений глаз нет, на ЭМГ может быть дальнейшее снижение амплитуды биопотенциалов мышц.
В 1957 г. Dement и Kleitman предложили другую, но в принципе близкую классификацию. Они разделили медленный сон на четыре стадии: I стадия соответствует стадиям А и В классификации Loomis, II стадия -С, III -D, IV -Е.
Быстрый сон характеризуется:
полным отсутствием активности мышц лица и шеи (в других мышцах существенного изменения тонуса по сравнению с глубокими стадиями медленного сна нет)
появлением быстрых движений глаз (БДГ) на ЭОГ, единичных или группирующихся в пачки, продолжительностью каждое 0,5- 1,5 секунды
на ЭЭГ картина, соответствующая главным образом дремоте (стадия В); может регистрироваться и альфа-ритм
отмечается нерегулярность вегетативных показателей
несмотря на электроэнцефалографическую картину, близкую дремоте, по поведенческим показателям сон глубок и пробудить из этой стадии исследуемого не легче, чем из глубокого медленного сна
при пробуждении из быстрого сна у подавляющего числа людей можно получить отчет о ярких сновидениях
Медленный сон занимает 80 - 75% длительности, а быстрый сон - 20 - 25%.
Имеется правильная циклическая организация сна. При засыпании происходит последовательная смена стадий медленного сна. Через 60-90 минут после периода, определяемого как переходная фаза, наступает быстрый сон. После завершения быстрого сна первый цикл считается законченным. Вновь наступает медленный сон, и подобная картина продолжается всю ночь. У здоровых людей за ночь имеют место 4-6 завершенных циклов. Следует учесть, что наиболее глубокая стадия медленного сна (Е) в норме ярче представлена в 1 и II циклах. Периоды быстрого сна также неоднозначны в течение ночи. Короче всех первый период быстрого сна (несколько минут). В дальнейшем длительность их возрастает, и к концу ночи быстрый сон длится 30 минут и более.
В онтогенезе быстрый сон появляется рано и занимает доминирующее положение в ранний период жизни (у новорожденного более 50% сна, у ребенка до 2 лет - 30-40%). С 5 лет формируются свойственные взрослым соотношения. В филогенезе быстрый сон регистрируется уже у птиц. У млекопитающих имеются определенные соотношения между фазами медленного и быстрого сна, часто сходные с таковыми у человека.
Системные механизмы сна
В настоящее время сон рассматривается как результат активного функционирования синхронизирующих сомногенных систем мозга. В конце 50-х годов было показано, что претригеминальная перерезка ствола мозга сопровождается почти постоянной десинхронизацией ЭЭГ. Эти данные позволили предположить наличие на бульбарном уровне функциональных аппаратов, активно обеспечивающих корковую синхронизацию. По данным Moruzzi, низкочастотная стимуляция в области ядра солитарного тракта сопровождается синхронизацией на ЭЭГ. В опытах на животных установлено, что засыпание сопровождается повышением активности нейронов в этой зоне. Синхронизирующий эффект, получаемый при раздражении барорецепторов аорты и каротидного синуса, осуществляется также через ядро солитарного тракта. Все эти данные позволили сделать вывод, что в каудальных отделах ствола мозга существует синхронизирующая система, получившая имя итальянского физиолога Moruzzi. Позднее Bonvallet и Dell (1965) обнаружили еще одну зону, расположенную кпереди и латеральнее области, найденной Moruzzi, разрушение которой усиливает деятельность восходящей активирующей системы.
Существуют два предположения относительно механизмов, которые дают синхронизирующий эффект.
1.Согласно первому из них , указанные бульбарные структуры оказывают тормозящее влияние на активирующую систему и таким образом снижают ее контроль над таламо-кортикальной синхронизирующей системой.
2.Второе предположение
сводится к тому, что стволовые каудальные системы непосредственно облегчают функционирование таламо-кортикальных аппаратов.
Имеются данные о наличии синхронизирующих систем и выше уровня ядер тройничного нерва.
Экспирементальные данные:
1) В экспериментах Hess (1929), Ranson (I939). k Tokizane (1963) показано, что при стимуляции переднего гипоталамуса на ЭЭГ появляются сонные веретена и медленноволновая активность, что обусловлено взаимодействием гипоталамуса со структурами среднего мозга и таламуса.
Hess (1929), Dempsey, Morrison (1942) при стимуляции неспецифических медиальных ядер таламуса обнаружили поведенческие признаки и электрофизиологические корреляты сна.
2) Koella (1967) считает таламус ведущим синхронизирующим аппаратом мозга.
3) Низкочастотная стимуляция головки nucl. caudatus также сопровождается появлением синхронизирующей корковой активности и поведенческой заторможенности (Buchwald et al. , 1961).
