Память и сон физиология сна

ЗАПОМИНАНИЕ И СОН

Сон оказывает влияние на способность к обучению. Согласно литературным источникам, клетки гипокампа и других систем памяти, которые используются днем в процессе усвоения новой информации, воспроизводят те же самые паттерны взаимодействия во время сна. Благодаря этому происходит консолидация воспоминаний, что обуславливает необходимость достаточного ночного сна для продуктивного обучения [6].

Целью было выявить зависимость показателей запоминания материала у студентов от продолжительности ночного сна, эмоциональности предъявляемого материала и хронотипа испытуемых.

Объектами исследования были выбраны 9 юношей и 11 девушек, возрастом от 19 до 24 лет, всего в эксперименте принял участие 20 испытуемых. В первой серии экспериментов участники были разделены на две группы. Обеим группам предлагали выучить различные слова, среди которых были эмоционально – позитивные, эмоционально – негативные и нейтральные. Затем экспериментальную группу подвергали депривации сна в течение полутора суток, а контрольные испытуемые спали нормально. После обе группы тестировали на запоминание заученных слов. Лишённые сна испытуемые воспроизвели на 40 % меньше слов, чем испытуемые контрольной группы. Это показывает нарушение формирования декларативной памяти. Когда данные были разделены в соответствии с эмоциональностью предъявляемого материала (слов), было обнаружено, что, ухудшение запоминания происходят во всех трех группах слов, но степень нарушения отличается. В контрольной группе запоминание эмоциональных слов происходило успешнее, чем нейтральных, так как переживание эмоций облегчает кодировку следов памяти. Однако в экспериментальной группе, подвергшейся лишению сна, наблюдалось сильное нарушение кодировки с последующим ослаблением фиксации следа памяти по отношению к нейтральным и в особенности эмоционально – позитивным словам.

Вторая часть эксперимента касалась зависимости запоминания материала от продолжительности ночного сна и хронотипа. Для установления однородности группы испытуемых в качестве метода было выбрано тестирование направленное на хронотип, которое включало вопросы, касающиеся образа жизни и особенностей сна испытуемых. Для определения степени запоминания материала при нормальном сне и при его недостатке нами использовались отрывки из стихотворения. В первый раз испытуемым предлагалось выучить первую часть стихотворения. Запоминание производилось в определенное время суток (обязательно в промежутке с 16 до 21 часов вечера). Для каждого испытуемого время начала запоминания материала фиксировалось, для того, чтобы произвести проверку ровно через сутки. На изучение отрывка отводилось 30-40 минут, после чего экземпляр с текстом сдавался и больше повторений текста не производилось. В ночь между запоминанием стихотворения и проверкой запоминания участники эксперимента должны были спать достаточное, исходя из их биологических потребностей, количество времени, которое в среднем составляет 8-9 часов. Итак, по истечении суток проводилась проверка качества и количества усвоенного материала. Во второй раз испытуемым предлагалось выучить вторую часть стихотворения. Запоминание также производилось в определенное время суток (обязательно в промежутке с 16 до 21 часов вечера), которое фиксировалось для проведения проверки через сутки. Второе исследование полностью дублирует первое с той лишь разницей, что в ночь между запоминанием стихотворения и проверкой запоминания участники эксперимента должны были спать недостаточное количество времени. Для организации недостатка сна, его время было сокращено до 4 часов, хотя некоторые испытуемые спали за ночь и того меньше – всего 2-3 часа.

В исследуемой группе были представлены все три существующих хронотипа: совы (30%), жаворонки (30%), голуби (40%).

Проведенное исследование выявило взаимосвязь между эмоциональным компонентом речи и уровнем запоминания материала. Было выявлено, что эмоционально негативные слова усваиваются лучше остальных групп слов, таких как эмоционально позитивные и нейтральные. Также были получены данные, подтверждающие зависимость между хронотипом и запоминанием. Было установлено, что качественные и количественные показатели запоминания находятся в прямой зависимости от продолжительности ночного сна. Так процент запоминания испытуемых снизился с 66,8% при нормальном сне до 60,9% при недостатке сна. Обнаружена зависимость качественных и количественных показателей запоминания от биологического типа. Самый высокий уровень запоминания при нормальном сне выявлен у сов (81,2 %), средние показатели характерны для голубей (73,1 %), ниже всего значения оказались у жаворонков (65,7 %). В целом проведенное исследование подтверждает способность характеристик сна (в частности его продолжительности) оказывать влияние обучение.

