Подходы в изучении снов
Научные исследования сна и сновидений
Научные исследования сна и сновидений
Вопреки извечному человеческому очарованию снами, они не рассматривались в качестве предмета широких научных исследований вплоть до второй половины XX века. Одной из причин этого было то, что научному интересу к процессам сна пришлось ждать возникновения экспериментальной психологии в девятнадцатом веке и развития ее в двадцатом. Другой причиной оказался технический фактор: вплоть до недавнего времени инструментарий для исследования снов просто не был разработан. Сложные и чувствительные электронные приборы, используемые в современных исследованиях сна и снов, занимаются измерением, проверкой и записью тончайших нюансов электропотенциала и всех видов биологической активности. До их изобретения у ученых не было возможности отслеживать изменения биоэлектрического потенциала, происходящие в мозгу спящего, сопровождающие (и, может быть, порождающие) события, переживаемые человеком во сне. Некоторая историческая информация может помочь читателю в понимании того, каким же образом свершилась эта техническая революция.
Начало эпохи электричества восходит к одному из самых знаменитых за всю историю науки экспериментов, проведенному в XVIII веке итальянским физиологом Луиджи Гальвани, — эксперименту, в ходе которого было открыто «животное электричество». Гальвани был крайне удивлен, что когда он прикасался к отсеченной лягушечьей лапке двумя кусочками различных металлов, то та начинала дергаться, как живая. Кроме того, когда Гальвани, подсоединив к ней провода, сделал примитивное устройство для определение электропотенциала, он обнаружил, что и в самом деле вырабатывается электричество. На этом Гальвани и построил свою теорию о том, что нервы ноги служат источником электричества, а затем обобщил предположение, заключив, что все ткани организма продуцируют «животное электричество» как результат процессов жизнедеятельности живых существ.
Через некоторое время после этого открытия другой итальянец, физик Алессандро Вольта, доказал ошибочность теории Гальвани в отношении источника электричества, приводившего в движение лапку лягушки. Вольта показал, что электрический потенциал (названный в честь ученого «voltage») происходил из сочетания медной и стальной проволоки, контактировавшей с влажной тканью, — другими словами, из примитивной батареи, достаточно мощной для того, чтобы стимулировать рефлекторную мышечную активность. Позже Гальвани все же доказал, что, как и было открыто, активность мышечных и нервных клеток приводит к микроскопическим изменениям электрического заряда — к «животному электричеству»!
К середине XIX века научное понимание электричества достигло уже достаточного уровня, чтобы стало возможным качественное измерение электрической активности нейронов на любом участке нервной системы. Когда одно окончание периферическою нерва подвергалось активной стимуляции, на другое его окончание постоянно передавался электрический импульс. Ричард Кейтон из Ливерпульского университета заключил, что это и есть способ передачи импульсов по периферической нервной системе (к которой принадлежат органы чувств и двигательные нервы, расположенные вне центральной нервной системы), а также, возможно, и в центральной нервной системе (головном и спинном мозге). Таким образом, если в результате измерения электропотенциала мозга отмечаются какие-либо изменения, то они должны быть следствием сенсорной стимуляции мозга.
Начало эпохи электричества восходит к одному из самых знаменитых за всю историю науки экспериментов, проведенному в XVIII веке итальянским физиологом Луиджи Гальвани, — эксперименту, в ходе которого было открыто «животное электричество». Гальвани был крайне удивлен, что когда он прикасался к отсеченной лягушечьей лапке двумя кусочками различных металлов, то та начинала дергаться, как живая. Кроме того, когда Гальвани, подсоединив к ней провода, сделал примитивное устройство для определение электропотенциала, он обнаружил, что и в самом деле вырабатывается электричество. На этом Гальвани и построил свою теорию о том, что нервы ноги служат источником электричества, а затем обобщил предположение, заключив, что все ткани организма продуцируют «животное электричество» как результат процессов жизнедеятельности живых существ.
Через некоторое время после этого открытия другой итальянец, физик Алессандро Вольта, доказал ошибочность теории Гальвани в отношении источника электричества, приводившего в движение лапку лягушки. Вольта показал, что электрический потенциал (названный в честь ученого «voltage») происходил из сочетания медной и стальной проволоки, контактировавшей с влажной тканью, — другими словами, из примитивной батареи, достаточно мощной для того, чтобы стимулировать рефлекторную мышечную активность. Позже Гальвани все же доказал, что, как и было открыто, активность мышечных и нервных клеток приводит к микроскопическим изменениям электрического заряда — к «животному электричеству»!