4) Clemente и Sterman (1963) обнаружили при электрическом раздражении любой частоты латеральной преоптической области типичный поведенческий сон и синхронизацию на ЭЭГ. Разрушение этой области вызывало тотальную бессонницу, кахексию и гибель животных. Было показано, что возникающие при раздражении эффекты реализуются через каудально-стволовые синхронизирующие аппараты.
5) Обнаружена и роль коры в механизмах синхронизации. Особое значение принадлежит орбитальной коре. Удаление ее сопровождается исчезновением характерной для сна электроактивности.
Таким образом, при стимуляции многих областей мозга можно получить синхронизирующие сдвиги на ЭЭГ и поведенческие признаки сна. Истинно сомногенными могут считаться структуры, включение которых обусловливает характерное для сна поведение, возможность пробуждения из этого состояния, правильное чередование синхронизированной и десинхронизированной активности (Moruzzi, 1969).
Очевидно, что в столь разветвленной системе должна быть и определенная специализация. Предпринимались попытки подразделения внутри сомногенных систем. Так, Akert (1965) выделяет: неосонную (неокортекс и структуры лимбико-мезенцефалического круга) и палеосонную (таламус и аппарат Моруцци) системы. Reinoso (1970) выделял каудальную (нижние отделы ствола и мозжечок) зону и оральную (таламус и преоптическая область) зону (подобная классификация не содействует дальнейшему изучению внутренней организации синхронизирующих систем).
Основным звеном сомногенных структур является таламо-кортикальная система , осуществляющая синхронизирующие влияния. Другие звенья оказывают на нее регулирующее влияние, в большой степени определяемое состоянием гуморальных и физиологических систем, а также внешними факторами.
В последние годы обнаружены структуры, обеспечивающие быстрый сон (Jouvet, 1962; Rossi et al. , 1963; Zancetti, 1967). Ими оказались верхние отделы каудального ретикулярного ядра варолиева моста и средние отделы орального ретикулярного ядра варолиева моста. Локальное разрушение этих зон влекло за собой исчезновение быстрого сна без существенного влияния на медленный сон и бодрствование.
Нейронные механизмы сна
Прогресс в изучении нейронных механизмов сна связан с разработкой методики микроэлектродного исследования на животных. В экспериментах были исследованы нейроны в период быстрого и медленного сна, а также в состоянии бодрствования. Изучались нейроны зрительной, теменной, ассоциативной коры, наружного коленчатого тела, гиппокампа, гипоталамуса, таламуса, ретикулярной формации, а также активность зрительного и пирамидного тракта. Удалось обнаружить усиление спайковых разрядов в нейронах указанных структур в период быстрого сна; в этот период снижалась активность лишь отдельных нейронов. Следует отметить, что нейронная активность часто в быстром сне была большей, чем в бодрствовании. Менее закономерные сдвиги обнаружены в фазе медленного сна. Чаще определяется некоторое снижение нейронной активности, в отдельных структурах (зрительная кора) - ее усиление, обнаруживается появление залповых разрядов, еще более усиливающееся в быстром сне.
Полученные различными исследователями данные подчеркивают активный характер процессов, лежащих в основе сна, отсутствие в этот период «разлитого торможения», захватывающего нейронные массы мозга.
Химические механизмы сна и бодствования
1. Адренергическая система.
Установлено, что активирующая восходящая система, поддерживающая уровень бодрствования, по химической природе является адренергической. Содержание норадреналина в мозге возрастает после пробуждения. Экскреция с мочой адреналина, норадреналина, ДОФА и допамина максимальна в период бодрствования, минимальна в период медленного сна и занимает промежуточное место во время быстрого сна. Введение экзогенного адреналина увеличивает настороженность животного. Многие химические вещества, препятствующие сну, по химической структуре близки к адреналину либо способствуют процессам, ведущим к его накоплению в нервной системе. Фармакологические вещества типа фенамина вызывают реакцию десинхронизации на ЭЭГ и удлинение периодов бодрствования.
С другой стороны, препараты фенотиазинового ряда (аминазин и близкие к нему средства), обладающие адренолитическим действием, снижают уровень и длительность бодрствования.Удалось также показать, что в определенных дозах аминазин подавляет быстрый сон. У человека 100 мг аминазина уменьшают, а 25 мг увеличивают представленность ФБС (Lewis, Evans; цит. по Oswald, 1968).