Итак, установлено, что во время сна определенные биохимические процессы завершают процесс консолидации изученного материала, способствуя интегрированию его в системы памяти, после чего гиппокамп, посредством перепроекции, посылает кодированную информацию в более сложные зоны мозга [2].

Заучивание материала непосредственно перед сном помогает лучше его запомнить. Кроме того, если после заучивания материала следует 8-часовой сон, то его воспроизведение будет более успешным, нежели после 8 часов бодрствования. Запоминание улучшается главным образом после медленного сна. Заученный материал лучше воспроизводится после первой половины ночи, чем после второй, когда преобладает парадоксальный сон (ПС) и почти отсутствует глубокий медленный сон [5]. Однако позже было высказано предположение о важности ПС для запоминания. Оно состоит в том, что во время ПС происходит воспроизведение прошлого опыта, оживление следов долговременной памяти и тем самым задержка процесса забывания [1].

Человеку, находящемуся в процессе учебы, следует уделять сну необходимое время. При этом просмотр изученного материала непосредственно перед сном облегчает интегрирование и закрепление в памяти изученного материала.

Предварительные результаты исследования были представлены на 8-й Всероссийской конференции «Актуальные проблемы сомнологии» [10].

Губин Г. Д., Герловин Е. Ш. Суточные ритмы биологических процессов и их адаптивное значение в онто- и филогенезе позвоночных. — Новосибирск: Наука, 1980.

Ковальзон В.М. Обучение и сон // Природа. 2009. №7. С.3-11.

Ластавченко Т.В., Буриков А.А. Сон и обучение. Труды 2 междун. научно-методического симп. Электронные ресурсы в непрерывном образовании. Р-на-Д. 2011. C. 80-82.

Соколов Е. Н. Нейронные механизмы памяти и обучения. М., 1981-144.

Stickgold R, Walker MP. Sleep-dependent memory consolidation and reconsolidation. Sleep Med. 2007 Jun;8(4):331-343.

Источник

Лекция №46. Сознание, память, физиология сна.

Сознание – субъективный мир человека от простых элементарных ощущений до абстрактного мышления. Это продукт деятельности головного мозга человека. Сущность сознания – отражение субъективно существующего мира. Оно возникает на высших этапах развития человека. Кора мозга осуществляет высшую отражательную функцию – психическую деятельность. Содержание сознания – окружающий нас мир. Для возник4новения сознания необходимо воздействие раздражителей окружающей среды. Сознание – результат длительного исторического развития. Оно связано с переходом человека к трудовой деятельности, появлению речи и второй СС. Благодаря сознанию человек может целенаправленно организовывать свой труд, для него открываются широкие возможности общения с окружающей средой. Физиологические механизмы, за счет которых осуществляется отражательная функция головного мозга (И.М.Сеченов):

цепи сложных безусловных рефлексов – база психической деятельности

цепи условных рефлексов – ПСС

цепи речевых условных рефлексов ВСС

В возникновении сознания большая роль принадлежит РФ, которая регулирует активность клеток головного мозга.

Память – способность живых существ воспринимать, отбирать, хранить использовать информацию для формирования поведенческих реакций. Это составная часть психической деятельности. Она помогает использовать свой прошлый жизненный опыт и лучше приспосабливаться к условиям среды. В глобальном масштабе человечество также использует опыт прежних поколений во избежание ошибок. Механизмами памяти являются условные рефлексы. Виды памяти:

кратковременная (от секунд до 20 минут) – страдает при потере сознания

долговременная (длительное хранение информации) – очень чувствительна к радиации и ингибиторам синтеза РНК

промежуточная (несколько часов)

Значительная роль в формировании памяти принадлежит эмоциям. При эмоциональном возбуждении усиливается циркуляция нервных импульсов по цепям нейронов. В формировании памяти участвуют нейроны КБМ, РФ, гипоталамической области, лимбической системы, особенно, гиппокампа.