К середине XIX века научное понимание электричества достигло уже достаточного уровня, чтобы стало возможным качественное измерение электрической активности нейронов на любом участке нервной системы. Когда одно окончание периферическою нерва подвергалось активной стимуляции, на другое его окончание постоянно передавался электрический импульс. Ричард Кейтон из Ливерпульского университета заключил, что это и есть способ передачи импульсов по периферической нервной системе (к которой принадлежат органы чувств и двигательные нервы, расположенные вне центральной нервной системы), а также, возможно, и в центральной нервной системе (головном и спинном мозге). Таким образом, если в результате измерения электропотенциала мозга отмечаются какие-либо изменения, то они должны быть следствием сенсорной стимуляции мозга.
В то же время мозг рассматривался всего лишь как нейронная сеть — орган, всецело зависящий от внешних стимулов и сам по себе ничего не делающий; иначе говоря, не способный давать что-либо, кроме ответов на заданные вопросы. И если такой мозг не был tabularasa, то лишь потому, что в нем оставляли след импульсы, поступавшие из органов чувств. В 1875 году Кейтон попытался измерить предполагаемую реакцию мозга на сенсорную стимуляцию. Подвергнув собаку анестезии, он вскрыл ей черепную коробку и обнаружил поверхность полушарии ее мозга. Когда Кейтон подсоединил электроды к коре головною мозга собаки, у нее случился шок, и это не был электрошок. Собака была под анестезией, следовательно, возможности получать какую-либо сенсорную информацию у нее не было, и Кейтон не ожидал никаких физиологических изменений в ее мозговой активности. По, вопреки ожидаемой стабильности потенциала, в мозгу собаки происходили непрерывные изменения, быстрые колебания напряжения. Произошедшее послужило явным доказательством того, что мозг не является только лишь аппаратом реакций на стимулы: нейтральным его состоянием оказался не полный покой, а активность. По крайней мере, это можно было утверждать о мозге «друга человека».
Чтобы сделать записи мозговой активности добровольцев из человеческого племени, пришлось ждать изобретения альтернативной экспериментальной техники, поскольку иначе потребовалось бы вскрывать слишком много черепных коробок. Дело в том, что биоэлектрический потенциал мозга очень слаб — порядка милливольта и меньше (милливольт — одна тысячная вольта; для сравнения: напряжение в обычной пальчиковой батарейке равняется полутора тысячам милливольт). Очевидно, электропотенциал мозга достаточно слаб даже при измерении его непосредственно на поверхности мозга, и во много раз слабее, если ему приходится преодолевать сопротивление оболочек, особенно костной. Даже самые чувствительные приборы, применявшиеся в XIX веке, не были достаточно чувствительны, чтобы воспринимать и записывать сигналы, амплитуда которых не превышала нескольких микровольт (миллионные доли вольта). Изобретение электронной лампы-усилителя в начале XX века обеспечило возможность ведения измерений с необходимой точностью, а также обусловило появление высококачественной звукозаписи, радио и телевидения.
Этим не преминул воспользоваться Ханс Бергер, немецкий нейропсихиатр, получивший возможность при помощи новых приборов записывать электрическую активность человеческого мозга, не нарушая целостности черепов добровольцев. Каково же было его удивление, когда результаты оказались не менее сенсационными, чем открытие, сделанное Кейтоном за 50 лет до него. В опытах с человеком Бергер ожидал получить такие же беспорядочные колебания напряжения, как и при проведении опытов с животными: кроликами, кошками, собаками, обезьянами. Но колебания напряжения у представителей человеческой расы оказались неожиданно ритмичными. Бергер назвал записи мозговых волн электроэнцефалограммой (ЭЭГ) и отметил, что, как только субъект был в состоянии лечь, закрыть глаза и расслабиться, колебания его мозговых волн становились регулярными, с периодичностью повторения примерно 10 раз в секунду. Это и был знаменитый «альфа-ритм» (названный так его первооткрывателем), свидетельствующий о состоянии расслабления (равно как и о погружении в медитацию). Бергер обнаружил, что частота (количество пиков в секунду) колеблется между 8-ю и 12-ю, и альфа-ритм исчезает, как только из внешнего мира поступает неожиданный стимул (например, звук щелчка пальцами). Наконец-то у науки появилось окно, открытие которого обещало пролить свет на природу сознания.
Занятно, что наблюдения, сделанные Бергером, поначалу были восприняты в научных кругах с изрядной долей скепсиса. Большинство электрофизиологов сочли обнаруженный Бергером альфа-ритм результатом определенного рода ошибки в измерениях, а не следствием естественной активности мозга. Эксперты двояко обосновывали свои сомнения: во-первых, они были уверены, что единственный тип электрической активности мозга — это «пиковые [spike] всплески потенциала», связанные с работой мозговых клеток; во-вторых, в альфа-ритме, о существовании которого заявил Бергер, наблюдалась регулярность такой степени, которую в живой природе встретить никто не ожидал; так что полученный результат проще было приписать сбоям в работе аппаратуры. Лишь после повторения этого опыта исследователями из Кембриджского университета, основополагающее открытие Бергера было наконец принято, и тем самым положено начало энцефалографии как науки. Среди исследований связи между состоянием сознания и состоянием мозга (в которых Бергер также был пионером) была и первая электроэнцефалограмма спящего человека.
