Парадоксальной и медленноволновой фазы сна

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна

а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Далее перечислены некоторые из важных характеристик REM-сна.

1. REM-сон, как правило, сопровождается оживленным сновидением и активными движениями мускулатуры тела.

2. Во время REM-сна человека труднее разбудить сенсорными стимулами, чем во время медленноволнового сна, но все же люди обычно спонтанно просыпаются утром во время эпизода REM-сна.

3. Мышечный тонус во всем теле чрезвычайно снижен, что указывает на сильное торможение спинальных моторных центров.

4. Частота сердечных сокращений и дыхательный ритм обычно становятся нерегулярными, что характерно для состояния сновидений.

5. Несмотря на резкое торможение периферических мышц, осуществляются нерегулярные мышечные движения, которые дополняют быстрые движения глаз.

6. Мозг при REM-сне высокоактивен, и общий мозговой метаболизм может повышаться на 20%. На электроэнцефалограмме регистрируются типичные мозговые волны, подобные тем, которые характерны для бодрствования. Этот тип сна называют также парадоксальным сном. Парадокс заключается в том, что человек может спокойно спать при выраженной активности мозга.

Итак, во время REM-сна мозг достаточно активен. Однако мозговая активность не направляется по соответствующим путям, способным заставить человека полностью осознать окружающую ситуацию и, следовательно, по-настоящему проснуться.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. sostoiania mozga 4. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-sostoiania mozga 4. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка sostoiania mozga 4. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.Постепенное изменение характера мозговых волн во время разных стадий бодрствования и сна

Основные теории сна

Представление о развитии сна под действием активного тормозного процесса. Согласно ранней теории сна, он развивается в связи с тем, что возбуждающие области верхней части ствола мозга (ретикулярная активирующая система) просто утомляются в течение рабочего дня и в результате становятся неактивными. Такое представление называют пассивной теорией сна. Важный эксперимент изменил эту точку зрения в пользу современного мнения о развитии сна в результате активного тормозного процесса. Было доказано, что пересечение мозгового ствола на уровне средней части моста создает мозг, который никогда не спит. Другими словами, по-видимому, в стволе мозга ниже уровня середины моста есть некий центр, необходимый для развития сна путем торможения других частей головного мозга.

а) Нервные центры, нейрогуморальные вещества и механизмы, которые могут вызывать сон. Возможная специфическая роль серотонина. Стимуляция некоторых специфических областей мозга может вызывать сон, очень похожий на нормальный. Далее перечислены некоторые из этих областей.

1. Самой заметной областью, стимуляция которой вызывает почти нормальный сон, являются ядра шва в нижней половине моста и в продолговатом мозге. Эти ядра представлены тонким слоем специфических нейронов, расположенных по средней линии. Нервные волокна от этих ядер распространяются местно, к ретикулярной формации ствола мозга, а также вверх, к таламусу, гипоталамусу, большинству областей лимбической системы и даже к новой коре большого мозга. Кроме того, волокна распространяются вниз к спинному мозгу, заканчиваясь в задних рогах, где они могут тормозить входящие сенсорные сигналы, включая болевые.

Известно также, что многие окончания нервных волокон от ядер шва секретируют серотонин. После введения животным лекарств, блокирующих образование серотонина, эти животные часто не могут заснуть в течение нескольких дней. Это позволяет считать серотонин главным медиатором, связанным с развитием сна.

2. Стимуляция некоторых областей ядра одиночного тракта может также вызывать сон. Это ядро продолговатого мозга и моста является конечной станцией для висцеральных сенсорных сигналов, входящих в мозг в составе блуждающих и языкоглоточных нервов.

3. Развитию сна также может способствовать стимуляция нескольких областей промежуточного мозга. К ним относят: (1) ростральную часть гипоталамуса, главным образом область над зрительным перекрестом (супрахиазмальная); (2) некоторые области диффузных ядер таламуса.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Физиология человека и животных

Разделы

5. Нейрофизиологическая сущность сна. Электроэнцефалографическая характеристика медленноволнового сна и парадоксального сна

Одним из состояний подавления сознания является сон. В состоянии бодрствования человека активно воспринимает сигналы окружающего мира и отвечает адекватными реакциями. Сон – это состояние, при котором значительно ослабевают связи организма с внешним миром. Сон играет роль восстановительного процесса. Во время сна снижаются интенсивность обменных процессов, мышечный тонус, частота сердечных сокращений, отсутствуют условные рефлексы, а безусловные – заторможены. При длительном нарушении сна снижается умственная работоспособность, повышается раздражительность, могут наступить отклонения психики.

