Физиологическое значение быстрого и медленного сна. Физиология сна

Сон - это физиологическое состояние, характеризующееся потерей активных психических связей субъекта с окружающим его миром. В состоянии сна мы проводим примерно 1/3 часть жизни (это не самое плохое время). Сон и бодрствование относятся к циркадианным ритмам человека и указывают на различный уровень его активности. Функциональную роль естественного сна сводят к 3-м процесса:

1. Компенсаторно-восстановительным, то есть во время сна, прежде в его глубокие стадии, происходит восстановление энергии, отмечается увеличение секреции нейрогормонов с анаболическими свойствами, повышается синтез АТФ и снижается аэробный метабо­лизм и др.

2. Информационным - частично перерабатываются события, при­обренные в состоянии бодрствования.

3. Психодинамическим - внутренняя активность центральных нервных структур на уровне подсознания, порождающая сновидения, необходимого компонента естественного сна.

Стадии сна. Самым старым и простым показателем глубины сна является пороговая сила раздражителя (чем > сила, тем глубже сон). В настоящее время для оценки глубины сна обычно используют ЭЭГ. В це­лом по мере углубления сна ритм ЭЭГ становится все > медленным (синхронизированным) и на ЭЭГ появляется особые колебания типа сонных веретен и К-комплексов. Сон человека имеет правильную цик­личную организацию. В течение сна различают 5 стадий - четыре "медленного и 1 "быстрого" сна. Иногда говорят, что сон состоит из 2-х фаз: ФМС и ФБС.

Завершенным циклом считается отрезок сна, в котором проис­ходит последовательная смена стадий медленноволнового сна, быст­рым сном. В среднем отмечается 4-6 таких циклов за ночь, продол­жительностью примерно 1,5 часа каждый.

Фаза "медленного сна.

По международной классификации в ФМС выделяют 4 стадии:

1. Стадия дремотная - постепенное замещение бетта-ритма на ЭЭГ низкочастотными колебаниями и появлением дельта и тета-волн. Является переходной от состояния Б. ко сну. Длительность обычно не больше 10-15 минут. В поведении эта стадия соответствует периоду дремо­ты с полусонными мечтаниями, она может быть связана с рождением интуи­тивных идей, способствующих успешности решения той или иной за­дачи.

2. Стадия "сонных" веретен - на ЭЭГ преобладание колебаний с частотой 12-16 в секунду и наличие К-комплексов.

3. Переходная стадия - увеличение на ЭЭГ числа дельта-волн, занимающие от 20 до 50 эпохи записи ЭЭГ с частотой 2 Гц и менее.

4. Глубокий сон - наличие на ЭЭГ дельта-волн с частотой 2 Гц и менее, занимающие более 50% эпохи записи ЭЭГ.

Третью и 4-ю стадии обычно объединяют под названием "дель­та-сон". Глубокие стадии дельта-сна более выражены в начале и постепенно уменьшаются к концу сна. В этой стадии разбудить человека достаточно трудно. В это время возникают около 80% снови­дений, возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако человек из этого ничего не помнит. Первые 4 стадии сна в норме за­нимают 75-80% всего периода сна.

Фаза "быстрого" сна (ФБС).

5. Пятая стадия сна - имеет несколько названий: стадия "быстрых движений глаз" (БДГ), "быстрый сон", "парадоксальный сон". Характеризуется следующими основными показателями: 1) наличием десинхронизации на ЭЭГ, то есть смена медленных ритмов (тета, дельта) на бета-ритм и альфа-ритм на фоне снижен­ного тонуса мышц конечностей;

2) быстрыми движениями глаз (БДГ) с частотой 60-70 раз в сек.; количество таких движений может колебаться от 5 до 50 раз; считают это результат сдвига корнео-ретинального потенциала;

3) падение (снижение) тонуса субментальных и шейных мышц на фоне миоклонических движений пальцев рук и ног. Снижение тонуса связано с гиперполяризацией гамма-мотонейронов спинного мозга, вызванной тормозными нисходящими влияниями ретикулярной формации моста, а миоклонические движения - наличием фазической деполяри­зацией гамма-мотонейронов спинного мозга.

Во время ФБС отмечаются повышение активности нейронов рети­кулярной формации моста, черной субстанции, покрышки мозга, та­ламуса, зрительной коры и как результат вегетативные сдвиги - учащение пульса, дыхания, перепады уровня кровотока, наличие кожно-гальванического рефлекса и др.

Периоды БДГ сна возникают приблизительно с 90-минутным интерва­лами и продолжаются в среднем около 20 мин. У взрослых эта ста­дия сна занимает примерно 20-25% времени, проводимого во сне; впервые недели жизни около 80%.