Исследования изменений ЭЭГ в процессе сна, впервые выявленных Бергером, были продолжены в 30-е годы в Гарвардском университете. 1 На основе записей ЭЭГ бодрствования и сна пяти уровней там пришли к заключению, что сновидения имеют место во время более поверхностного сна. В подобной же серии исследовании в Чикагском университете изучалась разница между изменениями умственной активности у бодрствующего и у спящего субъекта. Был сделан вывод, что в фазе глубокого сна сны снятся очень редко. 2 Эти исследования позволили предположить, что изучение сновидения могло бы стать более объективным и научным, если бы существовали какие-то способы удостовериться, видит данный человек сны, или нет — и если видит, то когда. Но прежде чем ученые реализовали эту возможность, прошло несколько десятилетий.
В конце 40-х было обнаружено, что стимуляция нервной структуры ствола мозга (основания мозга), называемой ретикулярной формацией, ведет к активизации коры больших полушарий. Стимуляция ретикулярной формации у спящей кошки, к примеру, приводила к пробуждению, а разрушение приводило, наоборот, к состоянию перманентной комы. А коль скоро главным источником активизации ретикулярной формации являются сенсорные сигналы, была предложена теория, согласно которой сон может порождать процессы торможения в ретикулярной системе. Так что погружение в сон может зависеть от снижения ретикулярной активности вследствие уменьшения количества поступающих сенсорных сигналов.
Отношение к засыпанию как к пассивному процессу, по всей видимости, заслуживало внимания. И в самом деле: разве в темной, тихой комнате заснуть не проще, чем в шумной и ярко освещенной?! Но теория засыпания как всего лишь пассивного следствия снижения количества информации, воспринимаемой органами чувств, имела явные недостатки. В конце концов, как бы тиха и темна ни была комната, если вы не хотите спать, вы не уснете. С другой стороны, если вы не выспались и очень устали, вы будете в состоянии уснуть где угодно, даже стоя на рок-концерте! Таким образом, совершенно очевидно, что засыпание не могло быть объяснено только этой теорией. Поэтому обнаружение через некоторое время в основании мозга, лобных долях и других его частях активных гипногенных центров, электро— или нейрохимическая стимуляция которых вела к засыпанию, не было неожиданностью.
К концу 40-х годов это было существенным достижением в научном изучении биологии сна. Сон рассматривался как конец континуума бодрствования. В другом конце этого континуума было состояние полного бодрствования, поделенное на промежуточные стадии: от расслабления, через состояние внимания и до состояния полной умственной подвижности, достигающей крайней степени в маниях или в панике. В каком месте этой шкалы вы находитесь, зависит от состояния вашей ретикулярной формации. При таком подходе сон становится банальностью, и степень погружения в него определялась по шкале бодрствования. Сновидения, отмечавшиеся чаще всего во время неглубокого сна, выглядели как занятные отклонения в сторону состояния частичного бодрствования при частичном функционировании аппарата мышления.
С течением времени эти взгляды были вытеснены новыми, возникшими в результате важных событий 50-х годов.
Читайте также
2.16.5. НАУЧНЫЕ СПЕКУЛЯЦИИ
2.16.5. НАУЧНЫЕ СПЕКУЛЯЦИИ Плоха та наука, которая создается под красивую и простую идею. К сожалению, природа бывает сложнее и не соответствует идее. Это часто приводит к научным натяжкам, спекуляциям и подгонке
Научные степени
Научные степени Многие целители, эзотерики, гуру, духовные учителя изо всех сил стараются получить научную степень, некоторые из них становятся кандидатами или даже докторами наук, присваивают себе степень Ph., D. Но очень часто это происходит за пределами официальной
Научные традиции
Научные традиции Перинатальная психология первоначально появилась в рамках психоаналитических моделей Г. Х. Грабера – ученика З. Фрейда, в рамках психологии развития Р. Шиндлера и эмбриологии Э. Блехшмидта. В начале XX в. З. Фрейд обращал внимание на события периода
1.2. Естественно-научные основания
1.2. Естественно-научные основания Для создания своей теории Фрейду потребовалась смелость мышления. Интуитивно, но в полном соответствии с господствовавшим тогда естественно-научным мировоззрением и представлениями классической физики, Фрейд дал объяснение (Freud, 1895)
12. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПСИХОЛОГИИ. ЭТАПЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
12. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ В ПСИХОЛОГИИ. ЭТАПЫ ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ Методы психологии – основные пути и приемы научного показания психических явлений и их закономерностей.В психологии принято выделять четыре группы методов изучения
2.4. Научные приметы
2.4. Научные приметы Хочу предупредить вас, дорогой мой читатель, что это приметы, а не теория, хотя получены они научным путем, т. е. опираются на конкретные наблюдения и статистически достоверны. Как и всякие приметы, они не всегда сбываются. Но научные приметы нередко
Глава 1. Мир осознанных сновидений Ч удеса осознанных сновидений
Глава 1. Мир осознанных сновидений Ч удеса осознанных сновидений Я понял, что сплю. Я поднял руки и стал подниматься (точнее, меня потянуло вверх). Я вознесся к черным небесам, которые постепенно становились сине-фиолетовыми, потом – пурпурными, лиловыми, белыми, а затем
Научные определения конфликтов
Научные определения конфликтов Выше уже упоминались неудачные попытки западных ученых упорядочить разнообразие определения конфликта. И это действительно непросто, ведь, как пишет Ф. Е. Василюк, «если задаться целью найти дефиницию, которая не противоречила бы ни
НАУЧНЫЕ ЗАНЯТИЯ
НАУЧНЫЕ ЗАНЯТИЯ Уже в юности интересы Стриндберга были весьма многообразны, и особую склонность он питал к науке. Поэтому то, что научные занятия со временем занимают все большее место в его жизни — а в течение ряда лет (примерно 1893–1897) поглощают его почти целиком, — не
Глава 4. Исследование мира сновидений: Осознанное сновидение в лаборатории. Картография мира сновидений
Глава 4. Исследование мира сновидений: Осознанное сновидение в лаборатории. Картография мира сновидений Возможная связь между миром физическим и миром сновидений всегда волновала человечество. Об этом свидетельствует история, насчитывающая не одно тысячелетие. Однако
Сон как психофизиологический процесс
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)
ФАКУЛЬТЕТ УПРАВЛЕНИЯ
КАФЕДРА СОЦИОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Психофизиология профессиональной деятельности»
на тему: «Методы исследования психофизиологии сна».
| Выполнила: студентка группы 2бУП2 факультет управления д/о Касаткина А.В. |
| Проверила: доцент Трушкова С.В. |
Глава 1. Теоретические основы к изучению психофизиологии сна. 5
1.1. Сон как психофизиологический процесс. 5
1.2. Виды сна и его стадии. 8
1.3. Методы изучения сна в психофизиологии. 12
Глава 2. Экспериментальные методы исследования сна. 16
2.1. Исследование сна и эксперименты по отсутствию сна. 16
2.2. Психофизиологические эффекты.. 19
Список литературы.. 24
Введение
Сон — естественный физиологический процесс пребывания в состоянии с минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир или общее торможение. [5]
Сон — особое состояние сознания человека, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга.
Около трети своей жизни человек проводит во сне и без сна не может обходиться. Во сне у человека снижаются активность обменных процессов и мышечный тонус, активнее идут процессы анаболизма, тормозятся нервные структуры. Все это способствует восстановлению сил после дневных умственных и физических нагрузок.
Актуальность темы заключается в том, что сон как функциональное состояние мозга долгое время находится в поле зрения исследователей, занимающихся проблемой мышления, поэтому раскрытие данной темы будет важным для тех, кто хочет понять, что такое сон и какими способами можно улучшить его, опираясь на знания ученых.
Объектом исследования является сон человека с точки зрения психофизиологии.
Цель работы состоит в изучении методов исследования психофизиологии сна.
В процессе написания данной работы необходимо выполнить следующие задачи:
1. Ознакомиться с общей сущностью понятия «психофизиология сна»
2. Изучить на примере научных исследований, описанных в литературе, психофизические основы сна и сновидений
3. Рассмотреть наиболее распространенные методы изучения сна
4. Выявить взаимосвязь сна и сновидения и их влияние на поведение человека.
Глава 1. Теоретические основы к изучению психофизиологии сна.
Сон как психофизиологический процесс
На сегодняшний день имеется множество теорий сна. Все они описывают сон как особое состояние организма, вызываемое длительными физическими и психологическими нагрузками. В современной науке наиболее широкое признание получило учение о сне, разработанное И. П. Павловым и его последователями.