Различают следующие виды сна:

Гипотезы физиологического сна:

Сон и бодрствование во многом обусловлены процессами внутреннего торможения. Внутреннее торможение во время бодрствования захватывает лишь отдельные группы клеток, а во время сна распространяется по коре больших полушарий и на нижележащие отделы головного мозга, обеспечивая возможность восстановления и необходимый покой.

Поддержание состояния бодрствования связано с деятельностью ретикулярной формации ствола мозга. Ретикулярная формация получает сигналы из всех сенсорных (чувствительных) зон по неспецифическим афферентным волокнам и оказывает генерализованное активирующее влияние на КБП. Если перерезать мозг выше ретикулярной формации и прекратить восходящие активирующие влияния на кору больших полушарий, у животных развивается непрерывный сон.

Но есть и противоположные структуры – так называемые центры сна – это базальные отделы коры больших полушарий, таламуса и задней части ретикулярной формации. Их раздражение снижает активность ретикулярной формации и вызывает глубокий сон. Повреждение этих центров вызывает бессонницу.

Фазы физиологического сна. В течении физиологического сна выделяют стадии так называемого медленного сна и быстрого сна, которые различаются по показателям электроэнцефалограммы (ЭЭГ), вегетативных и соматических функций (рисунок).

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 5vnd. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-5vnd. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 5vnd. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Рисунок – Основные стадии бодрствования, различимые на электроэнцефалограмме человека:

Активное бодрствование: десинхронизированная кривая, быстрая низковольтная активность. Диффузное бодрствование: альфа-ритм (8-12 гц) в виде характерных веретен.

Сон. Стадия 1: очень легкий сон, альфа-активность уменьшается, частота убывает (тета-ритм). Стадия 2: легкий сон со вспышками сигма-активности (8-15 гц), называемыми веретенами, появление потенциалов, вызванных внешними стимулами.

Стадия 3: появление полиморфных дельта-волн (1-3 гц).

Стадия 4: глубокий сон, генерализация мономорфных дельта-волн.

Стадия 5: парадоксальный (вероятно, глубокий) сон, характеризующийся ЭЭГ, не отличимой от ЭЭГ бодрствования. (Об этом последнем состоянии судят по другим критериям: движениям глаз, падению мышечного тонуса и т. д.).

Стадия медленного сна характеризуется расслаблением скелетных мышц, замедлением частоты сердцебиений и дыханий, усилением процессов анаболизма и восстановления энергетических ресурсов. На ЭЭГ отмечаются медленноволновые колебания, которые можно разделить на 4 группы. Во время бодрствования характерен бета-ритм волн ЭЭГ. Сразу после закрывания глаз появляется альфа-ритм (1 фаза) или стадия 1. Тета-ритм – развивается при переходе ко сну, в первую фазу сонливости и дремоты (2 фаза) стадия 2. По мере засыпания формируется дельта-ритм, который вначале образует так называемые сонные веретена (периодические колебания амплитуды и частоты биоэлектрических потенциалов – фаза сонных веретен, 3 фаза) или стадия 3, которая сменяется фазой глубокого сна с выраженным дельта-ритмом (4 фаза) – стадия 4. При этом на ЭЭГ отмечаются медленные и глубокие волны колебания биопотенциалов на фоне снижения всех функций организма и отсутствия сновидений. Хотя это и глубокий сон, но человек может быстро проснуться при действии особо важных для него раздражителей, например, при звуке шагов, детском плаче, но может и не просыпаться от громких, но привычных и безразличных для него раздражителей. Это объясняется наличием в коре на фоне общего торможения «бодрствующих» центров, «сторожевых» пунктов.