• 1.Роль физиологии в диалектико-материалистическом понимании сущности жизни. Связь физиологии с другими науками.
• 2.Основные этапы развития физиологии. Особенности современного периода развития физиологии.
• 3.Аналитический и системный подходы к изучению функций организма. Роль и.М. Сеченова и и.П. Павлова в создании материалистических основ физиологии.
• 4.Основные формы регуляции физиологических функций (механическая, гуморальная, нервная).
• 7.Современные представления о процессе возбуждения. Местное и распространяющееся возбуждение. Потенциал действия и его фазы. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия.
• 8.Законы раздражения возбудимых тканей. Действие постоянного тока на возбудимые ткани.
• 9.Физиологические свойства скелетной мышцы. Сила и работа мышц.
• 11.Современная теория мышечного сокращения и расслабления.
• 12.Функциональная характеристика неисчерченных (гладких) мышц.
• 13.Распространение возбуждения по безмиелиновым и миелиновым нервным волокнам. Характеристика их возбудимости и лабильности. Лабильность, парабиоз и его фазы (н.Е. Введенский).
• 14.Механизм появления возбуждения в рецепторах. Рецепторный и генераторный потенциалы.
• 15.Строение, классификация и функциональные свойства синапсов. Особенности передачи возбуждения в синапсах цнс. Возбуждающие синапсы и их медиаторные механизмы, впсп.
• 16.Функциональные св-ва железистых клеток.
• 17.Рефлекторный принцип регуляции (р. Декарт, г. Прохаска), его развитие в трудах и.М. Сеченова, и.П. Павлова, п.К. Анохина.
• 18.Основные принципы и особенности распространения возбуждения в цнс. Общие принципы координационной деятельности цнс.
• 19.Торможение в цнс (и.М. Сеченов), его виды и роль. Современное представление о механизмах центрального торможения. Тормозные синапсы и их медиаторы. Ионные механизмы тпсп.
• 21.Роль см в процессах регуляции деятельности ода и вегетативных функций организма. Характеристика спинальных животных. Принципы работы спинного мозга. Клинически важные спинальные рефлексы.
• 22.Продолговатый мозг и мост, их участие в процессах саморегуляции функций.
• 23.Физиология среднего мозга, его рефлекторная деятельность и участие в процессах саморегуляции функций.
• 24.Децеребрационная ригидность и механизм ее возникновения. Роль среднего и продолговатого мозга в регуляции мышечного тонуса.
• 25.Статические и статокинетические рефлексы (р. Магнус). Саморегуляторные механизмы поддержания равновесия тела.
• 26.Физиология мозжечка, его влияние на моторные и вегетативные функции организма.
• 27.Ретикулярная формация ствола мозга. Нисходящие и восходящие влияния ретикулярной формации ствола мозга. Участие ретикулярной формации в формировании целостной деятельности организма.
• 28. Таламус. Функциональная характеристика и особенности ядерных групп таламуса.
• 29.Гипоталамус. Характеристика основных ядерных групп. Участие гипоталамуса в регуляции вегетативных функций и в формировании эмоций и мотиваций.
• 30.Лимбическая система мозга. Ее роль в формировании биологических мотиваций и эмоций.
• 31.Роль базальных ядер в формировании мышечного тонуса и сложных двигательных актов.
• 32.Современное представление о локализации функций в коре больших полушарий. Динамическая локализация функций.
• 35.Гормоны гипофиза, его функциональные связи с гипоталамусом и участие в регуляции деятельности эндокринных органов.
• 36.Гормоны щитовидной и околощитовидной желез и их биологическая роль.
• 37.Эндокринная функция поджелудочной железы и ее роль в регуляции обмена веществ.
• 38. Физиология надпочечников. Роль гормонов коры и мозгового вещества надпочечников в регуляции функций организма.
• 39. Половые железы. Мужские и женские половые гормоны, их физиологическая роль в формировании пола и регуляции процессов размножения. Эндокринная функция плаценты.
• 40. Факторы, формирующие половое поведение. Роль биологических и социальных факторов в формировании полового поведения.
• 41. Физиология эпифиза. Физиология вилочковой железы.
• 42. Понятие о системе крови. Свойства и функции крови. Основные физиологические константы крови и механизмы их поддержания.
• 43. Электролитный состав плазмы крови. Осмотическое давление плазмы крови. Функциональная система, обеспечивающая постоянство осмотического давления крови.
• 44. Функциональная система, поддерживающая постоянство кщр крови
• 45. Белки плазмы крови, их характеристика и функциональное значение. Онкотическое давление крови и его роль.
• 46. Характеристика форменных элементов крови (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты) и их роль в организме.
• 47. Виды гемоглобина и его соединения, их физиологическое значение.
• 48. Гуморальная и нервная регуляция эритро- и лейкопоэза.
• 49. Понятие о гемостазе. Процесс свертывания крови, его фазы. Факторы, ускоряющие и замедляющие свертывание крови.
• 50. Свертывающая и противосвертывающая системы крови, как главные компоненты функциональной системы поддержания жидкого состояния крови.
• 51. Группы крови. Резус-фактор. Правила переливания крови.
• 53.Давление в плевральной полости, его происхождение и роль в механизме внешнего дыхания и изменение в разные фазы дыхательного цикла.
• 64. Пищевая мотивация. Физиологические основы голода и насыщения.
• 65.Пищеварение, его значение. Функции пищеварительного тракта. Типы пищеварения в зависимости от происхождения и локализации гидролиза.
• 66. Принципы регуляции деятельности пищеварительной системы. Роль рефлекторных, гуморальных и местных механизмов регуляции. Гормоны жкт, их классификация.
• 67. Пищеварение в полости рта: состав и физиологическая роль слюны. Слюноотделение и его регуляция.
• 68. Саморегуляция жевательного акта. Глотание, его фазы, саморегуляция этого акта. Функциональные особенности пищевода.
• 70. Виды сокращения желудка. Нейрогуморальная регуляция движений желудка.
• 71. Внешнесекреторная деятельность поджелудочной железы. Состав и свойства сока поджелудочной железы. Приспособительный характер панкреатической секреции к видам пищи и пищевым рационам.
• 72. Роль печени в пищеварении. Регуляция образования желчи, выделение ее в двенадцатиперстную кишку.
• 73. Состав и свойства кишечного сока. Регуляция секреции кишечного сока.
• 74. Полостной и мембранный гидролиз пищевых веществ в различных отделах тонкой кишки. Моторная деятельность тонкой кишки и ее регуляция.
• 75. Особенности пищеварения в толстой кишке.