Сон – универсальное явление живой природы. Это физиологическая потребность организма. Человек спит одну третью часть жизни. Во время сна снижаются активность сознания, реакции на сильные раздражители, тормозится условно – рефлекторная деятельность организма, урежается частота сердечных сокращений, падает АД, дыхание становится редким и поверхностным, снижается интенсивность обмена веществ и температура, работа ЖКТ и почек, снижается мышечный тонус. Во время сна изменяется электрическая активность головного мозга. Анализ электроэнцефалограммы свидетельствует о том, что сон – неоднородное состояние:

сон А (медленный, ортодоксальный) – дельта – волны – состояние дремоты, в момент засыпания, появляются сноподобные галлюцинации

Существуют теории, объясняющие возникновение сна:

гуморальная (теория ядов сна) – сон – следствие самоотравления мозга продуктами обмена веществ, которые накапливаются при бодровствования ( молочная кислота, СО2,аммиак); гормон серотонин при накоплении вызывает сон – гипногенный фактор

нервная (Павлов) – вертикальная теория сна – развитие сна связано с деятельностью нейронов коры; в них постоянно развивается утомление, которое создает условия для развития торможения; вначале оно возникает в ограниченной группе клеток коры, если оно не встречает на своем пути очага возбуждения, то распространяется на всю кору и подкорковые образования; сон – внутреннее торможение

гистологическая – изменяется форма дендритов и нарушаются контакты между синапсами

пассивный – человек засыпает самостоятельно

Условно в ЦНС различают центры сна и бодрствования, которые работают поочередно. Они являются антагонистами. При нарушении их взаимодействия развивается летаргический сон.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Источник

Ученые объяснили связь между сном и улучшением памяти

Команда ученых из Калифорнийского университета обнаружила, что усиленная активность вегетативной нервной системы во время сна связана с улучшением памяти. Исследование опубликовано в журнале PNAS.

Группа психологов во главе со специалистом по исследованию сна Сарой Медник (Sara Mednick) изучила, как влияет вегетативная нервная система на консолидацию памяти — процесс перехода информации из кратковременной памяти в долговременную. Ученые выбрали именно вегетативную нервную систему, так как ее активность во время бодрствования улучшает работу памяти и, по их мнению, она же могла быть связана с процессами, происходящими во сне.

«Сон, как было показано ранее, облегчает трансформацию недавнего опыта в долговременные, стабильные воспоминания. Но прошлые исследования представили достаточно противоречивые предположения о том, какие именно процессы во время сна улучшают память», — комментирует Медник.

Для проверки своей гипотезы, психологи провели в два этапа видоизмененный тест отдаленных ассоциаций (RAT), который предназначен для определения креативного потенциала человека.

В первой части исследования 81 доброволец выполнял классические задачи теста, представленные тройками слов (например: хвост, ученый, мешок), к которым нужно подобрать четвертое слово (кот), которое бы подходило ко всем предыдущим (кот в мешке, кошачий хвост, кот ученый). Кроме того, участники также выполняли не связанное с тестом задание на аналогии — ответы на него служили ответом для следующего теста отдаленных ассоциаций, который проводился во время второго этапа работы. После выполнения задания 60 участников отдыхали в течение 90 минут, в то время как остальные смотрели видео.

Позже добровольцы снова возвращались в лабораторию и выполняли решали задачи во второй раз. Часть заданий была совершенно новая, другая часть была абсолютной такой же, а остальные вопросы в качестве ответа на задачи использовали ответ из предыдущего задания на аналогии.

Группа спавших и не спавших участников одинаково улучшила свои результаты при выполнении повторяющихся заданий. Однако только те добровольцы, которые во время отдыха вошли в фазу быстрого сна, лучше справились с тем типом заданий, которые использовали ответ из предыдущего этапа. Что касается новых вопросов, то ни одна группа не выполнила их лучше, чем в прошлый раз.

Ранее другая команда ученых, проводившая похожие исследования на животных и людях, обнаружила связь между учащенным сердцебиением и улучшением когнитивных способностей. Основываясь на их работах, психологи также изучили активность мозга добровольцев (сонные веретена и время, проведенное на определенной стадии сна) с помощью энцефалограммы и измерили их пульс.

В результате, они заметили, что пульс в значительной степени объясняет успехи в выполнении заданий на креативность: в то время как переменные, связанные только со сном, объясняли 46 процентов дисперсии при регрессионном анализе полученных данных, «сонные» переменные вместе с пульсом могли объяснить уже 73 процента.

Тем не менее, независимые эксперты отмечают, что на данный момент это в большей степени корреляционное исследование, которое не подразумевает причинно-следственных связей. В будущем команда Медник планирует попробовать блокировать или усиливать парасиматическую активность нервной системы во время сна, чтобы оценить влияние этих аспектов на память.

Источник

Сон с точки зрения физиологии

Сон с точки зрения физиологии

Этот краткий обзор посвящен одному из самых привычных физиологических состояний – сну. Большинство из нас не задумываются о роли сна в поддержании хорошего самочувствия до тех пор, пока не столкнуться с его нарушениями.

Правильный циркадианный ритм (цикл сон-бодрствование) обеспечивается взаимным влиянием множества структур нервной системы и специальных вещества-нейромедиаторов, отлаженная работа которых поддерживает хрупкое равновесие этой сложной системы.

Какие основные структуры мозга отвечают за здоровый сон?

Центр бодрствования — ретикулярные ядра моста, улавливают различные стимулы из внешней среды и при достаточной интенсивности внешних сигналов (звонок будильника или яркий солнечный свет) мы просыпаемся.

Главным центром сна является центральное серое вещество среднего мозга, ядра шва, содержащие в себе серотониновые нейроны, которые с помощью одноименного нейромедиатора (серотонина) убирают лишние информационные потоки в мозге, после чего в игру вступают нейроны ГАМК (гаммааминомаслянной кислоты — главного тормозного медиатора ЦНС), которые интенсивно блокируют зрительные, слуховые и прочие стимулы, этот эффект закрепляется специальными структурами — ядрами таламуса.

Таким образом, в ЦНС идет конкуренция систем, отвечающих за сон и бодрствование. Главные центры бодрствования в качестве медиатора используют глутаминовую кислоту, активизирующую работу ЦНС.

В процессе перехода от сна к бодрствованию важную роль, помимо ретикулярной формации, играет голубое пятно — структура, расположенная в передней верхней части моста, активно выделяющая норадреналин. Норадреналин оказывает как тормозное, так и возбуждающее действие на нервную систему, в зависимости от того, на какую структуру мозга происходит воздействие. Для понимания процессов активации ЦНС важно знать, что на центральное серое вещество он действует как тормозный медиатор, таким образом нивелируя “снотворное” воздействие этой структуры на организм. Активация голубого пятна ведет к “пробуждению” нервной системы. Голубое пятно воздуждается в периоды стресса и опасности. Именно эта структура отвечает за бессонные ночи перед экзаменом, собеседованием и другими субъективно тревожными событиями.

Параллельно с этим существует система, распознающая время суток (день/ночь), которая в дальнейшем взаимодействует с центрами сна и бодрствования — супрахиазменные ядра гипоталамуса. Нарушения процессов засыпания и пробуждения после долгих перелетов, так называемый джетлаг, это и есть тот процесс, который требуется этой системе для адаптации к изменению часовых поясов.

Зачем нашему организму нужен сон? В чем его функция?

Достоверно известно, что во время ночного сна синтезируются и высвобождаются важные гормональные вещества, снижается температура тела и сердечный ритм, что способствует общему восстановлению организма.

Мы же сосредоточим внимание на пользе, которую сон оказывает на функции нервной системы.

Одним из ключевых бонусов является сортировка накопленной за день информации на важную и малосущественную и процесс «стирания» последней.

Почему это важно?

Также во время сна активируются те нейроны, которые бездействовали днем, таким образом центральная нервная система настраивает саму себя, чтобы все нервные клетки были в тонусе и готовы приступить к работе в любой момент. Этот механизм также обеспечивает стабильность старых воспоминаний — информации о детстве, школьных и институтских знаниях и т.д.

В целом сон оказывает огромное положительной воздействие на память и нейропластичность — способность к формированию новых нейрональных связей.

Зачем нужна разные фазы сна и сколько их должно быть в норме?

У млекопитающих существует две фазы сна — REM и nonREM.