Каждая из этих 4 фаз длится около 15 минут. После четвертой фазы медленного сна медленные ритмы в электроэнцефалограмме сменяются быстрыми высокочастотными ритмами, сходными с ритмами бодрствующего мозга. В это время наблюдаются быстрые движения глазных яблок, повышается частота пульса и дыхания. Это периоды так называемого «парадоксального», или быстрого, сна – стадия 5 (рисунок 4). Несмотря на наличие на ЭЭГ таких же ритмов, как и при активном бодрствовании, восприятие внешних сигналов в этот период резко снижено, а мышцы еще более расслаблены. И разбудить человека в этой фазе еще труднее, чем во время медленноволнового сна. Важная особенность парадоксального сна – наличие сновидений. По-видимому, «активные» волны ЭЭГ и связаны с протеканием сновидений. Длительность парадоксального сна – 10–20 минут. После него опять развивается фаза медленного сна. Таким образом, ночной сон складывается из 4–5 циклов, а каждый цикл – из двух стадий: одной быстрого и одной – медленного сна. Весь цикл длится около 1,5 ч.

Парадоксальная фаза сна связана с деятельностью голубого пятна, расположенного в нижней части ретикулярной формации и содержащего большое количество норадреналина. При его разрушении фаза парадоксального сна выпадает. При этом если фаза парадоксального сна отсутствовала хотя бы одну ночь, то появляется резкая раздражительность, а если несколько ночей подряд – то могут быть глубокие изменения вплоть до нарушений психики.

Сон необходим для восстановления затраченных сил, энергоресурсов и других физиологических резервов организма. Эти процессы наиболее активны в стадии медленного сна. Например, увеличение выделения гормона роста гипофизом, в результате чего усиливается синтез белка отмечаются в этой стадии. В парадоксальной стадии сна происходит упорядочение и сохранение поступившей за период бодрствования информации, консолидация ее в долговременной памяти, отсеивается избыточная информация, усиливаются процессы метаболизма в глиальных клетках.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 5 1vnd. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-5 1vnd. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 5 1vnd. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.В процессе роста и развития человека изменяется соотношение между продолжительностью бодрствования и сна. Новорожденный спит примерно 21 ч в сутки, во втором полугодии – 14 часов, в четыре года – 12 часов, в 10 лет – 10 часов, взрослый – 6–8 часов. Все стадии сна, в том числе парадоксальный сон, наблюдаются уже у грудных детей, однако у них соотношение длительности фаз быстрого и медленного сна у них примерно равные. Постепенно длительность быстрой стадии сна сокращается, и к 5 годам медленный сон занимает до 80% длительности всего ночного сна, как и у взрослых.

Наиболее заметно на психику влияет общая продолжительность сна. Согласно взглядам З.Фрейда, сновидения служат для разрядки определенных мотивов, например, агрессивности или сексуальности. В последние годы получены данные об изменении структуры сна при обучении или при адаптации к новым условиям. Очевидно, что «быстрый» сон и сновидения необходимы для адаптации к новым условиям и усвоения новой информации. Есть предположение, что во время «быстрого» сна происходит творческое решение поставленной задачи. Однако это не значит, что это решение приходит само по себе: пути решения находятся во время бодрствования, но закрепляются, консолидируются в быстрой фазе сна.

Большинство сновидений базируется на слуховых, зрительных, реже обонятельных восприятиях и речи. Следовательно, они больше связаны с психосоциальной жизнью, чем с непосредственными сенсорными сигналами. Сложность анализа сновидений связана с тем, что в них используется образное мышление, которое трудно перекодировать на язык человеческого общения. Психологическая значимость сновидений может состоять в том, что воспринятая днем информация может активировать неприемлемые мотивы и неразрешимые конфликты, и тогда сон играет роль психологической защиты. Доказательством этому служат факты, что при депривации сна нарушается адаптация к действию стрессорных факторов. Возможно, во время сна происходит поиск путей взаимного примирения конфликтных мотивов и установок. При этом конфликт устраняется не за счет его логического разрешения, а при помощи образов, что и составляет систему психологической защиты мозга.