• 76. Всасывание веществ в различных отделах пищеварительного тракта. Виды и механизмы всасывания веществ через биологические мембраны.
• 77. Понятие об обмене веществ в организме. Процессы ассимиляции и диссимиляции веществ. Пластическая и энергетическая роль питательных веществ.
• 78. Обмен и специфический синтез в организме жиров, углеводов, белков. Саморегуляторный механизм обмена питательных веществ.
• 79. Значение минеральных веществ, микроэлементов и витаминов в организме. Саморегуляторный характер обеспечения водного и минерального баланса.
• 80. Основной обмен. Факторы, влияющие на величину основного обмена. Значение определения величины основного обмена для клиники.
• 81. Энергетический баланс организма. Рабочий обмен. Энергетические затраты организма при разных видах труда.
• 82. Физиологические нормы питания в зависимости от возраста, вида труда и состояния организма. Особенности питания в условиях Севера.
• 84. Температура тела человек и ее суточные колебания. Температура различных участков кожных покровов и внутренних органов. Теплоотдача. Способы отдачи тепла и их регуляция.
• 87. Почка. Образование первичной мочи. Ее количество и состав. Закономерности фильтрации.
• 88.Образование конечной мочи. Характеристика процесса реабсорбции различных веществ в канальцах и петле нефрона. Процессы секреции и экскреции в почечных канальцах.
• 89. Регуляция деятельности почек. Роль нервных и гуморальных факторов.
• 90. Состав, свойства, объем конечной мочи. Процесс мочеиспускания, его регуляция.
• 91. Выделительная функция кожи, легких и жкт.
• 92. Значение кровообращения для организма. Кровообращение как компонент различных функциональных систем, определяющих гемостаз.
• 96. Гетерометрическая и гомометрическая регуляция деятельности сердца. Закон сердца (Старлинг э.Х.) и современные дополнения к нему.
• 97. Гормональная регуляция деятельности сердца.
• 98. Характеристика влияний парасимпатических и симпатических нервных волокон и их медиаторов на деятельность сердца. Рефлексогенные поля и их значение в регуляции деятельности сердца.
• 99. Основные законы гемодинамики и использование их для объяснения движения крови по сосудам. Функциональная структура различных отделов сосудистого русла.
• 101. Линейная и объемная скорость движения крови в различных участках кровеносного русла и факторы, их обуславливающие.
• 102. Артериальный и венный пульс, их происхождение. Анализ сфигмограммы и флебограммы.
• 104. Лимфатическая система. Лимфообразование, его механизмы. Функции лимфы и особенности регуляции лимфообразования и лимфооттока.
• 2)Внутриорганных сплетений посткапилляров и мелких, снабженных клапанами, лимфатических сосудов;
• 3)Экстраорганных отводящих лимфатических сосудов, впадающих в главные лимфатические стволы, прерывающихся на своем пути лимфатическими узлами;
• 4)Главных лимфатических протоков - грудного и правого лимфатического, впадающих в крупные вены шеи.
• 105. Функциональные особенности структуры, функции и регуляции сосудов легких, сердца и других органов.
• 106. Рефлекторная регуляция тонуса сосудов. Сосудодвигательный центр, его эфферентные влияния. Афферентные влияния на сосудодвигательный центр. Гуморальные влияния на сосудистый центр.
• 107. Учение и.П. Павлова об анализаторах. Рецепторный отдел анализаторов. Классификация, функциональные свойства и особенности рецепторов. Функциональная лабильность (п.Г. Синякин).
• 109. Характеристика зрительного анализатора. Рецепторный аппарат. Фотохимические процессы в сетчатке при действии света.
• 110. Восприятие цвета (м.В. Ломоносов, г. Гельмгольц, и.П. Лазарев). Основные формы нарушения цветового зрения. Современное представление о восприятии цвета.
• 111. Физиологические механизмы аккомодации глаза. Адаптация зрительного анализатора, ее механизмы. Роль эфферентных влияний.
• 112. Проводниковый и корковый отделы зрительного анализатора. Формирование зрительного образа. Роль правого и левого полушарий в зрительном восприятии.
• 114. Особенности проводникового и коркового отделов слухового анализатора. Теории восприятия звука (г. Гельмгольц, г. Бекеши).
• 116. Двигательный анализатор, его роль в восприятии и оценке положения тела в пространстве и формировании движений.
• 117. Тактильный анализатор. Классификация тактильных рецепторов, особенности их строения и функции.
• 119. Физиологическая характеристика обонятельного анализатора. Классификация запахов, механизм их восприятия.
• 120. Физиологическая характеристика вкусового анализатора. Механизм генерирования рецепторного потенциала при действии вкусовых раздражителей разной модальности.
• 121. Роль интероцептивного анализатора в поддержании постоянства внутренней среды организма, его структура. Классификация интерорецепторов, особенности их функционирования.
• 122. Врожденные формы поведения (безусловные рефлексы и инстинкты), их классификация и значение для приспособительной деятельности.
• 124. Явление торможения в высшей нервной деятельности. Виды торможения. Современное представление о механизмах торможения.
• 125. Аналитико-синтетическая деятельность коры больших полушарий. Динамический стереотип, его физиологическая сущность, значение для обучения и приобретения трудовых навыков.
• 126. Архитектура целостного поведенческого акта с точки зрения теории функциональной системы п.К. Анохина.
• 128. Учение п.К. Анохина о функциональных системах и саморегуляции функций. Узловые механизмы функциональной системы.
• 129. Мотивации. Классификация мотиваций, механизмы их возникновения. Потребности.
• 130. Память. Механизмы памяти. Теории памяти.
• 131. Учение и.П. Павлова о типах высшей нервной деятельности, их классификация и характеристика. Учение и.П. Павлова о I и II сигнальных системах.
• 132. Физиологические механизмы сна. Фазы сна. Теории сна.
• 133. Особенности восприятия у человека. Внимание. Значение работ и.П. Павлова и а.А. Ухтомского для понимания физиологических механизмов внимания. Физиологические корреляты внимания.
• 134. Биологическая роль эмоций. Виды эмоциональных состояний. Теории эмоций. Вегетативные и соматические компоненты эмоций. Роль эмоций в целенаправленной деятельности человека.
• 135. Учение г. Селье о стрессе. Стадии стресса. Эмоциональное напряжение (эмоциональный стресс) и его роль в формировании психосоматических заболеваний организма.
• 136. Речь, функции речи. Функциональная асимметрия коры больших полушарий, связанная с развитием речи у человека.