2. Серотонинергическая система. При исследовании здоровых людей показано, что прием внутрь перед сном 5-10 г L-триптофана (предшественник серотонина) способствует сокращению латентного периода наступления ФБС. Удлинение ФБС отмечено при дозе 9-10 г. Блокаторы моноаминоксидазы, способствующие накоплению в мозге серотонина и норадреналина, приводят к пролонгированию медленного и подавлению быстрого сна (Jouvet, 1969). Антагонисты серотонина (метисергид, дезерил) блокируют влияние триптофана на структуру сна, описанное выше. Парахлорфенилаланин, подавляя триптофан-гидроксилазу (фермент, участвующий в биосинтезе 5-окситриптамина - серотонина), вызывает полное отсутствие сна, при введении 5-окситриптофана сон восстанавливается. У обезьян и крыс парахлорфенилаланин снижал содержание серотонина в мозге, что сопровождалось уменьшением продолжительности сна, в основном за счет медленной фазы. Полное разрушение ядер шва, содержащих максимальное количество серотонина, приводит к полной инсомнии. Введение серотонина в эти ядра способствует поддержанию медленного сна (Dahlstrom, Fuxe, 1964). Галлюциногенные вещества типа диэтиламида лизергиновой кислоты, блокируя серотониновые синапсы, в эксперименте на животных и при введении человеку вызывали уменьшение доли быстрого сна, что, по мнению Hobson (1964), может зависеть от частых при этом пробуждений. Содержание деривата серотонина - мелатонина, в значительных количествах обнаруживаемого в эпифизе, колеблется в соответствии с циркадными ритмами (Wurtman, 1963; Quay, 1963, 1965). При лишении сна у здоровых исследуемых усиливается экскреция 5-оксииндолуксусной кислоты (Kuhn et al, 1968).
3. Холинергическая система. Путем наложения кристалликов ацетилхолина на ствол головного мозга и медиобазальную височную кору Hernandez-Peone вызывал электроэнцефалографические и поведенческие признаки сна. Под влиянием холинолитика атропина обнаруживались появление медленных волн на ЭЭГ без признаков поведенческого сна (Bradley, Elkes, 1957) и подавление быстрого сна в опытах на кошках (Jouvet, 1962), не подтверждаемое другими исследователями (Weiss et al. , 1964). Физостигмин (эзерин), обладающий антихолинэстеразным действием, увеличивал длительность фазы быстрого сна (Jouvet, 1962). Пилокарпин оказывает сходное с физостигмином, хотя и менее выраженное действие. Лишение сна либо только быстрой его фазы в течение 4-5 дней приводит к избирательному снижению ацетилхолина в мозге крыс, тотальное лишение сна в течение 1 суток - к избыточному его накоплению.
4. Гаммааминомасляная кислота (ГАМК). В опытах на кошках показано, что скорость внедрения ГАМК из перфорированной поверхности мозговой коры во время сна в 3 раза больше, чем в период бодрствования (Jasper et al. , 1965). Имеются экспериментальные данные о том, что внутрибрюшинное введение ГАМК мышам вызывает кратковременный сон (Rizzoli, Agosti, 1969). Внутривенное вливание перед сном способствует более раннему появлению сонных веретен и дельта-волн (Yamada et al. , 1967). У кошек внутрибрюшинное или внутрижелудочко-вое введение ГАМК сопровождается уменьшением доли быстрого сна и увеличением продолжительности бодрствования (Karadzic, 1967). Небольшие дозы бутирата натрия - препарата, близкого к ГАМК, способствовали возникновению медленного сна, а большие дозы - и быстрого сна (Matsuzaki et al. , 1967). Обнаружено, что многие препараты, в том числе барбитураты, транквилизаторы, а также алкоголь оказывают подавляющее влияние на фазу быстрого сна. После отмены этих препаратов наступает феномен «отдачи», когда продуцируется избыточное количество подавленной препаратом стадии (Oswald, Priest, 1965, и др.).
В последних публикациях Jouvet (1971) подтверждает гипотезу о важной роли серотонинсодержащих нейронов ядер шва в возникновении и поддержании медленного сна и предполагает, что быстрый сон также зависит от «стартовых» серотонинергических механизмов, тогда как норадренергические и холинергические механизмы включаются в процесс вторично. Катехоламинергические и, возможно, холинергические механизмы участвуют в поддержании поведенческого и электроэнцефалографического бодрствования. Эти данные следует учитывать при выработке принципов фармакологического управления системой сна и бодрствования.
Двигательные феномены во время сна
Физиологический сон достаточно богат различными двигательными феноменами. К ним относятся:
миоклонические подергивания
более массивные движения туловища и конечностей
активизация мимической мускулатуры (гримасы, улыбки, плач, сосательные движения)
жестикуляционные движения
снохождение
сноговорение
качательные движения головой и туловищем (jactatio capitis nocturna)
скрежетание зубами (бруксизм)
Первые три из них в разные периоды наблюдаются практически у всех людей, остальные же встречаются достаточно редко. Наличие их в ночном сне еще не говорит о наличии какой-либо патологии. В меньшей степени это относится к снохождению.