Теория сна И.П. Павлова основана на учении об условных рефлексах. Результаты многочисленных опытов и наблюдений над животными и людьми привели его к выводу, что у высших животных и человека сон и бодрствование связаны с работой высших отделов центральной нервной системы – коры больших полушарий головного мозга. В основе работы головного мозга лежат два нервных процесса – возбуждение и торможение, они возникают под действием внешних и внутренних раздражителей. Возбуждение заставляет организм работать, а торможение задерживает деятельность органов и выключает процесс в самой нервной клетке. [3]
Мелкие животные, например кролик – при виде удава, вместо того чтобы убежать и тем самым спасти свою жизнь, остаются на месте и становятся добычей. В основе такого явления лежит широко распространенный по мозговой ткани тормозной процесс. И.П. Павлов установил, что если перестать подкреплять образованный условный рефлекс, то он исчезнет. Такое угасание условного рефлекса происходит из-за развития торможения нервных клеток головного мозга. Если внешние раздражители, способствующие возникновению торможения в коре головного мозга, продолжают действовать долго, то торможение постепенно захватывает все более и более обширные зоны коры, и когда вся кора полностью окажется в состоянии торможения наступает глубокий сон.
Таким образом, сон — это один из видов торможения, которое охватывает кору головного мозга и нижележащие его отделы. Всякий раз, когда нервным клеткам угрожает истощение или перевозбуждение, в них развивается так называемое охранительное торможение, то есть защитная реакция коры на внешние раздражители.
Итак, всё, что снижает работоспособность нервных клеток мозга, – утомление, истощение, перенесённое тяжёлое заболевание – повышает потребность во сне, увеличивает сонливость. Если провести наблюдение, то можно убедиться, что в результате раздражений, воздействующих на мозг в течение дня, к вечеру развивается утомление, а с ним и желание спать – сигнал о настойчивом желании организма в отдыхе.
Изучение торможения коры головного мозга показало, что оно не просто препятствует дальнейшей работе нервных клеток. Во время этого внешне пассивного состояния клетки, совершаются активные процессы обмена веществ, клетки мозга восстанавливают нормальный состав, набирают силы для дальнейшей активной работы. Во сне, когда заторможена подавляющая масса мозга, создаются наиболее благоприятные условия не только для восстановления работоспособности нервных клеток мозга, более всего нуждающихся в такой передышке, но и для отдыха всего организма.
В настоящее время большинство существующих гипотез относительно функционального назначения сна и отдельных его стадий можно свести к трем основным типам:
1) энергетическим, или компенсаторно-восстановительным,
3)психодинамическим.
Согласно «энергетическим» теория во время сна происходит восстановление энергии, затраченной во время бодрствования.[8]
Особенная роль при этом отводится, так называемому дельта-сну– увеличение продолжительности которого следует за физическим и умственным напряжением. Любая нагрузка компенсируется увеличением доли дельта-сна. Именно на стадии дельта-сна происходит секреция нейрогормонов, обладающих анаболическим действием.
Теория П.К. Анохина придает в этом процессе решающее значение функциям гипоталамуса. При длительном бодрствовании уровень жизненной активности клеток коры мозга снижается, поэтому их тормозное влияние на гипоталамус ослабевает, что позволяет ему «выключать» активизирующее воздействие ретикулярной формации.
Информационные теории утверждают, что сон – это результат уменьшения сенсорного потока к ретикулярной формации. Уменьшение информации влечет за собой включение тормозных структур. Имела место и такая точка зрения, что нуждаются в отдыхе не клетки, не ткани, не органы, а психические функции: восприятие, сознание, память. Воспринимаемая информация может «переполнить» мозг, поэтому ему необходимо отключиться от окружающего мира (что и является сущностью сна) и перейти на иной режим работы.
Сон прерывается, когда информация записана, и организм готов к новым впечатлениям.
По мнению известного психоневролога А.М. Вейна, информационная теория не противоречит энергетической концепции восстановления, ибо переработка информации во сне не подменяет собой переработку во время бодрствования, а дополняет ее.
Восстановление в самом широком значении этого слова — это не покой и пассивное накопление ресурсов, вернее не только покой, которого во сне достаточно, но, прежде всего, своеобразная мозговая деятельность, направленная на реорганизацию воспринятой информации. После такой реорганизации и возникает ощущение отдыха, физического и умственного.
Согласно «психодинамическим» теориям сна, кора мозга оказывает тормозное влияние сама на себя и на подкорковые структуры.
К психодинамическим теориям можно отнести гомеостатическую теорию сна. Под гомеостазом в этом случае понимается весь комплекс процессов и состояний, на котором основана оптимальная работа мозга. Согласно его теории, существует два типа бодрствования — спокойное и напряженное.[1]
Также можно отметить, что сон относиться к одному из видов циклических ритмов деятельности человеческого мозга. Цикличность лежит в основе нашего существования упорядоченного ритмичной сменой дня и ночи, времен года, работы и отдыха. На уровне организма цикличность представлена биологическими ритмами, в первую очередь, так называемыми циркадными ритмами, обусловленными вращением Земли вокруг своей оси.
Виды сна и его стадии
У человека и многих животных период сна и бодрствования приурочен к суточной смене дня и ночи. Такой сон называется монофазным. Если же смена сна и бодрствования происходит несколько раз в сутки, сон называется полифазным. Периодический ежесуточный сон взрослого человека, как правило, является монофазным, иногда дифазным (дважды в сутки), у маленького ребенка наблюдается полифазный тип сна.