Источник

Сколько нужно спать, чтобы выспаться

06 Августа 2019

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 5343dab7494b4b379feb31e97ee1ba99. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-5343dab7494b4b379feb31e97ee1ba99. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 5343dab7494b4b379feb31e97ee1ba99. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Вопросы необходимости сна волновали человечество ещё до того, как учёные стали изучать сомнологию и объяснили, для чего нам так нужен сон. Кандидат медицинских наук Михаил Полуэктов в книге «Загадки сна. От бессонницы до летаргии» рассказывает об особенностях сна и его нарушений не только у людей, но и у животных. Попробуем разобраться, как возник сон у живых существ и для чего он все-таки нужен.

Ученые давно наблюдают за животными в поисках сновидений. Они старательно изучают сон млекопитающих, птиц и рептилий, и в результате сходятся в одном: спать нужно абсолютно всем. Главная цель таких исследований — определить происхождение и назначение различных фаз сна. Сомнологи по сей день спорят, какой сон полезнее для живых организмов. Одни считают, что это медленноволновой, или медленный сон. Другие отдают дань первенства быстрому, или парадоксальному сну. Но судя по всему, и тот, и другой возникли в результате эволюции практически одновременно.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 6240ac83e500854f95f38ef6169c90e8. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-6240ac83e500854f95f38ef6169c90e8. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 6240ac83e500854f95f38ef6169c90e8. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Даже жирафы умеют спать

Начинать разговор о сне нужно не с людей, а с животных. Если опираться на дарвиновскую теорию, человек в цепочке видов появился значительно позже представителей фауны. Как следствие, с каждым этапом эволюции, а значит — с развитием головного мозга, сон играл всё более важную роль в обучении и приспособлении человека к условиям внешней среды. Но вернемся к животным.

Доказано, что в зависимости от вида животного продолжительность его сна может значительно отличаться.

Раньше считалось, что больше всех спят малые бурые ночницы — самый распространенный вид летучих мышей в Северной Америке. Продолжительность их сна составляет 20 часов в сутки. Но выяснилось, что у летучих мышей существует особое состояние оцепенения — торпор, оно сном не считается. Сегодня среди млекопитающих чемпион по сну — сумчатая крыса опоссум, она спит 19,4 часа в сутки.

Меньше всего спят лошади — около 2,9 часа в сутки.

Ученые предполагали, что сон жирафов еще короче; сначала даже считалось, что жирафы совсем не спят, пока польский исследователь Бернгард Гржимек не сфотографировал спящего жирафа в природе. Наблюдения позволили подсчитать различные формы сна животного, в результате чего выяснилось, что жирафы в среднем спят 4,6 часа.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 83bcf4b4b12e26cb9f5fa2543e317b09. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-83bcf4b4b12e26cb9f5fa2543e317b09. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 83bcf4b4b12e26cb9f5fa2543e317b09. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Хищники и травоядные

Сравнивать сон этих групп животных довольно просто, учитывая их образ жизни. Травоядные животные лишены возможности спать долго: во сне они совсем беззащитны. Поэтому они используют минимально допустимое время для восстановления сил, при этом любят спать стоя.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. c14ae4e72ce2b6c5911e414abe2d9196. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-c14ae4e72ce2b6c5911e414abe2d9196. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка c14ae4e72ce2b6c5911e414abe2d9196. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Хищники же могут спать дольше, поскольку им не угрожает опасность. Лев спит 13,5 часа в сутки, а наша любимая домашняя кошка отстает от него ненамного — она спит в среднем 13,2 часа.

Исследования показали, что продолжительность сна также не зависит и от размера головного мозга. У слона мозг большой, а у мыши — маленький, а больше сна требуется именно последней.

Парадоксальный и медленноволновой сон

Про медленноволновой сон все более-менее понятно — это сон в обычном понимании слова. Самый длинный, ночной и с самыми яркими сновидениями. А что такое парадоксальный сон?

Этот тип сна был обнаружен в 1959 г. французским исследователем Мишелем Жуве в опытах на кошках. В течение своих исследований он выяснил, что во время сна у животных периодически регистрировалось особое состояние, при котором электроэнцефалограмма была совершенно такой же, как у бодрствующего животного. Но бодрствования не наблюдалось: глаза были закрыты и на внешние раздражители подопытные не реагировали. Оказалось, что у кошки доля такого парадоксального, быстрого сна составляет 24% (у человека — 25%). Мы можем регулярно наблюдать это состояние у домашних питомцев, когда у спящей кошки начинают «бегать» глаза и подрагивать усы и лапки.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 60affea15c9037d8522bd8ef611c8152. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-60affea15c9037d8522bd8ef611c8152. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 60affea15c9037d8522bd8ef611c8152. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Так какая фаза «главнее» и важнее для организма — медленноволновой или парадоксальный сон? Для ответа на этот вопрос используется эволюционный подход — мы как бы опускаемся по эволюционной лестнице все ниже и ниже для того, чтобы проследить, какая из двух фаз сна в итоге останется у самых первых живых существ.

Медленный сон появился раньше, был нужен всегда и по сути он самый полезный для живых существ. Но как же тогда быть со сном парадоксальным, быстрым, который помогает буквально на лету восстанавливать силы, особенно при болезненных состояниях? Вывод довольно прост: живому организму одинаково нужны и медленноволновой, и парадоксальный сон, поэтому в процессе эволюции они развивались параллельно.

Источник

Парадоксальный сон

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. Sleeping big. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-Sleeping big. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка Sleeping big. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Кто из нас не знает, что такое сон? Мы все испытываем на себе это явление каждую ночь, и для нас это неотъемлемая часть нашей повседневной жизни. Это настолько естественный процесс, что мы редко когда задумываемся, зачем мы, собственно говоря, спим, и зачем тратим столько полезного времени (треть жизни, если быть точным), как кажется, «впустую».

Может, уже пора изобрести таблетку, приняв которую можно забыть о сне и посвятить освободившееся время своим любимым занятиям? Попытаемся понять: зачем нам нужен сон и имеет ли перспективы жизнь без сна.

Для начала проведем разграничение между понятием сна (sleep), как физиологического процесса, и сновидений (dream), как процесса психологического. Сном занимается наука сомнология, тогда как сновидениями – онейрология. Когда мы говорим «я видел сон», мы говорим не о сне, как таковом, а о сновидениях, которые имеют место быть во время сна. О сновидениях мы детально поговорим в следующих постах, начнем же с основ физиологии сна.

Что же такое сон?

Мы знаем, что жизнь всех живых существ делится на две большие фазы: активную фазу (бодрствование) и фазу покоя (сон). Долгое время эти фазы определялись только визуальным способом, то есть если человек или любое другое животное находится в неподвижном состоянии, часто в характерной позе, и его реакции на стимулы окружающего мира заторможены либо отсутствуют вовсе – значит, человек находится в состоянии сна.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 101158567 large Waterhousesleep and his halfbrother death1874. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-101158567 large Waterhousesleep and his halfbrother death1874. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 101158567 large Waterhousesleep and his halfbrother death1874. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Рисунок 1. Джон Уильям Уотерхаус «Сон и его сводный брат Смерть», 1874 (Частная коллекция).

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. thorvaldsen night. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-thorvaldsen night. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка thorvaldsen night. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Рисунок 2. Изображение богини Ночи с детьми – Сном и Смертью. Бертель Торвальдсен, барельеф, 1815 (музей Торвальдсена, Копенгаген, Дания).

Действительно, некоторые патологические виды сна, такие, например, как летаргический сон, иногда чрезвычайно сложно отделить визуально от смерти. Ведь уровень метаболизма снижается так сильно, что сердце бьется с частотой до 2 ударов в минуту, поэтому и пульс не прощупывается.

Согласитесь, без специального оборудования определить, мертв человек или спит чрезвычайно трудно. Отсюда нередкие в прошлом случаи погребения живых еще людей. Конечно, физиологический сон можно достаточно легко отличить от других бессознательных состояний: спящего человека можно разбудить, дав ему звуковой или тактильный стимул достаточной силы.

С патологическими формами сна это не работает. Таким образом, можно сказать, что сон – это естественный физиологический процесс с пониженной реакцией на окружающий мир. Однако, такой визуальный подход является скорее бытовым, чем научным.

С открытием электроэнцефалографии и первым ее успешном применении на человеке в 1934 году, в руках сомнологов появился мощный неинвазивный и объективный метод измерения электрической активности мозга спящего человека. До сих пор этот метод является доминирующим в диагностике многих патологических состояний головного мозга и чуть ли не единственным объективным критерием в постановке диагноза «смерть мозга».

Оказалось, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) спящего мозга отличается от таковой мозга бодрствующего. У здорового человека в состоянии активного бодрствования на ЭЭГ мозга преобладают волны Бета-ритма (β-ритм) со средней амплитудой 15 – 30 мкВ и диапазоном частот 14 – 30 Гц. Особенно этот ритм проявляется при концентрации внимания, эмоциональном возбуждении и усилении мыслительной деятельности. При крайних степенях умственного напряжения, например, при решении задач, требующих максимального сосредоточения внимания, в ЭЭГ мозга человека начинают появляться Гамма-волны (γ-ритм), характеризующийся очень низкой амплитудой – меньше 10 мкВ и высокой частотой – от 30 и, по некоторым данным, до 500 Гц.

Гамма-волны ассоциируются с сознанием человека. Однако, если человек, пребывая в состоянии бодрствования, расслаблен и ни о чем не думает, особенно с закрытыми глазами, то на его ЭЭГ появляются Альфа-волны (α-ритм) с частотой 8 – 14 Гц и амплитудой 30 – 70 мкВ.

Появление альфа-ритма свидетельствует о подготовке мозга ко сну. Это состояние сопровождается зевотой, снижением уровня сознания, урежением частоты сердечного ритма и т.д. При засыпании на ЭЭГ появляются характерные Тета-волны (θ-ритм) с частотой 4 – 8 Гц и амплитудой 10 – 35 мкВ, иногда до 400 мкВ, представляющие собой переходную стадию между сном и бодрствованием.

Тета-волны ассоциируются с работой областей мозга, ответственных за память и эмоции, продуцируются гиппокампом и наиболее выражены у детей 2 – 8 лет. До 13 летнего возраста тета-волны могут регистрироваться и в состоянии бодрствования, однако у взрослого человека в норме они отсутствуют.

В процессе погружения глубже в состояние сна на ЭЭГ все отчетливее проявляются высокоамплитудные Дельта-волны (δ-ритм) с частотой 1 – 4 Гц. Это, собственно говоря, глубокий сон. Следует отметить, что δ-ритм регистрируется также при наркотическом сне и коме, а также на границах с пораженными частями мозга (опухоль). Более того, что δ-ритм преобладает на ЭЭГ мозга здоровых детей в возрасте 3 – 6 лет в состоянии бодрствования.

На основании данных ЭЭГ была выработана структура цикла сна-бодрствования, по которой цикл ночного сна складывается из 4 стадий (рис.3):

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 04. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-04. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 04. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Рисунок 3. Примеры записи ЭЭГ мозга в разных стадиях цикла «сна-бодрствования». Schlafspindel – сонное веретено; Thetawallen – θ-волны; K-komplex – К-комплекс. Источник: Шпорк П., 2010.

Долгое время эта классификация оставалась классической, до тех пор, пока в 1953 г. нашими бывшими соотечественниками Натаниэлом Клейтманом и его ассистентом Юджином Асерински из Чикагского университета не была открыта абсолютно новая фаза сна – так называемая фаза быстрого сна или БДГ-фаза (REM-сон).

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. Kleitman and Aserinksy. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-Kleitman and Aserinksy. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка Kleitman and Aserinksy. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

В процессе своих экспериментов они обнаружили, что спящие люди через какое-то время после засыпания начинали быстро вращать глазами под закрытыми веками, как будто они за чем-то наблюдают. При этом их сон был настолько крепок, что нужно было постараться, чтобы разбудить их.

Но если их удавалось разбудить, все они рассказывали в ярких красках о только что пережитых сновидениях. В БДГ-фазе сна тело становится еще более невосприимчивым к внешним раздражителям, чем во время обычного сна. Это особое состояние сознание человека, и не бодрствование и не сон, а нечто качественно иное, при котором мышцы абсолютно расслаблены, как бы парализованы, в то время как активность головного мозга и параметры висцеральной системы: частота дыхание, частота сердечных сокращений и др. активны как в состоянии бодрствования.

Наблюдаются всплеск секреции гормонов надпочечников, изменения артериального давления, усиление мозгового кровотока, часто возникает эрекция. Это состояние называют «вегетативной бурей». Поэтому БДГ-фазу сна часто называют парадоксальным сном: человек вроде бодрствует по всем показателям, но без сознания и парализован. Длительность этой фазы составляет примерно 90 – 120 мин за ночь (или 20 – 25% от сна), по 10 – 20 мин на каждый цикл. Единственные мышцы, способные сокращаться во время БДГ-сна – это мышцы глаз, поскольку они не управляются нервами, проходящими через спинной мозг.

По картине ЭЭГ во время БДГ-фазы также нельзя определить бодрствует ли человек или спит, поскольку активность головного мозга чрезвычайно высока и сходна, хоть и не идентична, картине ЭЭГ при усиленных мыслительных процессах. Поэтому чтобы корректно «читать» ЭЭГ записи, были введены новые параметры в дополнение к электрической активности мозга: электрическая активность глаз (ЭОГ – электроокулограмма) и мышц шеи (ЭМГ – электромиограмма).

ЭЭГ мозга во время БДГ-фазы сна легко отличить от таковой в состоянии бодрствования по отсутствующей активности на ЭМГ (рис.4). В настоящее время именно по этим трем одновременно регистрируемым параметрам и исследуется мозг спящего человека. Это особенно важно при заболеваниях, связанных с нарушениями цикла «сон-бодрствование».

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 12. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-12. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 12. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Рисунок 4. Электрическая активность мозга в бодрствовании, медленном и быстром сне. I – ЭЭГ, II – ЭОГ, III – ЛКТ (латеральное коленчатое тело), IV – ЭМГ. Источник: Rechtschaffen, Siegel, 2000.

Таким образом, по современным представлениям сон человека складывается из медленного (синонимы: медленноволновой, синхронизированный, ортодоксальный сон или NREM-сон) сна, представленного четырьмя стадиями от дремоты (стадия 1) до глубокого сна (стадия 4) и сменяющего его быстрого сна (синонимы: БДГ-фаза, десинхронизированный, парадоксальный сон или REM-сон).

Это один цикл сна, длящийся примерно полтора часа. За ночь у человека бывает 4 – 6 таких повторяющихся циклов, которые, тем не менее, не идентичны друг другу. Продолжительность медленного глубокого сна, особенно его четвертой стадии уменьшается с каждым последующим циклом, в то время как продолжительность быстрого сна увеличивается. Как правило, под утро стадия 4 медленного сна уже не достигается. Пример гипнограммы здорового человека представлен на рисунке 5.

Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. 07. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна фото. Парадоксальной и медленноволновой фазы сна-07. картинка Парадоксальной и медленноволновой фазы сна. картинка 07. а) REM-сон (парадоксальный сон, десинхронизированный сон). В течение нормального ночного сна периоды REM-сна длительностью 5-30 мин обычно появляются в среднем через каждые 90 мин. Если человек очень утомлен, длительность каждого периода REM-сна укорачивается, и этот сон даже может отсутствовать. С другой стороны, по мере восстановления сил в течение ночи длительность эпизодов REM-сна у человека значительно возрастает.

Рисунок 5. Гипнограмма здорового человека среднего возраста. Источник: Ковальзон В.М., 2012.

Долгое время БДГ-фаза сна не укладывалась в общую теорию эволюции сна, по которой изначально в животном мире присутствовали активность и покой (сон и бодрствование), а затем почему-то появился быстрый сон.

Его появление как новое эволюционное приобретение млекопитающих не получалось объяснить. По самым последним представлениям новым эволюционным приобретением является не БДГ-фаза сна, а, как ни странно, бодрствование.

Иными словами, покой хладнокровных животных соответствует нашему медленному сну, а их активность – нашему быстрому сну. Наше бодрствование же является как раз тем новым приобретением, которое позволило выйти млекопитающим на качественно новый эволюционный уровень. Подтверждением этой гипотезы может служить тот факт, что во время БДГ-фазы сна не поддерживается терморегуляция, то есть если бы БДГ фаза длилась не 10 – 20 мин, а скажем всю ночь, то температура нашего тела выровнялась бы с температурой окружающей среды. В чем-то мы можем сказать, что живем жизнью хладнокровного животного во время БДГ-фазы сна.

Продолжение в следующих постах.

Новые посты проще всего отслеживать по анонсам в наших пабликах ВКонтакте и Фейсбуке.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *