Почему во сне бегают зрачки
Почему глаза во сне двигаются?
Ученые из Фрайбургского университета обнаружили ядро (совокупность нейронов), которое избирательно запускает быстрые движения глазами в быстрой фазе сна. Как выяснилось, оно находится в продолговатом мозге и имеет проекции («тянет» свои аксоны) в ядра глазодвигательных нервов. Описанию особенностей его работы и тому, как именно оно контролирует парадоксальный сон, посвящена статья в журнале Nature Communications.
Нейроны Nucleus papilio в продолговатом мозге. Credit: Gutierrez Herrera et al. / Nature Communications 2019
Во время фазы быстрого сна, отрытой в 50-х годах прошлого века Натаниэлем Клейтманом и Юджином Азерински, мышечный тонус минимален. Тем не менее по непонятным причинам это правило не распространяется на мышцы глазных яблок, которые начинают сокращаться и двигать глаза под закрытыми веками. Собственно, это явление и дало название фазе сна – REM или rapid eye movement.
Долгое время оставалось непонятным, что именно опосредует эти движения и как они влияют на сам быстрый сон. Международная группа исследователей под руководством ученых из Фрайбурга ранее нашла группу нейронов, находящихся в продолговатом мозге (часть ствола мозга), которую из-за специфического строения, похожего на крылья бабочки, назвала Nucleus papilio (русского аналога этого названия еще нет).
В этом исследовании ученые вместе со своими коллегами из Университета Берна применили оптогенетические методы, чтобы получить избирательное управление над конкретными нейронами (а именно – кальбиндин-D28K-экспрессирующими) этого ядра и посмотреть, как они влияют на фазу быстрого сна и движения глаз. Оказалось, что активация этих нейронов действительно приводила к увеличению амплитуды движений, тогда как угнетение их работы сводило мышечные сокращения к минимуму. При этом на саму работу коры мозга во время быстрого сна и продолжительность его эпизодов это никак не влияло.
Теперь, когда у исследователей есть еще один ключик к пониманию механизмов быстрого сна, можно изучать, как на работу этих нейронов и, соответственно, на быстрый сон могут повлиять различные патологии. Возможно, исследование в итоге даже поможет ответить на главный вопрос – а зачем мы вообще во сне двигаем глазами.
Текст: Анна Хоружая
Neurons in the Nucleus papilio contribute to the control of eye movements during REM sleep by C. Gutierrez Herrera, F. Girard, A. Bilella, T. C. Gent, D. M. Roccaro-Waldmeyer, A. Adamantidis & M. R. Celio in Nature Communications. Published November 2019
doi:10.1038/s41467-019-13217-y.
Быстрое движение глаз во время сна — о чем это говорит
Наблюдая за спящим человеком, можно легко заметить, что сон неоднороден – периоды глубокого покоя сменяются фазами, в которых явно видно трепетание век, означающее, что за веками происходит быстрое движение глаз во время сна. Что это такое и почему происходит – описано далее.
Что это такое
Ученые называют такой период фазой быстрого движения глаз, сокращенно – БДГ-фазой, или фазой парадоксального сна, характеризующейся повышенной мозговой активностью. Это подтверждается результатами обследований спящих людей.
Фазу-БДГ первыми описали американские ученые Клейтман Н. и Ассерински Ю. Они проводили исследования на базе университета Чикаго в первые годы после окончания второй мировой войны.
Наблюдения ученых показали, что быстрый сон, движения глаз в котором хаотичны, наступает периодически в течение ночи. Таких этапов насчитывается до пяти, и каждый последующий становится более продолжительный, но глубина сомнии при этом снижается.
Если считать продолжительность быстрого этапа, то он составляет четверть от общей продолжительности ночного отдыха. Активные периоды перемежаются с медленными фазами.
Отвечает за БДГ-фазу переключатель нейронов, располагающийся в продолговатом мозге.
Почему и у кого возникает
Такие периоды во время ночного отдыха возникают у здоровых людей, это реакция организма на дневную занятость.
Во сне мозг человеческий проделывает титаническую работу:
Во время БДГ-фазы человека посещают красочные и хаотичные сновидения, если разбудить спящего в этот момент, он сможет связно рассказать о том, что приснилось.
Несмотря на краткость активного периода, мозг в эти минуты способен увеличить работоспособность в разы и переработать заданный объем информации. Это происходит потому, что на поддержание жизнеобеспечения человеческого тела в это время расходуется минимум энергоресурсов.
Особую важность фаза-БДГ имеет для новорожденных, младенцев и детей младшего возраста. Она отвечает за стимуляцию нервных окончаний, формируя тем самым нервную систему растущего организма. Обеспечивают правильное умственное и физическое развитие ребенка.
У стареющего организма активный период становится непродолжительным и менее ощутимым. Это свидетельствует о постепенном естественном угасании жизненных функций и меньшей мозговой деятельности.
Продолжительность фазы-БГТ увеличивается, если человек днем испытывал стресс или выполнял тяжелую физическую нагрузку.
Отличия
Периоды можно легко отличить друг от друга, если понаблюдать за спящим, по ряду внешних проявлений.
Во время быстрого отрезка у спящего человека просматривается:
В медленной фазе деятельность мозга выполняет функции:
Медленный этап подготавливает мозг к решению задач. И в короткий отрезок человек подсознательно строит модели будущих поступков, выбирая как поступить в дальнейшем.
В отрезке быстрого сна к человеку приходят верные решения и «вещие» видения. Таких сновидений не нужно опасаться.
Мозг, свободный от повседневной рутины, способен правильно оценить дневные ситуации. Он может подсказать верный выход из сложившегося положения. И те проблемы, которые нельзя было разрешить днем, после ночного отдыха легко решаются.
В последний перед пробуждением человека период-БДГ начинается подготовка организма к периоду бодрствования. В этот момент производятся гормоны в повышенном количестве, дыхание становится глубоким, сердце начинает биться в ускоренном ритме. Артериальное давление становится скачкообразным, подъемы и падения сменяют друг друга.
Мнение врачей
Фаза-БДГ врачами изучена гораздо меньше, чем все остальные этапы сомнии. Открытие этой фазы состоялось не так давно по времени. Гипотезы причин движения глаз во время сна выдвигаются и в наше время.
Специалисты, работающие в области изучения организма во время ночного отдыха, сходятся во мнении, что БДГ – естественная функция мозговой деятельности, повышающая способности человека мыслить логически, анализировать прошлое и помогающая принять решение в будущем.
Нарушения в фазе-БДГ свидетельствуют о неврологическом заболевании человека, таком как деменция, атрофия мультисистемная или болезнь Паркинсона. Нарушения могут вызывать неправильное применение седативных лекарств или злоупотребление алкоголем.
Ночной сон необходим человеку для восстановления сил, потраченных в дневной период и упорядочения полученных знаний. После засыпания организм периодически переходит из формы медленного в ускоренную.
Быстрый отрезок короткий по временному промежутку, но в нем сосредоточена наибольшая ночная деятельность мозга. Определить его можно визуально, наблюдая у спящего человека еле заметное подергивание век, за которыми происходит быстрое движение глаз.
Такой сон полезен для организма и не несет в себе признаков какого-либо заболевания. Это естественно для правильного функционирования систем жизнеобеспечения и умственного развития.
Нистагм — дрожание глазного яблока
Нистагм – патология глазных яблок, в результате которой образуется непроизвольное движение.
Происходит оно в разные стороны: горизонтальные, круговые, вертикальные, косые.
Чаще всего встречается первая разновидность. Болезнь может быть как врожденной, так и приобретенной. При выявлении состояния требуется диагностика и коррекция болезни у врача. Он проведет диагностические тесты, выявит причины развития патологии.
Причины нистагма
На первом месте по причине возникновения болезни стоит наследственной фактор. Патологический ген передается как по мужской, так и по женской хромосоме. Возможно внутриутробное повреждение плода впоследствии воздействия повреждающих факторов на организм матери. Симптоматика проявляется сразу после рождения ребенка, усиливается через несколько месяцев.
Приобретенная патология связана со следующими состояниями и заболеваниями:
Врачу необходимо выявить первопричину, чтобы назначить лечение. Если этот фактор не будет обнаружен и исключен, возможно образование рецидива заболевания.
Группа риска
В группы риска входят следующие категории пациентов:
Этим категориям пациентов необходимо периодически осматривается у врача, чтобы предупредить развитие заболевания и его осложнений.
Классификация нистагма
Выделяют несколько категорий, по которым делятся заболевание. Врач должен классифицировать болезнь, чтобы легче было проводить лечение. Для каждой разновидности существуют свои процедуры терапии.
По времени проявления симптомов:
Врожденное заболевание делится на следующие категории:
Приобретенные заболевания делятся на несколько категорий в зависимости от причины возникновения:
Заболевание классифицируется в зависимости от проявляющейся симптоматики:
Для классификации заболеваний врачу необходимо пронаблюдать за пациентом, провести дополнительные диагностические мероприятия.
Симптомы нистагма
Начало проявления симптоматики зависит от формы заболевания. Если она врожденная, признаки проявляются сразу после рождения или через некоторое время. Приобретенная форма образуется сразу после действия повреждающего фактора.
Образуется следующая клиническая симптоматика:
По проявляющейся симптоматике врач может выявить разновидность заболевания.
Диагностика нистагма
Диагностика состояния пациента складывается в несколько этапов:
На основе полученных данных врач ставит достоверный диагноз. Далее проводится лечение.
Лечение нистагма
Лечение заболевания зависит от степени выраженности приступов и разновидности. Чаще всего применяют консервативную терапию.
В нее входят следующие лекарственные средства:
Дополнительно применяется симптоматическое лечение:
Если заболевание вызвано поражением головного мозга, применяются следующие методы лечения:
Пациенту необходимо пожизненно принимать лекарства, чтобы снижать количество и степень проявления приступов. В течение всего заболевания периодически необходимо посещать невропатолога, чтобы корректировать дозировку средств и следить за тенденцией развития болезни.
Операция
Так же оперативное вмешательство показано при злокачественных и доброкачественных опухолях головного мозга, если во время процедуры не пострадает здоровая нервная ткань.
Осложнения нистагма
При отсутствии эффективности терапии образуются следующие осложнения при заболевании:
Чтобы избежать осложнений, необходимо своевременно лечить заболевание. Если препараты не помогают, обращаются к врачу. Только он может назначить аналоги, которые будут иметь эффект.
Прогноз
Прогноз состояния пациента и заболевания зависит от времени, когда было обращение к врачу, степени развития и тяжести поражения. Если терапия была назначена и проведена своевременно, количество приступов снизится. Возможно замедление колебательных движений с помощью противосудорожных препаратов.
При отсутствии терапевтических мер будут образовываться осложнения. Но они также не смогут вызвать гибель пациента.
Профилактика
Не существует специфических профилактических мер для предупреждения развития нистагма. Рекомендовано периодически посещать врача, чтобы вовремя выявить различные состояния заболевания глаз. Чем раньше будет проведена терапия, тем ниже риск развития осложнений от периодически проявляющихся приступов.
новости интернета и современных технологий
Ученые впервые проследили за движением глаз и размерами зрачков у спящих мышей и обнаружили, что они сужаются во время глубокого сна и расширяются в то время, когда грызуны видят сны, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
«Мы обнаружили, что зрачки ритмическим образом сужаются и расширяются во время сна. Что интересно, эти изменения в размерах почти идеально совпадают с тем, как меняется уровень активности мозга, что говорит о том, что размеры зрачков отражают текущую фазу сна – чем они меньше, тем глубже сон», — рассказывает Дэниел Хубер (Daniel Huber) из университета Женевы (Швейцария).
Существуют два типа сна — быстрый и медленный сон, которые постоянно чередуются друг с другом. При засыпании наступает фаза медленного сна, в ходе которой организм постепенно «отключается» и восстанавливает силы.
Во время быстрого сна тело переключается в «рабочий режим», но при этом все мускулы «отключаются» ради безопасности, и человек становится абсолютно неподвижным. Эта фаза характеризуется быстрым и хаотичным движением глаз и считается, что именно в это время люди видят самые яркие сновидения.
До недавнего времени, как отмечает Хубер, ученые считали, что сновидения, консолидация информации и прочие «сложные» элементы сна являются уникальной чертой человека и других приматов, недоступной для млекопитающих с более примитивным мозгом, а также птиц и рептилий. Наблюдения за работой мозга крыс и птиц показывают, что это, скорее всего не так.
Хубер и его команда нашли новые подтверждения в пользу этой идеи, впервые проследив за тем, как меняются размеры и положения зрачка мышей во время сна. Для этого ученые создали специальную «сбрую» для грызунов, который удерживал их тело и голову в одном положении во время сна, что позволило им наблюдать за их глазами, используя инфракрасную камеру.
Зрачок, как объясняют ученые, пропускает больше тепла, чем радужная оболочка глаза и другие его регионы, благодаря чему его можно увидеть даже в том случае, если глаз человека или животного закрыт, если его подсветить со стороны при помощи инфракрасного «фонарика» или светодиода.
Как показали подобные наблюдения, глаза мышей ведут себя необычным образом во время сна, меняя размеры зрачков при переходе от быстрого к медленному сну и наоборот, подчиняясь сигналам вегетативной нервной системы.
Сужение зрачка во время фазы медленного сна, как предполагают ученые, связано с одной простой вещью – во время этой фазы сна происходит консолидация воспоминаний и их перенос в долгосрочную память, и сигналы из внешнего мира, в том числе и свет, пробивающийся в глаза через веки, могут мешать этому процессу.
«Расхожее представление о том, что глаза являются «вратами души», может даже быть правдой во время сна, когда наши веки закрыты. Зрачки продолжают играть важную роль в работе нервной системой во время сна, блокируя внешние сигналы и защищая мозг от «шума» во время консолидации памяти», — заключает Озге Юзгеч (Ozge Yuzgec), коллега Хубера.
Пугающие симптомы панического расстройства
Паническое расстройство, наряду с посттравматическим стрессом, синдромом навязчивых состояний и общей тревожности, социофобии и т.д., является разновидностью тревожного расстройства и причисляется к невротическим заболеваниям.
Почему к невротическим? Да потому что патологические ощущения, возникающие во время расстройства, не изменяют сознания человека. Больной отдает отчет происходящему, осознает, что болен и нуждается в помощи.
Как охарактеризовать расстройство
Главным симптомом панического расстройства становится приступ панической атаки. Но единичный приступ еще не означает наличия расстройства. Для постановки диагноза необходимо, чтобы случаи атаки происходили с периодичностью 2–3 за месяц, не менее.
Панические приступы должны соответствовать нескольким критериям. Они возникают как при определенных обстоятельствах, так и при отсутствии видимых причин. Между атаками характерно наличие свободных от тревоги, светлых промежутков.
Паническое расстройство не зря называют тревожным. В его основе – чувство гипертрофированного, неуместного страха, не поддающегося контролю. Причина его возникновения – сбой в анализе опасной ситуации.
Префронтальная часть коры головного мозга первая дает оценку ситуации, с которой столкнулся человек, и передает ее по другим инстанциям. Конечной точкой становится миндалевидное тело, которое, при наличии определенных импульсов, реагирует на опасность стимуляцией выработки соответствующих гормонов: адреналина, кортизола и др. Они выполняют защитную, адаптационную функцию, помогают нам достойно встретить опасность. Вся система работает под чутким руководством нейромедиатора серотонина.
Проблемы начинаются, когда его количество выходит за пределы нормы. В таких случаях человек не в состоянии адекватно оценить ситуацию. Его миндалевидное тело становится слишком чувствительным и реагирует на опасность даже там, где ее нет. Развивается приступ панической атаки. Симптомы его разнообразны, однако можно выделить основные, наличие которых обязательно:
Приступ длится от 5 до 30 минут и бывает разным по степени выраженности. Систематическое его повторение носит название «паническое расстройство».
Предпосылки развития
Доподлинно неизвестно, почему развивается это расстройство. Имеется много теорий, пытающихся раскрыть механизм его развития. Точно установлено, что особенно склонны к формированию такого состояния люди с лабильной (неустойчивой) нервной системой. У них быстрее развивается тахикардия под действием эмоций или физических нагрузок, они сильно потеют, раздражительны, краснеют при волнении. В помещении им душно, они всегда норовят открыть окна.
Люди с акцентированной тревожностью в характере тоже склонны к возникновению заболевания. В некоторой степени играет роль и наследственность.
Обязательное условие для созревания расстройства – наличие психотравмирующих факторов, стрессоров, расстраивающих работу нервной системы. Обычно именно они предшествуют появлению первого признака панической атаки.
Первый приступ паники настиг Анастасию, когда она готовилась отойти ко сну. Ее внезапно охватило ощущение, что она падает стремительно с обрыва, в пустоту. Она не могла пошевелить руками и ногами, как будто они не принадлежали ей. Появилось стойкое чувство, что она сейчас умрет. Ей стало невообразимо страшно.
Затем начало колотиться сердце. Казалось, что она не могла контролировать дыхание. Оно было сбивчивым, частым, было трудно вдохнуть, постоянно не хватало воздуха. Такое состояние продолжалось до самого утра, и уснуть в эту ночь Анастасии так и не посчастливилось.
Следующий приступ случился через 4 дня. Затем частота приступов увеличилась, и они одолевали молодую женщину по несколько раз на день. Между ними она чувствовала себя выжитой и обессиленной. У нее появилось непоколебимое чувство страха засыпания, поскольку первый случай атаки случился перед сном. Она мучилась бессонницей, а вскоре и процесс поглощения пищи давался с трудом. Случалось, что идя по улице или находясь в многолюдном месте, она чувствовала головокружение и спёртое дыхание.
Затем приступы атаки стали не такими яркими, ограничивались сердцебиением и ощущением тревоги, проходящей через все тело. На протяжении всего лечения ей трудно было смириться с мыслью, что ее проблема носит чисто психологический характер. Ей казалось, что врачи пропустили в ее теле какую-то болезнь.
Анализируя ситуацию в беседе с психотерапевтом, женщина указала, что за 5 месяцев до первого атакующего случая она потеряла работу, а за 2 месяца до этого тяжело заболел ребенок. Таким образом, потеря источника дохода, а затем страх за жизнь своего чада стали мощнейшими стрессовыми факторами, запустившими патологический процесс.
Такое патологическое состояние чаще формируется у молодых людей в возрасте 20–35 лет. Женщины страдают от него в 2 раза чаще, нежели мужчины.
Характерные черты расстройства
Симптомы расстройства можно поделить на две группы. К первой мы отнесем признаки непосредственно панической атаки, заставляющие испытывать человека тревогу и страх, а также неприятные ощущения в теле.
Вторая группа симптомов относится к проявлению сформированного расстройства в общем. В ее состав входит множество признаков. Они сопровождают не всех и не всегда, и проявляются в разной степени.
Главный признак панического состояния – формирование так называемого охранного поведения.
Паническая атака обходится больному большим эмоциональным напряжением, психическим истощением. Перенеся цепочку таких приступов, у человека появляется выжидательная позиция. Он с опаской ждет повторения атаки. А, ожидание, как известно, хуже, чем само событие. Оно сопровождается состоянием повышенной тревожности, как будто что-то вот-вот случится. Казалось бы, приступ отступил, и самое время расслабиться. Но состояние тревоги сохраняется.
Некоторые паникеры путают такое положение дел с самим приступом. И рассказывают, что он длится у них несколько дней. Это ошибочно, поскольку приступный период способен продолжаться максимум пару часов.
Другой важный признак расстройства – формирование фобий. И прежде всего, это страх умопомешательства и смерти. Такие фобии сопровождают практически каждого паникера. Однако они абсолютно бесперспективны.
Страх лишиться рассудка, перестать себя контролировать и адекватно вести себя часто сопряжен с беспокойством заполучить шизофрению. Но нужно успокоить тех, кто терзается такими мыслями: больной шизофренией не будет беспокоиться о том, что он сходит с ума.
Страх смерти также иллюзорен. Те вегетативные нарушения, которые испытывает больной во время атаки, никак не являются смертельными, хотя некоторые дискомфортные ощущения они все-таки оставляют. Это может быть ощущение тяжести в голове, чувство напряжения в груди, боли в сердце. Из-за чего способны возникнуть мысли о наличии соматического заболевания. 
Паническое расстройство могут сопровождать и страхи, откладывающие отпечаток на социальной жизни больного. Сюда, в первую очередь, относят страх открытого (агорафобия) или закрытого пространства, боязнь езды в лифте, авиаперелетов, публичных выступлений и т.д. Как правило, фобии формируются, отталкиваясь от ситуации, в которой впервые возник приступ атаки.
Парень, страдающий расстройством уже около 10 лет, в начале его зарождения боялся выходить на улицу. Он целый год просидел дома. Друзья приносили ему еду и уносили мусор.
Отпечаток на психике
Такое состояние нервного напряжения не может не сказаться на психоэмоциональном фоне паникера. Он становится раздражительным и беспокойным, настроение его резко меняется, вздрагивает при любом постороннем звуке.
Бессонница – вечный спутник панического расстройства. Развиться она может как следствие нервного перенапряжения или как результат страха сна, если приступы одолевают в ночное время. Бывает так, что бессонница развивается на фоне опасения о том, что можно не уснуть.
Наверное, каждый человек видел сон, когда он падал в пустоту. Итогом такого сновидения становится вздрагивание во сне, кто-то просыпается. При ПР количество таких вздрагиваний за ночь доходит до 5 и более.
Напряжение, чувство тревоги и страха, неприятные и непонятные ощущения в теле, невозможность побороть болезнь приводят человека к состоянию апатии и беспомощности, перерастающие в депрессию.
О чем молчат паникеры
Как правило, главные симптомы панического расстройства, о которых говорят люди, страдающие им – это страх, тревога, неприятные ощущения в теле. Но мало кто указывает на такие признаки, как деперсонализация и дереализация.
Дереализация – нереальное восприятие мира, проявляется как ощущение тумана, окутывающего больного. Сквозь него ему все кажется каким-то далеким, расплывчатым, отстраненным.
Девушка описывает свои приступы дереализации, как чуждое восприятие всего, что привычно окружает ее. Даже когда она находится в своей комнате, она не узнает ее. Как будто она пришелец, случайно спустившийся сюда из космоса. Вещи вокруг – нечеткие и безжизненные. Хочется найти какую-то опору, ориентир, но не удается. Близкие люди смотрятся как незнакомцы.
Деперсонализация ощущается ею как существование вне своего тела, вроде она смотрит на себя со стороны. В такие моменты она не может управлять своими мыслями и движения, все выполняет автоматически.
А еще нередко у людей с ПР случаются слуховые и зрительные галлюцинации, особенно перед сном. Они проявляются в виде отчетливого писка или шороха, зрительных размытых образов, переговаривающихся между собой голосов.
Степени проявления
Для кого-то расстройство, со слов самих больных, становится настоящим адом, кошмарным сном, при котором не удается проснуться. Тогда как на других оно мало отражается.
Существует несколько степеней развития заболевания:
Несмотря на то, что паническое расстройство – распространенное явление, обществом оно воспринимается тяжело. Многие считают этих людей слабовольными либо симулянтами, сетуют на то, что они не могут держать себя в руках, хотя на самом деле приступ панической атаки неподвластен разуму. Поэтому часто больные испытывают неловкость, стесняются своего поведения в приступный период. Нагнетает обстановку и то, что им тяжело справиться с атакой. И человек на фоне этого начинает избегать людей, даже увольняется с работы, вводит себя в глубокое депрессивное состояние.
Паническое расстройство – это не что иное, как страх и тревога, гипертрофированные в сознании человека. Постепенно осознавая это, овладевая навыками самопомощи и пользуясь помощью адекватного специалиста, избавиться от пугающего расстройства вполне реально.