Виды сна :

Физиологический суточный сон.

Сезонный сон у животных (земляная белка 9 мес.).

Гипнотический сон.

Наркотический сон.

Патологический сон.

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

В течение физиологического сна периодически друг друга сменяют 2 его формы: быстрый (парадоксальный) и медленный сон. Быстрый сон возникает 4-5 раз за ночь и длится 1/4 всего времени сна. Во время быстрого сна мозг находится в длительном состоянии: об этом свидетельствует аa-ритм ЭЭГ, быстрые движения глазных яблок, подёргивание 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 Ц.Н.С. от метаболитов, накопившихся в процессе бодрствования.

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

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

Эмоциональная перестройка. Во время быстрого сна происходит снижение возбудимости очагов мотивационного возбуждения, которые возникли в результате неудовлетворённой потребности. Во время сна неудовлетворённые потребности находят своё отражение в сновидениях (З. Фрейд). У больных с депрессивными состояниями наблюдаются необычайно яркие сновидения. Таким образом, во сне происходит психологическая стабилизация, и личность в определенной мере защищается от нерешённых 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 и социальными конфликтами.

1. 133. Особенности восприятия у человека. Внимание. Значение работ и.П. Павлова и а.А. Ухтомского для понимания физиологических механизмов внимания. Физиологические корреляты внимания.

Особенности восприятия:

Предметность . В результате воздействия определенных предметов и явлений окружающей действительности на наши органы чувств формируется предметность восприятия. Она проявляется в акте объективации, т.е. в отнесении данных, полученных из внешнего мира, к этому миру. Без этого отнесения восприятие не может выполнять свои ориентировочные и регулировочные функции в практической деятельности человека.

Предметность восприятия не является врожденной качеством.

Целостность и структурность . Воспринимая определенный объект, мы выделяем его отдельные признаки, свойства и одновременно объединяем их в единое целое, благодаря чему у нас возникает его целостный образ.

Константность . Под константностью понимают относительное постоянство величины, формы, цвета предметов, которые воспринимаются при изменении расстояния, ракурса, освещенности.

Константность восприятия обеспечивается опытом, который приобретается в процессе индивидуального развития личности, и имеет большое практическое значение. Если бы восприятие не было константным, то при каждом шаге, повороте, движении, изменении освещенности мы не могли бы распознавать то, что было известно ранее.

Апперцепция - это зависимость содержания и направленности восприятия от опыта человека, его интересов, отношение к жизни, установок, знаний.

Осмысленность. Восприятие - это не только чувственный образ, но и осознание выделенного объекта. Человек воспринимает предметы, которые имеют для нее определенное значение. Восприятие человека тесно связано с мышлением, с пониманием сущности предмета. Сознательно воспринять предмет означает мысленно назвать, то есть отнести его к определенной группе, классу предметов, обобщить его в слове.

Избирательность . На наши анализаторы действует ряд объектов. Однако не все эти объекты мы воспринимаем одинаково четко и ясно. Эта особенность характеризует избирательность восприятия.

Избирательность восприятия - это смена деятельности органов чувств под влиянием предыдущего опыта, установок и интересов человека.

Иллюзии - этоискаженное восприятие реально существующего объекта или явления.

Внимание - избирательная направленность восприятия на тот или иной объект.

Физиологически внимание обусловлено работой тех же самых нервных центров, с помощью которых осуществляются сопровождаемые вниманием психические процессы. Оно не имеет специального нервного центра для своего осуществления, тогда как зрительные, слуховые и другие ощущения и восприятия, а также движения связаны с деятельностью специальных участков коры больших полушарий головного мозга. При отсутствии абсолютно точной локализации психических функций все же можно сказать, что зрительные восприятия связаны с деятельностью иных участков коры головного мозга, чем слуховые, что движения рук и ног управляются иными центрами двигательного участка коры, чем речевые движения, и т. д.

Изучение высшей нервной деятельности показывает, что нервные центры в различных участках коры никогда не бывают одновременно в одинаковой степени возбуждены или заторможены. Если бы мы могли в связи с той или другой деятельностью наблюдать физиологические процессы в коре головного мозга, то мы обнаружили бы, что в каждый данный момент в известных участках коры имеется оптимальное, наиболее пригодное для данной деятельности возбуждение, тогда как в других возбуждение понижено, протекает с меньшей интенсивностью.

«Если бы можно было видеть сквозь черепную крышку и если бы место больших полушарий с оптимальной возбудимостью светилось, то мы увидели бы на думающем сознательном человеке, как по его большим полушариям передвигается постоянно изменяющееся в форме и величине причудливо неправильных очертаний светлое пятно, окруженное на всем остальном пространстве полушарий более или менее значительной тенью» (И. П. Павлов).

С физиологической точки зрения, внимание есть не что иное, как нервная деятельность определенного участка коры больших полушарии мозга, в данный момент и при данных условиях обладающего оптимальной (т. е. наилучшей при данных обстоятельствах) возбудимостью, тогда как остальные участки коры находятся в состоянии более или менее пониженной возбудимости.

В участках коры с оптимальной возбудимостью легко образуются новые условнорефлекторные связи и успешно вырабатываются дифференцировки. Этим объясняется ясность и отчетливость сопровождаемых вниманием психических процессов. Участки коры с оптимальной возбудимостью являются творческим отделом больших полушарий мозга в данный момент. Они постоянно перемещаются по всему пространству больших полушарий в зависимости от получаемых в процессе данной деятельности раздражений. Соответственно изменяются в своих размерах и постоянно перемещаются в коре и участки с пониженной возбудимостью.

Участки с повышенной и пониженной возбудимостью взаимосвязаны в своей деятельности по закону отрицательной индукции: когда в каком-то определенном участке коры головного мозга начинается сильное возбуждение, то одновременно по индукции в других участках коры, не связанных с выполнением данной деятельности, возникает торможение, затухание или даже полное прекращение нервного процесса, в результате чего одни центры оказываются возбужденными, другие - заторможенными.

Для объяснения физиологических механизмов внимания известное значение имеет выдвинутый А.А.Ухтомским принцип доминанты . В каждый данный момент в коре больших полушарий головного мозга имеется участок (очаг) с повышенной нервной возбудимостью, господствующий (доминирующий) над остальными частями коры. При некоторых условиях (оптимальная степень возбуждения) он усиливается за счет других нервных импульсов, обычно вызывающих иные реакции. Так, например, ритмически слабые звуки, при обычных условиях вызывающие ориентировочный рефлекс, при наличии доминантного очага, связанного с процессом чтения, способствуют его усилению и, таким образом, увеличивают концентрацию внимания. Однако при максимальной степени нервного возбуждения в доминирующем очаге побочные импульсы не только не содействуют его усилению, но вызывают в нем парабиотическое торможение и, таким образом, приводят к нарушению концентрации внимания.

Тайны человеческого мозга остаются до конца не разгаданными, в том числе и те, что касаются сна и сновидений. Нейрофизиология сна сложна и неприступна для пытливого исследовательского разума. В этой статье разберемся с тем, что уже известно современному научному миру.

Что такое сон и насколько он важен?

Сон имеет ряд важнейший функций для организма человека

Сон представляет собой состояние организма, во время которого человек остается на месте, не двигается в пространстве, у него понижены реакции на внешние раздражители. В течение жизни циклы сна и бодрствования, поочередно сменяющие друг друга, служат для восстановления сил и поддержания тела в хорошем функциональном состоянии.

Насчет значения сна до сих пор нет однозначного мнения. Он является отдыхом и необходим для многих физиологических процессов:

• Нормального метаболизма. В это время организм занимается восстановлением своих клеток и выведением вредных продуктов обмена веществ.
• Приспособления к смене освещенности.
• Переработки и сохранения информации, полученной в течение дня.

Изучение мозговой деятельности в период отдыха

Для наблюдения за телом человека во время сна используют полисомнографическое исследование. Оно включает запись работы мозга (электроэнцефалографию), скелетной мускулатуры (электромиографию) и движений глазных яблок (электроокулографию). Параллельно с вышеописанными исследованиями измеряют пульс, частоту дыхания, артериальное давление и газовый состав крови.

Для подобного обследования человеку перед отходом ко сну крепят датчики, и он спит под наблюдением докторов.

Фазы сна

Фазы сна имеют свои психофизиологические особенности

Физиология сна человека, как и у многих млекопитающих состоит из двух фаз: быстрой и медленной.

Первая фаза после засыпания ─ медленноволновая, сменяющаяся быстроволновой. Фазы сменяют друг друга циклично, несколько раз в течение всей ночи. Первая смена медленноволнового на быстроволновой сон происходит через полтора часа и длится примерно 5-10 минут. Далее продолжительность быстрых эпизодов постепенно увеличивается. Контроль за временем, проведенным во сне и бодрствовании лежит на системе поддержания постоянства внутренней среды и циркадных ритмов.

Стоит разобраться в фазах и стадиях, а также нейрохимии сна более подробно.

Стадии сна

Существует разделение сна на стадии согласно изменениям на электроэнцефалограмме (ЭЭГ).

Например, в период бодрствования на ЭЭГ регистрируются так называемый физиологический бета-ритм. Если человек лежит с закрытыми глазами и готовится спать, с ним чередуется альфа-ритм, с большей амплитудой волн, но меньшей частотой. Когда спящий вступает в фазу медленноволнового сна, электроэнцефалографические данные синхронизируются, частота волн еще больше снижается, а амплитуда ─ увеличивается.

Сразу после засыпания наступает медленноволновой сон.

ЭЭГ мониторинг сна

В нем нейрофизиологи выделяют четыре последовательно сменяющие друг друга стадии:

• 1 стадия продолжительностью около 10 минут. В эту стадию у человека возникают отдельные мысли и образы, он засыпает. Еще могут быть какие-то движения, но тонус мышц снижается. При этом еще низок порог пробуждения, т.е. человека в это время еще легко разбудить посторонним звуком. Кроме того, замедляется частота дыхания, работа сердца, понижаются температура и артериальное давление. В это время в сознании могут появляться варианты решения какого-то вопроса.
• 2 стадия, примерно 20 минут. Нейрофизиология этой стадии подразумевает появление на энцефалограмме острых пиков (К-комплексов) и серий колебаний средней и низкой частоты, называемых сонными веретенами. Продолжает снижаться тонус скелетной мускулатуры и еще больше замедляются основные жизненные функции. Самый чувствительный анализатор в это время ─ слух.
• 3 стадия. Здесь регистрируется появление серий медленных дельта-волн. Порог пробуждения ближе к высокому.
• 4 стадия. Дельта-волны занимают до половины нейрофизиологической активности. Именно в эту стадию сон самый глубокий, разбудить человека, находящегося в этой фазе, сложнее всего. 3 и 4 стадии по времени занимают от получаса до 1 часа.

По прошествии всех четырех стадий медленноволновой сон сменяется быстроволновым.

Последний характеризуется рассинхронизацией электроэнцефалографических волн, амплитуда колебаний которых становится меньше, а частота резко возрастает.

Тонус мышц в эту фазу минимален, утрачиваются даже сухожильные рефлексы, тогда как деятельность нейронов максимальная за весь период отдыха. В это время наблюдаются быстрые беспорядочные движения глазных яблок, из-за чего эту фазу также называют БДГ-сон, где БДГ ─ быстрые движения глаз. В это время повышается пульс и кровяное давление, растет частота дыхания, у мужчин появляется эрекция полового члена, а у женщин увеличивается клитор. Именно сейчас и происходят различные яркие и запоминающиеся сновидения. В начале ночи эта фаза длится всего несколько минут, постепенно ее доля увеличивается.

Ощущение бодрости или разбитости напрямую зависит от того, в какую стадию сна проснулся человек

Лучшее время для пробуждения ─ начало нового цикла, первая или вторая стадия. Если человека разбудить на третьей или четвертой стадии, может появиться чувство разбитости.

Мозговая активность

За регуляцию суточных ритмов, с точки зрения анатомии и физиологии, отвечает гипоталамус.

За время бодрствования происходит накопление продуктов обмена веществ и некоторых медиаторов, таких как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), аденозин, глицин и др. Все вместе они подавляют работу возбуждающих систем нервной системы и приводят к появлению вялости, сонливости. Чем дольше бодрствует человек, тем этот эффект очевиднее.

После засыпания активируются физиологические механизмы, способствующие углублению и поддержанию сна. В это время организм взрослого или ребенка переходит ко второй стадии медленноволнового сна. Таламус, представляя собой образную «преграду» на пути поступающих извне раздражителей, блокирует передачу сенсорной информации к полушариям головного мозга.

Включателем состояния сна является передний таламус

За быстроволновой сон отвечает сеть нейронов, расположенная в стволе головного мозга. Эти нейронные центры при активации и вызывают все компоненты быстрой фазы:

• выраженное расслабление скелетной мускулатуры;
• быстрые движения глазных яблок;
• активность ЭЭГ;
• возможные подергивания лицевых мышц и мышц конечностей;
• изменение показателей частоты сердечных сокращений, артериального давления, частоты дыхания;
• эрекцию пениса или увеличение клитора.

За активацию и выключение групп нейронов, вызывающих то или иное проявление сна этой фазы, ответственны следующие медиаторы центральной нервной системы: ацетилхолин, адреналин и норадреналин.

Сколько надо спать

С ночным отдыхом связано множество предубеждений и предрассудков. Считается, что для здоровья необходимо спать не меньше 8 часов в сутки подряд. Но так ли это на самом деле? Существует мнение, что полезнее разбить сон на два сегмента: например, спать 4 часа, потом час бодрствовать, а затем спать еще 4 часа. Сторонники этой схемы оправдывают ее тем, что она ближе к нашей природе, ведь сложно представить древнего человека, который ложился бы спать на всю ночь в опасном, наполненном хищниками, лесу. Если человек изначально привык спать в таком сегментированном режиме, ничего страшного, но специально подгонять свои внутренние часы под такую схему не стоит, с точки зрения физиологии, она не оправдывает себя, и по мнению докторов, сегментированный сон может только спровоцировать бессонницу.

То, что полноценный сон имеет огромное значение для здоровья, неоспоримо. Ученые доказали, что получасовой дневной сон понижает риск развития сердечного приступа в будущем.

Всегда заботьтесь о достаточном сне, ведь его нехватка или плохое качество приводят к дневной сонливости, плохому настроению, раздражительности, снижению иммунитета, эндокринным нарушениям, повышенному риску сердечно-сосудистых и даже онкологических заболеваний. Подумать только, скольких проблем со здоровьем можно избежать, если позаботиться о своем сне!

Сон – это одно из самых удивительных состояний, во время которого органы – и прежде всего мозг – работают в особом режиме.

С точки зрения физиологии сон – это одно из проявлений саморегуляции организма, подчинённое жизненным ритмам, глубокое отключение сознания человека от внешней среды, необходимое для восстановления деятельности нервных клеток.

Благодаря полноценному сну укрепляется память, сохраняется концентрация внимания, обновляются клетки, выводятся шлаки и жировые клетки, снижается уровень стресса, разгружается психика, вырабатывается мелатонин – гормон сна, регулятор циркадных ритмов, антиоксидант и защитник иммунитета.

Длительность сна по времени соответственно возрасту

Сон служит защитой от гипертонии, ожирения, деления раковых клеток и даже повреждений зубной эмали. Если человек не спит более 2-х суток, у него не только замедляется метаболизм, но и могут начаться галлюцинации. Отсутствие сна в течение 8-10 суток сводит человека с ума.

В разном возрасте людям требуется разное количество часов для сна:

Больше всех спят ещё не рождённые дети в утробе матери: до 17 часов в сутки.

• Примерно столько же спят новорожденные дети: 14-16 часов.
• Детям от 3 до 11 месяцев требуется от 12 до 15 часов сна.
• В возрасте 1-2 года – 11-14 часов.
• Дошкольники (3-5 лет) спят 10-13 часов.
• Младшеклассники (6-13 лет) – 9-11 часов.
• Подросткам необходимо 8-10 часов ночного отдыха.
• Взрослым (от 18 до 65 лет) – 7-9 часов.
• Пожилым людям, от 65 лет – 7-8 часов.

Стариков часто мучает бессонница из-за недомоганий и гиподинамии в течение дня, поэтому они спят 5-7 часов, что в свою очередь отражается на здоровье не лучшим образом.

Ценность сна по часам

От времени отхода ко сну зависит и ценность сна: можно выспаться за час как за ночь или не выспаться вовсе. В таблице указаны фазы сна человека по времени эффективности сна:

Время	Ценность сна
19-20 ч.	7 часов
20-21ч.	6 часов
21-22 ч	5 часов
22-23 ч.	4 часа
23-00 ч.	3 часа
00-01ч.	2 часа
01-02 ч.	1 час
02-03 ч.	30 минут
03-04 ч.	15 минут
04-05 ч.	7 минут
05-06 ч.	1 минута

Наши предки ложились спать и вставали по солнцу . Современный человек ложится не раньше часа ночи, результат – хроническая усталость, гипертония, онкология, неврозы.

При фактической ценности сна не менее 8 часов организм восстанавливал силы на будущий день.

В некоторых южных культурах существует традиция дневного сна (сиесты), и отмечается, что количество случаев инсульта и инфаркта там существенно ниже.

Особенности пробуждения в каждой фазе сна

Сон неоднороден по своей структуре, он состоит из нескольких фаз, имеющих свои психофизиологические особенности. Каждая фаза отличается специфическими проявлениями мозговой активности , направленными на восстановление разных отделов мозга и органов тела.

Когда лучше проснуться человеку по фазам сна, насколько легко пройдет пробуждение, зависит от того, в какой фазе был прерван его сон.

Во время глубокого дельта-сна пробуждение самое тяжёлое из-за незавершённых нейрохимических процессов, проходящих в этой стадии. А вот в фазе быстрого сна просыпаться достаточно легко , несмотря на то, что в этот период снятся наиболее яркие, запоминающиеся и эмоциональные сновидения.

Однако постоянная нехватка быстрого сна может пагубно отразиться на психическом здоровье. Именно эта фаза необходима для восстановления нейронных связей между сознанием и подсознанием.

Фазы сна у человека

Особенности работы мозга и смены его электромагнитных волн были изучены после изобретения электроэнцефалографа. Энцефалограмма наглядно показывает, как изменение ритмов мозга отражает поведение и состояние спящего человека.

Основные фазы сна – медленный и быстрый . Они неравномерны по длительности. На протяжении сна фазы чередуются, образуя 4-5 волнообразных циклов от 1,5 до неполных 2 часов.

Каждый цикл состоит из 4 фаз медленного сна, связанного с постепенным снижением активности человека и погружением его в сон, и одной – быстрого.

Медленный сон преобладает в начальных циклах сна и постепенно сокращается, а длительность быстрого сна в каждом цикле нарастает. От цикла к циклу изменяется порог пробуждения человека.

Длительность цикла от начала медленного сна до завершения быстрого у здоровых людей составляет около 100 минут .

• 1-я стадия составляет около 10% сна,
• 2-я – порядка 50%,
• 3-я 20-25% и быстрый сон – оставшиеся 15-20%.

Медленный (глубокий) сон

Трудно ответить однозначно сколько должен длиться глубокий сон, ведь его продолжительность зависит от того в каком цикле сна находится человек, так в 1-3 цикле, длительность фазы глубокого сна может составлять более часа, а с каждым следующим циклом продолжительность глубокого сна сильно сокращается.

Фаза медленного, или ортодоксального, сна делится на 4 этапа: дремота, сонные веретёна, дельта-сон, глубокий дельта-сон.

Признаки медленного сна – громкое и редкое дыхание, менее глубокое, чем во время бодрствования, общее снижение температуры, уменьшение мышечной активности, плавные движения глаз, замирающие к концу фазы.

Сновидения при этом малоэмоциональны или отсутствуют, на энцефалограмме всё большее место занимают длинные и медленные волны.

Ранее считалось, что в это время мозг отдыхает, однако изучение его деятельности во время сна опровергло эту теорию.

Стадии медленного сна

В формировании медленного сна ведущую роль играют такие участки мозга, как гипоталамус, ядра шва, неспецифические ядра таламуса и тормозной центр Моруцци.

Основная характеристика медленного сна (он же глубокий сон) – это анаболизм : создание новых клеток и клеточных структур, восстановление тканей; он происходит в покое, под действием анаболических гормонов (стероиды, гормон роста, инсулин), протеинов и аминокислот. Анаболизм ведёт к накоплению энергии в организме в противовес катаболизму, который её расходует.

Анаболические процессы медленного сна начинаются на 2-й стадии, когда организм полностью расслабляется и становятся возможными восстановительные процессы.

Замечено, кстати, что активная физическая работа днём продлевает фазу глубокого сна.

Наступление засыпания регулируется циркадными ритмами, а они, в свою очередь, зависят от естественной освещённости. Приближение тёмного времени суток служит биологическим сигналом к снижению дневной активности, начинается время отдыха.

Собственно засыпанию предшествует сонливость: уменьшение двигательной активности и уровня сознания, сухость слизистых, слипание век, зевота, рассеянность внимания, снижение восприимчивости органов чувств, замедление сердечных сокращений, непреодолимое желание прилечь, секундные провалы в сон. Так проявляет себя активная выработка мелатонина в шишковидной железе.

На этом этапе ритмы мозга изменяются всё же несущественно и вернуться в бодрствование можно за считанные секунды. Последующие стадии глубокого сна демонстрируют всё большее отключение сознания.

1. Дремота, или Non-REM (REM – с английского rapid eye movement) – 1-й этап засыпания с полусонными грёзами и видениями, подобными сну. Начинаются медленные движения глаз, снижается температура тела, замедляется сердечный ритм, на энцефалограмме мозга альфа-ритмы, сопровождающие бодрствование, сменяются тэта-ритмами (4-7 Гц), которые указывают на расслабление психики. В таком состоянии к человеку часто приходит решение проблемы, которое он не мог найти днём. Из дремоты человека можно вывести довольно легко.
2. Сонные веретёна – средней глубины, когда сознание начинает отключаться, но сохраняется реакция на обращение по имени или плач своего ребёнка. У спящего снижаются температура тела и частота пульса, уменьшается мышечная активность, на фоне тэта-ритмов энцефалограмма отражает появление сигма-ритмов (это изменённые альфа-ритмы частотой 12-18 Гц). Графически они напоминают веретёна, с каждой фазой появляются реже и становятся шире по амплитуде, затихают.
3. Дельта – без сновидений, при котором на энцефалограмме мозга видны глубокие и медленные дельта-волны частотой 1-3 Гц и постепенно уменьшающееся количество веретён. Пульс немного учащается, возрастает частота дыхания при его небольшой глубине, снижается кровяное давление, движения глаз ещё более замедляются. Отмечается приток крови к мышцам и активная выработка гормона роста, что говорит о восстановлении энергозатрат.
4. Глубокий дельта-сон – полное погружение человека в сон. Фаза характеризуется полным отключением сознания и замедлением ритма колебаний дельта-волн на энцефалограмме (менее 1 Гц). Отсутствует даже чувствительность к запахам. Дыхание спящего редкое, неритмичное и неглубокое, движения глазных яблок почти отсутствуют. Это фаза, во время которой человека очень сложно разбудить. При этом он просыпается разбитым, плохо ориентируется в обстановке и не помнит сновидений. Крайне редко в этой фазе человек видит кошмары, но они не оставляют эмоционального следа. Две последние фазы часто объединяют в одну, и вместе они занимают 30-40 минут. Полноценность этой стадии сна влияет на способность к запоминанию информации.

Стадии быстрого сна

Из 4-й стадии сна спящий ненадолго возвращается во 2-ю, а затем наступает состояние быстрого сна (REM-сон, или БДГ-фаза). В каждом последующем цикле длительность быстрого сна увеличивается от 15 минут до часа, при этом сон становится всё менее глубоким и человек приближается к порогу пробуждения.

Эту фазу ещё называют парадоксальной, и вот почему. Энцефалограмма снова регистрирует быстрые альфа-волны с низкой амплитудой, как во время бодрствования, но при этом нейроны спинного мозга полностью отключаются, чтобы предотвратить любые движения: тело человека становится максимально расслабленным, мышечный тонус падает до нуля, особенно это заметно в области рта и шеи.

Двигательная активность проявляется только в появлении быстрых движений глаз (БДГ), в период быстрого сна у человека отчетливо заметно движение зрачков под веками, кроме этого, растёт температура тела, усиливается деятельность сердечно-сосудистой системы и коры надпочечников. Температура мозга также поднимается и может даже немного превышать свой уровень при бодрствовании. Дыхание становится то быстрым, то медленным, в зависимости от сюжета сна, который видит спящий.

Сновидения обычно яркие, со смыслом и элементами фантастики. Если человека разбудить в этой фазе сна, он сможет вспомнить и рассказать в подробностях то, что ему снилось.

У слепых от рождения людей не бывает БДГ-фазы, а их сны состоят не из зрительных, а из слуховых и осязательных ощущений.

В этой фазе осуществляется корректировка полученной за день информации между сознанием и подсознанием, идёт процесс распределения энергии, накопленной в медленной, анаболической фазе.

Опыты на мышах подтверждают, что стадия быстрого сна намного важнее, чем медленная . Именно поэтому неблагоприятно пробуждение в этой фазе искусственным путём.

Последовательность стадий сна

Последовательность стадий сна одинакова у взрослых здоровых людей. Однако возраст и всевозможные нарушения сна могут принципиально изменить картину.

Сон у новорождённых, например, более чем на 50% состоит из фазы БДГ , только к 5 годам длительность и последовательность стадий становится такой же, как у взрослых, и сохраняется в таком виде до старости.

В пожилые годы продолжительность быстрой фазы снижается до 17-18%, а фазы дельта-сна могут сойти на нет: так проявляет себя возрастная бессонница.

Есть люди, которые в результате травмы головы или спинного мозга не могут спать полноценно (их сон похож на лёгкое и краткое забытьё или полудрёму без сновидений) или обходятся без сна вообще.

У некоторых имеют место многочисленные и длительные пробуждения, из-за которых человек находится в полной уверенности, что он за ночь не сомкнул глаз. При этом просыпаться каждый из них может не только во время фазы быстрого сна.

Нарколепсия и апния – заболевания, демонстрирующие атипичное протекание стадий сна.

В случае нарколепсии у больного неожиданно наступает фаза БДГ, и он может заснуть в любом месте и в любое время, что может оказаться фатальным и для него, и для окружающих.

Апния характеризуется внезапной остановкой дыхания во сне. В числе причин – задержка дыхательного импульса, поступающего от мозга к диафрагме, или чересчур сильное расслабление мышц гортани. Понижение уровня кислорода в крови провоцирует резкий выброс гормонов в кровь, и это заставляет спящего проснуться.

Таких приступов может быть до 100 за ночь, и они человеком не всегда осознаются, но в целом больной из-за отсутствия или недостаточности некоторых фаз сна не получает полноценного отдыха.

При апнии очень опасно употреблять снотворное, оно может спровоцировать смерть от остановки дыхания во сне.

Также на длительность и последовательность стадий сна может оказывать влияние эмоциональная предрасположенность. Люди с «тонкой кожей» и те, кто временно испытывают жизненные сложности, имеют удлинённую фазу БДГ. А при маниакальных состояниях стадия БДГ сокращается до 15-20 минут за всю ночь.

Правила здорового сна

Полноценный сон – это здоровье, это крепкие нервы, хороший иммунитет и оптимистичный взгляд на жизнь. Не стоит считать, будто во сне время проходит бесполезно. Недостаток сна может не только пагубно сказаться на здоровье, но и стать причиной трагедии .

Есть несколько правил здорового сна, которые обеспечивают крепкий сон ночью и, как следствие, – отличное самочувствие и высокую работоспособность днём:

1. Придерживаться графика отхода ко сну и подъёма . Ложиться спать лучше всего не позднее 23 часов, а весь сон должен занимать не менее 8, в идеале 9 часов.
2. Сон обязательно должен захватывать период от полуночи до пяти утра, в эти часы вырабатывается максимальное количество мелатонина – гормона долголетия.
3. За 2 часа до сна не стоит принимать пищу , в крайнем случае, выпить стакан тёплого молока. Алкоголя и кофеина вечером лучше избегать.
4. Вечерняя прогулка поможет уснуть быстрее.
5. При сложностях с засыпанием желательно принять перед сном тёплую ванну с настоем успокаивающих трав (пустырник, душица, ромашка, мелисса) и морской солью.
6. Перед сном обязательно проветрить помещение . Спать можно с приоткрытой форточкой и при закрытой двери, либо открыть окно в соседней комнате (или на кухне) и двери. Чтобы не простудиться, лучше спать в носках. Температура в спальне не должна опускаться ниже +18 С.
7. Спать полезнее на ровной и твёрдой поверхности, а вместо подушки использовать валик.
8. Поза на животе – самая неудачная для сна , поза на спине максимально полезна.
9. После пробуждения желательна небольшая физическая нагрузка: зарядка или пробежка, а при возможности – плавание.

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.