REM (rapid eye movement — быстрые движения глаз (БДГ)) — фаза сна, во время которой люди видят сновидения, ее также называет фазой парадоксального сна. Сновидения можно назвать побочным продуктом тех восстановительных процессов, которые происходят в головном мозге. Ученые выяснили, что сновидение — по сути галлюцинаторная активность, относящаяся к норме — это не что иное, как попытка нашего мозга составить более-менее связный образ из различных хаотичных сигналов, которые рождаются во время ночного сна в ЦНС.

Что же происходит с организмом во время сновидения? Во время REM сна электрическая активность мозга практически совпадает с той, что наблюдается в период бодрствования, при этом в ЦНС существенно снижена продукция ряда нейромедиаторов: норадреналина, серотонина и гистамина. Также снижается количество глицина и ГАМК, что в совокупности вызывает парализацию скелетной мускулатуры. Именно поэтому в норме, когда во сне человеку представляется, что он бежит, плывет, дерется или выполняет любые другие активные действия, в реальности он неподвижно лежит под одеялом. Из-за сбоев в проведении импульсов и нейромедиаторной активности во время REM фазы сна возникает ряд нарушений: лунатизм — хождение во сне, сонный паралич — ситуации, когда человек проснулся, но не может пошевелиться.

Некоторые исследователи пришли к выводу, что REM сон в большей степени отвечает за нормальное функционирование памяти. Его отсутствие, соответственно, ведет к серьезным мнестико-интеллектуальным нарушениям. Именно во время REM сна происходит повторение важной новой информации, полученной в течение дня.

Что делать, если возникли проблемы со сном?

Казалось бы, неудивительно, что настолько сложно устроенная система периодами дает сбой, что проявляется нарушениями сна. Наверняка каждый человек хоть раз в жизни сталкивался с теми или иными проявлениями бессонницы, возникающими в связи с внешними событиями: волнением перед экзаменом, похмельем после бурного веселья, серьезным стрессом.

Ряд проблем со сном можно решить соблюдением простых правил гигиены.

Как быть, если бессонница беспокоит постоянно?

Когда проблемы возникают краткосрочно (1-2 дня) в этом нет ничего катастрофического.

Но если вы на постоянной основе считаете овечек по вечерам и доходите в своих подсчетах до сотни или вскакиваете раньше будильника с роем мыслей в голове, то ситуация является очень серьезной и требует вмешательства специалиста.

Какими же бывают нарушения сна (инсомния)?

Их разделяют на раннюю, среднюю и позднюю инсомнию — когда человек не может заснуть, спит поверхностным сном в течение ночи и мучается от ранних пробуждений, соответственно.

Нередко бессонница маскирует более существенные проблемы, а точнее, является их следствием.

Очень часто люди, обращающиеся за помощью, рассказывают о том, что перед сном в голову лезут навязчивые мысли — о жизненных проблемах, а иногда и просто какая-то бессвязная ерунда, сердце бешено стучит в груди и учащается дыхание. Это проявления тревоги, которая, в свою очередь, не позволяет уснуть.

Нередко клиенты говорят, что просыпаясь утром намного раньше запланированного, они ощущают «камень на сердце», “ком в горле” и “будто бы кошки скребут на душе”. Обычно подобные симптомы также сопровождаются плаксивостью, фиксацией на тяжелых, грустных мыслях, ощущением, что жизнь кончена, а возникшие проблемы неразрешимы. Все эти признаки указывают на депрессию.

Симптомы тревоги и депрессии являются частой проблемой человека, живущего в современном обществе, особенно если его профессия связана со стрессом и активным общением с другими людьми. Важно помнить о том, что любую проблему правильно решать в зачатке. Психологический дискомфорт, также как и любое заболевание, с течением времени только усугубляется, принимает хронические формы и намного сложнее поддается лечению. Тут уместна аналогия с больным зубом. Если вы регулярно посещаете стоматолога и вовремя решаете проблемы с дефектом эмали, то никогда не столкнетесь с воспалением нерва.

Только психика — это структура намного более хрупкая и тяжело поддающаяся восстановлению.

Нарушения сна и сопутствующие им проблемы требуют грамотного и своевременного лечения. Поэтому призываем вас внимательно отнестись к своему здоровью и при наличии проблем, пройти дигностику у специалиста.

Источник