У ряда животных наблюдается также сезонный сон (спячка), обусловленный неблагоприятным для организма условиями среды: холод, засуха и т.д.
Кроме перечисленных, существует еще несколько видов сна: наркотический (вызываемый различными химическими или физическими агентами), гипнотический и патологический. Последние три вида сна обычно рассматривают как следствие нефизиологических воздействий на организм человека или животного.
Наркотический сон может быть вызван различного рода химическими воздействиями: вдыхание паров эфира, хлороформа, введением в организм различного рода наркотиков, например, алкоголя, морфия и других. Кроме того, этот сон может быть вызван электронаркозом (воздействие прерывистого электрического тока слабой силы).
Патологический сон возникает при анемии мозга, мозговой травме, наличии опухолей в больших полушариях или поражении некоторых участков ствола мозга.
Особый интерес вызывает гипнотический сон, который может быть вызван гипнотическим действием обстановки и воздействиями гипнотизера. Во время гипнотического сна возможно выключение произвольной корковой активности.[12]
Чередование сна и бодрствования наблюдается на всех этапах эволюционной лестницы: от низших позвоночных и птиц до млекопитающих и человека. Несомненно, что подобная универсальная организация ритмического чередования активности и покоя имеет глубокий физиологический смысл. Хорошо известно, что во время сна происходят значительные физиологические изменения в работе ЦНС, вегетативной нервной системы и других системах и функциях организма.
К числу основных законов психической деятельности человека относится циклическое чередование сна и бодрствования.
Однако следует отметить и нередкие нарушения ритмичности сна, к которым можно отнести бессонницу и так называемый непреодолимый сон (нарколепсию), возникающий во время пассивной езды на транспорте, при выполнении монотонной работы, а также при управлении различными транспортными средствами: автомобилем, электровозом, метро.[4]
Сон человека имеет правильную циклическую организацию. В течение сна различают пять стадий: четыре стадии медленноволнового сна и одну стадию быстрого. Иногда говорят, что сон состоит из двух фаз: медленной и быстрой. 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.
Восьми–девятичасовой сон подразделяется на пять – шесть циклов, перемежающихся краткими интервалами пробуждения, не оставляющих, как правило, никаких воспоминаний у спящего. Каждый цикл включает в себя две фазы: фазу медленного (ортодоксального) сна и фазу быстрого (парадоксального) сна.
Первая стадия является переходной от состояния бодрствования ко сну, что сопровождается уменьшением альфа-активности и появлением низкоамплитудных медленных тета- и дельта-волн. Длительность первой стадии обычно не больше 10-15 мин. В конце этой стадии могут появляться короткие вспышки так называемых»сонных веретен», хорошо видимых на фоне медленноволновой активности. [15]
Вторая стадия занимает чуть меньше половины всего времени ночного сна. Эта стадия получила название стадии»сонных веретен», т.к. наиболее яркой ее чертой является наличие в ЭЭГ (электроэнцефалограмме) мозга веретенообразной ритмической активности с частотой колебания 12-16 Гц. Длительность этих «веретен», хорошо выделяющихся из фоновой ЭЭГ со смешанной частотой колебаний, составляет от 0,2 до 0,5 секунд.
Третья стадия характеризуется всеми чертами второй стадии, к которым добавляется наличие в ЭЭГ медленных дельта-колебаний, занимающих от 20 до 50%. Этот переходный период длится всего несколько минут.
Четвертая стадия характеризуется преобладанием в ЭЭГ медленных дельта колебаний, занимающих более 50% времени ночного сна. Третья и четвертые стадии обычно объединяют под названием дельта-сна. Глубокие стадии дельта-сна более выражены в начале и постепенно уменьшаются к концу сна. В этой стадии разбудить человека достаточно трудно. Именно в это время возникают около 80% сновидений, и именно в этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако, человек почти ничего из этого не помнит. Первые четыре стадии сна в норме занимают 75-80% всего периода сна.[11]
Пятая стадия сна имеет ряд названий: стадия «быстрых движений глаз» или сокращенно БДГ, «быстрый сон», «парадоксальный сон». Во время этой стадии человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса, и лишь глазные яблоки под сомкнутыми веками совершают быстрые движения с частотой 60-70 раз в секунду. Количество таких движений может колебаться от 5 до 50. Причем была обнаружена отчетливая связь между быстрыми движениями глаз и сновидениями. Так, у здоровых людей этих движений больше, чем у больных с нарушением сна. Характерно, что слепым от рождения людям снятся только звуки и ощущения. Глаза их при этом неподвижны.
Рис.1 Чередование фаз сна в течение ночи[6]
Считается, что по интенсивности БДГ можно судить о яркости и эмоциональности сновидений. Однако, движения глаз во сне отличаются от тех, которые характерны для рассматривания объектов в состоянии бодрствования.
Кроме того, на этой стадии сна энцефалограмма приобретает признаки, характерные для состояния бодрствования. Название «парадоксальная» возникло из-за видимого несоответствия между состоянием тела (полный покой) и активностью мозга. Если в это время разбудить спящего, то приблизительно в 90% случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении, причем точность деталей будет существенно выше, чем при пробуждении из медленного сна.
Парадоксальная стадия сна имеется у многих видов млекопитающих и даже у некоторых видов птиц. Отмечено также, что у животных доля парадоксального сна имеет тенденцию увеличиваться с увеличением степени развития коры. Однако парадоксальный сон у животных и человека протекает по-разному. Человек в парадоксальном сне обычно неподвижен (двигаются только глаза).
У животных двигаются усы, уши, хвост, подергиваются лапы, происходят мигательные и сосательные движения, а у собак слышны даже повизгивания.[2]
Периоды БДГ сна возникают приблизительно с 90-минутными интервалами и продолжаются в среднем около 20 минут. У нормальных взрослых эта стадия сна занимает примерно 20-25% времени, проводимого во сне. У младенцев эта доля значительно выше; в первые недели жизни около 80% всего очень длительного времени сна составляет парадоксальный сон.
Методы изучения сна в психофизиологии
Современные исследования значительно обогатили наши представления о сне. В лабораториях, занимающихся изучением сна, создаются специальные условия, позволяющие оценить влияние на сон определенных факторов (экспериментальных переменных).
Исследования проводят в помещении со звуковой изоляцией и регулируемой температурой, а получаемые данные основаны на объективных измерениях и непрерывном мониторинге. Мониторинг обычно проводится ночью в течение 8 часов и включает регистрацию электрической активности мозга (электроэнцефалограммы, ЭЭГ), движений глаз (электроокулограммы, ЭОГ) и мышечной активности (электромиограммы, ЭМГ).
Подобные исследования имеют важное значение для диагностики и лечения нарушений сна, а также для анализа воздействия лекарственных средств на центральную нервную систему.
1. Полисомнография – это уникальная возможность изучения разнообразных проблем, связанных с ночным поведением. Полисомнографические исследования помогают понять причины тех или иных заболеваний, определить является ли нарушение сна первичной причиной или оно вызвано каким-то соматическим расстройством. Анализируя результаты полисомнографии, врач определяет стадии сна и их длительность, а также обращает внимание на то, как соотносятся различные физиологические показатели со стадиями сна. Благодаря точному определению механизма нарушений сна, врач может подобрать наиболее успешный способ лечения и предупредить дальнейшее неблагоприятное течение заболевания.
Исследование проводится в лаборатории сна. Во время всей процедуры пациент спит на кровати. Кровать максимально удобна, позволяет подобрать необходимый угол наклона для ног и головы. Поскольку для детей необходимо присутствие сопровождающего, в кабинете есть дополнительная кровать. Палата, в которой находится пациент, оснащена видеокамерой, которая даже при слабом свете позволяет фиксировать движения пациента и положение его тела.
Во время проведения полисомнографического исследования (ПСГ) фиксируются следующие параметры: ЭЭГ, ЭМГ и ЭКГ; движения глаз; изменение положения тела; дыхательный воздушный поток; дыхательные движения груди и живота; насыщение крови кислородом.
Электроды, фиксирующие эти показатели, крепятся на поверхности тела. Процедура абсолютно безболезненна и безопасна. Поскольку наложение электродов занимает в среднем 40 минут, исследование начинается примерно за час, до того как пациент обычно ложиться спать. Состояние пациента и запись сигналов контролируются на протяжении всей ночи техником и дежурным врачом. [7]
2. Множественный тест латенции сна (МТЛС)
Это исследование используется для количественной оценки дневной сонливости. В течение дневного времени 5 раз пациента укладывают спать с наложенными как при ПСГ датчиками. Затем усредняют время засыпания и сравнивают с нормативным. Этот тест используется для диагностики нарколепсии.
3. Актиграфия – метод контроля или оценки физической активности человека с помощью акселерометров (актиграфов или инклинометров) – датчиков, измеряющих проекцию суммы всех сил, приложенных к его корпусу (исключая силу тяжести).
В сомнологии акселерометры обычно используются в комплексе полисомнографии (ПСГ) для записи актограммы. В последние 10 лет актиграфы широко используются для оценки продолжительности и характера сна в качестве относительно простого и удобного метода. Актиграфия сна позволяет проводить многосуточный мониторинг поведения человека во сне, что отличает ее от полисомнографии, предназначенной для диагностики патологических и функциональных нарушений в условиях специализированного стационара. В исследованиях последних лет показано высокое соответствие динамики актограмм и динамики основных мониторируемых параметров ПСГ, таких как окулограмма и миограмма лицевых мышц. Поэтому актиграфия стала широко использоваться для физиологического мониторинга сна, причем в основном у здоровых лиц, как для оценки функциональных отклонений, так и для определения оптимального периода для пробуждения.[9]
Кроме физиологических особенностей сна, изучаются его психологические особенности. Для этого существуют методы субъективной оценки качества сна, к ним относятся, например, такие опросники: индекс тяжести сна — шкала, разработанная Ч. Морином для оценки качества сна при инсомнии; опросник содержания мыслей перед сном Глазго разработан К. Харви и К. Эспи для оценки когнитивных руминаций перед сном, мешающих засыпанию при хронической инсомнии.
Исследование сна и эксперименты по отсутствию сна
В нашем столетии в экспериментах на животных и в наблюдениях за здоровыми людьми неоднократно пытались выяснить, к чему приводит лишение сна (депривация).
Однако лишь с использованием электроэнцефалографии такие попытки получили научное обоснование. Исследования последних лет на людях дали до некоторой степени парадоксальные результаты: депривация в течение одних или нескольких суток наиболее мягким, щадящим способом не приводила к серьезным нарушениям в организме и психике субъектов. Наблюдалась лишь повышенная сонливость, утомляемость, раздражительность, рассеянность. Казалось, что главный результат лишения сна — нарастающая потребность в нем.[10]
Сопоставив эти результаты с некоторыми другими данными по хронической депривации с помощью физических методов, мы пришли к неожиданному выводу: полностью исключить медленный сон в принципе невозможно.[10]
Как показали эксперименты, через несколько недель от начала хронической депривации у крыс «давление» медленного сна уменьшилось, и если депривация прекращалась, то «отдачи» медленного сна не наблюдалось. Ясно, что вначале это «давление» растет, а затем, по достижении некоторого критического уровня, — спадает на нет в результате постепенной адаптации феноменов и структуры медленного сна к условиям депривации.
Совершенно противоположные результаты получены в отношении парадоксального сна. Опыты Речшаффена и сотрудников продемонстрировали, что, какой бы вид депривации сна ни проводился (тотальное лишение сна, избирательное лишение медленной или парадоксальной фазы), в результате всегда критично угнетение именно парадоксального сна. Рано или поздно оно приводит к одним и тем же драматическим последствиям (изменению внешнего вида, поведения и внутренних органов), которые через несколько “бессонных” недель завершаются неизбежной гибелью животных. Характерно, однако, что непосредственной причины их гибели обнаружить не удалось.
Таким образом, опыты с длительным лишением сна у лабораторных животных еще раз показывают, что сон включает два принципиально различных состояния организма — медленноволновую и парадоксальную (быструю) фазы, подтверждая гениальную догадку М.Жуве, впервые высказанную почти 40 лет назад.
Профессор Владимир Ковальзон говорит, что, если бы у животных была возможность спать целый день, они бы спали. Многие дневные животные предпочитает спать пару раз днем и всю ночь. Но ночной сон у них дробный, и после каждого цикла они просыпаются. Как правило, такой цикл у животных, как и у людей, состоит из двух фаз — медленного сна и парадоксального. У лошади, например, парадоксальный сон, по-видимому, сильно сдвинут к утру. Всю ночь она спит стоя, а под утро зачастую ложится, кладет голову на круп и видит сны.
Продолжительность цикла у различных животных разная, у некоторых она может составлять всего несколько минут. Общая же продолжительность сна животных может варьировать от двух часов у жирафа до двадцати у мешотчатого прыгуна. Макаки и шимпанзе спят около десяти часов в сутки. Коровы, лошади, кролики спят с открытыми глазами. У копытных часто наблюдается так называемый коллективный сон — пока одни особи спят, другие бодрствуют, охраняя стадо, потом меняются. Не совсем понятно, как спят птицы во время долгих перелетов.[13]
Открытие, как спят дельфины, было сделано в середине семидесятых. Они спят только одним полушарием мозга, в то время как второе бодрствует. Дельфины дышат воздухом на поверхности воды, второе полушарие всегда «на стреме», чтобы не захлебнуться.
Тюлень набирает воздух, заныривает в воду и там спит. Его цикл сна длится несколько минут и укладывается в дыхательную паузу. А вот морские котики могут спать как на суше, так и в воде. Причем на суше они спят, как наземные млекопитающие, а в воде — как дельфины.
Исследования первобытных племен в отдаленных районах мира показали, что эти люди спят примерно так же, как животные, — днем и ночью с дробными циклами.
Психофизиологические эффекты
В общем случае недостаток сна может привести к следующим проявлениям: