Активность во время сна что это

Характер активности мозговых структур в процессе сна

Мозговая активность сохраняется в процессе сна. Отделы центральной нервной системы, отвечающие за слух, зрение, обоняние, тактильную чувствительность, двигательные функции, решают всевозможные задачи, которые жизнь ставит в моменты бодрствования. Разберёмся подробнее, что происходит с мозгом во время сна.

Знакомимся со структурой сна

Полноценный отдых обеспечивается последовательным чередованием медленного и быстрого сна. Комплекс из обеих фаз – законченный цикл. Ортодоксальная фаза у взрослого человека составляет до 75%, а парадоксальная – четверть структуры сна. За ночь может происходить последовательная смена четырёх-шести циклов продолжительностью от восьмидесяти до ста минут.

Длительность медленноволновой фазы вначале больше, а к моменту пробуждения укорачивается, уступая время REM-сну. Ортодоксальная фаза подразделяется на четыре периода (учёные называют их стадиями) – дремоту, медленную глубину, ритм «сонных веретен», дельта-волны. БДГ-фаза также неоднородна, включает эмоциональную и неэмоциональную стадии.

Мозговая активность во время ночного отдыха

Здоровый сон обеспечивает полноценную работу всего организма. Сонная особа не сможет управлять автомобилем или решить математическую задачу. Учёные доказали, что мозг не отключается во время сна, происходит обработка полученных за день знаний, отрицательных эмоциональных переживаний, консолидация памяти. Запускается дезинтоксикация мозговых структур, повышается активность иммунной системы, восстанавливается работа внутренних органов. Основной гормон ночи – мелатонин, вырабатываемый эпифизом, защищает от преждевременного старения.

Главный орган человека, его строение и функции

Нервная система выступает главным регулировщиком, обеспечивающим согласованную деятельность всего организма. Анатомы подразделяют её на центральный отдел (головной и спинной мозг) и периферический (нервы). Скопления клеток образуют серое вещество, а волокна с миелином – белое. Мозг человека состоит из двух долей, покрытых корой, ствола и мозжечка.

Попробуем разобраться, какая часть мозга отвечает за сон.

Нейрофизиологи выделяют три вида зон:

обеспечивающие функцию ортодоксальной фазы;
структуры, «ответственные» за БДГ;
регуляторы циклов.

Гипногенные центры – это скопления нейронов. Деятельность ретикулярной формации спинного, базальных отделов переднего мозга и таламуса обеспечивает генерацию засыпания. Ретикулярная формация среднего мозга, вестибулярные ядра продолговатого, верхнее двухолмие относятся к центрам, поддерживающим парадоксальную фазу. Отдельные области коры и голубоватое пятно (locus coeruleus) регулируют смену фаз.

Поведение мозга в разных фазах сна

Учёные подробно описали работу мозга во сне. Картина электроэнцефалограммы при дремоте соответствует ЭЭГ в периоде спокойного состояния, отдыха (альфа-ритм). Вторая фаза медленного сна отличается регистрацией сонных веретен – всплесков активности волн с высокой частотой и низкой амплитудой (сигма-ритм).

Электрические импульсы во время глубокого сна (третьей фазы ортодоксальной стадии) отличаются большой амплитудой и малой частотой. Они называются дельта-волнами, никогда не регистрируются при бодрствовании.

Человек последовательно погружается в ещё более глубокое царство Морфея. Происходит понижение температуры тела, замедление пульса, дыхания, уменьшение мозговой активности. И внезапно после двадцати-тридцати минут четвёртой фазы мозг перестраивается и перемещается во вторую фазу медленного сна, словно хочет проснуться. Но вместо пробуждения часть мозга, отвечающая за сон, приводит его к следующей фазе – парадоксальной.

Необычность её удивительна: тело и мышцы полностью выключаются, а мозговая деятельность соответствует периоду бодрствования.

В эмоциональную стадию регистрируется тета-ритм. В неэмоциональную – он ослабевает, уступая место усилению альфа-ритма.

Сознание и подсознание

Тета-ритмы быстрого сна продуцирует гипоталамус – отдел мозга, сохраняющий активность в период бодрствования, а также главный в нейроэндокринной регуляции, коррекции гомеостаза, участвующий в формировании памяти и эмоций. Засыпание отключает воздействие коры, рассудок освобождается от рамок условностей в то время, как подсознание продолжает работать. Благодаря активности подкорковых структур возникают оригинальные идеи и приходят нетрадиционные решения.

Суть ночной работы головного мозга

Значение процесса огромно. Взрослому необходимо спать не менее семи часов в сутки. Если бы функция сна ограничивалась лишь физическим отдыхом, природа не заставляла бы человека на треть суток полностью отключаться от реальности.

Исследователи проследили, что происходит с мозгом во время сна:

Функциональные связи отдельных частей мозга временно прекращаются в период медленного сна.
В парадоксальную фазу происходит обмен информацией между церебральными структурами.
Обрабатываются и сортируются воспоминания.
Строятся ассоциативные цепочки.
Межклеточное пространство очищается от токсинов.

Формирование сновидений

С древнейших часов и до настоящего времени не угасает интерес человечества к вопросу о том, почему снятся сны.

Онейрология не указывает конкретного механизма возникновения ночных сюжетов и переживаний, но предлагает список интересных гипотез.

Краткий перечень некоторые из них:

Теория Фрейда о том, что сюжет сна индивидуума отражает его скрытые желания.
«Действенно-синтетическая модель» Алана Хобсона поясняющая сновидения результатом случайных электрических импульсов.
«Теория постоянной активации» Чжан Цзе – сны возникают в состоянии передачи информации на хранение в отделы долговременной памяти.
Причина возникновения снов кроется в процессе упорядочения полученных знаний, способствует их запоминанию.
«Тренировка опасных ситуаций» объясняет биологическую функцию сновидений моделированием стрессовых жизненных событий.

Известный психиатр Хартман допускает, что сны возникли в процессе эволюции человечества как лечебный механизм для избавления от отрицательных переживаний, сохранения психического здоровья. Доказано – сновидения продуцируются мозгом в фазу БДГ-сна. В 2004 году в ходе экспериментов удалось подтвердить, что за возникновение ночных грез отвечают части мозга, формирующие эмоции и зрительные восприятия.

Методы исследования мозговой активности

В неврологии применяются различные методы исследования. Одни из них дают представление об анатомической картине, помогают выявить опухоль, абсцесс или врожденную аномалию. Это – магнитно резонансная либо компьютерная томографии, ультразвуковая диагностика, некоторые другие. Существуют методики регистрации электрических потенциалов мозга, позволяющие оценить его функциональное состояние:

Реоэнцефалография – исследование системы артерий и вен головы. Записывается значение сопротивления тканей при воздействии на них слабого электрического тока.
Магнитоэнцефалография – регистрация магнитных полей, возникающих в результате церебральной активности.

Феномен гипнопедии

В связи с увеличивающимся потоком информации возрастает интерес к феномену гипнопедии – обучению в процессе физиологического сна. Предложение рекламных агентов проснуться утром с хорошим объемом знаний заманчиво. Не будем вступать в спор ни с противниками, ни с последователями данного метода, лишь напомним несколько рекомендаций:

Необходимость обязательной работы над усвоением материала в период бодрствования.
Категорическое запрещение заниматься гипнопедией самостоятельно — это может вызвать нарушения психики.
Соблюдение режима.

Для полноценного усвоения важно, чтобы мозг успел пройти необходимое число циклов. При недостаточном времени сна, человек рискует получить дневную сонливость, а не свежие знания.

Патологии мозга: влияние на качество сна

Любая болезнь отрицательно сказывается на качестве сна. В свою очередь, диссомнии являются факторами риска соматических заболеваний – гипертонии, сахарного диабета, рака, поражений щитовидной железы, ожирения.

Болезни головного мозга – новообразования, кисты, эпилепсия, воспаление мозговых оболочек, травмы и цереброваскулярная патология вызывают нарушения памяти, двигательных, речевых функций. Они не только являются причиной проблемного засыпания, но и способствуют изменению структуры сна.

Заключение

Для нормальной жизнедеятельности важно не только соотношение сна и бодрствования, но и соблюдение циркадных ритмов. Даже при отключении сознания, мозг человека не останавливает работу. Активность этого важнейшего органа в момент погружения в объятия Морфея изучена достаточно, однако, остаётся масса вопросов, ответы на которые предстоит найти.

источник

Активность мозга во время сна

При засыпании, память человека избавляется от ненужной информации, тело насыщается необходимой энергией. Главный вопрос, волновавший учёных – отдыхает ли мозг, во время сна, какова его активность? Когда изобрели электроэнцефалограмму, стало возможным исследования ночной работы головного органа.

Как себя ведет

Некоторые вопросы изучены частично, другие – поддаются объяснению. Каждые полтора часа, орган проходит определенную фазу, этим определяют активность. После того, как изобрели ЭЭГ, опровергли теорию о том, что мозг во время сна отдыхает.

Главный орган регулярно обрабатывает информацию, готовит ответы независимо от его состояния. Доказано, что мозг активно работает во время сна. Его деятельность требуется, чтоб подготовить организм к продуктивному дню.

При засыпании, его структуры на время лишены общих функциональных связей, которые происходят при активности. Происходит настройка и регулировка каждой из них.

Человеческие биоритмы настраиваются в процессе засыпания, при бодрствовании этого не происходит.

Мозговые структуры налаживают общие связи, происходит тренировка нервных центров. Клетки, которые отдыхали днём, действуют ночью. Если индивидуум подвергается стрессу, происходит встряска, сложно проснуться, чаще всего не запоминаются сновидения.

Деятельность по фазам

Известно, что весь процесс состоит из переменных фаз и стадий. Поэтому организму легче проснуться в определенный период. Это зависит от времени, пробуждение лучше подстраивать не на любую стадию.

Он делится на две основные фазы.

Медленная — ортодоксальный.
Быстрая фаза — парадоксальный.

На первой стадии снижается общая температура тела. Замедляются колебания нейронов, сердце бьётся медленнее, мышцы расслаблены.

На второй – характерны быстрые движения глаз. В этот период мозг пребывает в активном состоянии, а мышцы остаются расслабленными.

Отсюда исходит, что мозговая деятельность похожа, на дневную, обрабатывается полученная информация, однако телу не отдаются команды реакции. В парадоксальной фазе к отделам, которые отвечают за память и эмоции приливает кровь.

Вместе обе фазы составляют цикл, длится он от полутора до двух часов. Их продолжительность, соотношение, а также стадии меняются на протяжении ночи.

Длительность и распределение

Засыпание. Это первая стадия, ещё обозначают, как дремота. Она длится от пяти до пятнадцати минут. В случае, если человек пропускает эту стадию и сразу засыпает — рекомендуется больше уделять вниманию на расслабление.

Неглубокий. Он занимает половину времени отдыха, является медленным, но в неглубокой стадии. В среднем продолжительность составляет около двадцати минут.

Глубокий. При засыпании, он длится дольше, чем утром. В течении первого цикла, продолжительность может составлять до сорока минут, в последующих эта цифра снижается. Ночью бывает около трёх, или четырех стадий цикла, дельта-сон занимает до двадцати процентов от общего времени.

Фаза просыпания. Он короче, при засыпании, длиннее к утру. Длительность в первом цикле занимает до десяти минут. За всю ночь, продолжительность увеличивается до сорока. Такая стадия составляет четверть всего периода.

Некоторым людям в нормальном состоянии, может потребоваться до шести циклов. Это зависит от их продолжительности и потребности самого организма.

Ответственный отдел

В центральном отделе нервной системы присутствует область, которая отвечает за деятельность человека, в периоды отдыха и активности. Это — ретикулярная формация ведущего ядра мозгового ствола.

При переплетении нервных клеток, вырабатывается серотонин. Нарушения в этой области, могут вызвать бессонницу. Можно точно сказать, что, когда людям снятся сны, их серое вещество отдыхает. Если данного не происходит- это свидетельство о нарушениях.

Отдых регулируется в гипоталамусе, туда нервные клетки посылают эти сигналы. Этот участок и считается отделом мозга, отвечающим за сон. Уже с него вся информация переходит к коре головного органа, происходит всплеск нейронных колебаний.

Также этот участок способствует формированию циркадных циклов. В группу нейронов гипоталамуса поступает информация от сетчатки глаза, она в свою очередь считывает уровень освещения в помещении. Если темно, начинает вырабатываться меланин, он помогает быстрее уснуть.

Работа

Как уже известно, ночью тело спит, а мозг продолжает работать. За эти часы он обрабатывает информацию, полученную не только днём, но и накопленную за всю жизнь. Отдельные ее части собираются в основную картину и продаются анализу.

Человеческое серое вещество, при засыпании продолжает принимать решения и систематизирует слова. Работа по их классификации продолжается даже в период дремоты. Также распределяются воспоминания. Все новые, полученные за день связываются со старыми. Память сортируется, происходит работа, чтобы человек помнил нужные моменты.

После отдыха, лучше усваивается информация, воспринимается окружающий мир. Так как мозг не отключается во время сна, оригинальные идеи – не спонтанность, это ассоциации, построенные им.

Доказано, что при быстрой фазе, информация о физической активности передается из коры головного органа, отвечающей за моторику, в височную. Этот процесс помогает улучшению физической деятельности.

Влияние нехватки

Всем известно, что недосыпание вредит человеческому здоровью. При его хронической нехватке организм больше подвержен заболеваниям, нарушениям обменов веществ. Так же страдает и психика.

Недостаточный отдых провоцирует ускорение процессов старения организма. Стареет и мозг, возможен преждевременный склероз. Во фронтальной коре органа нарушается кровообращение, сложнее строить логические цепочки.

При нехватке отдыха появляется излишняя раздражительность, агрессия. Такой человек больше подвержен стрессам, возможно развитие психологических заболеваний.

При нарушении режима, с головного органа не выводятся накопленные токсины. При хроническом недосыпании человек становится психологически нестабильным.

Влияние превышения

Доказано, что много спать – вредно для человеческого организма. Такой некачественный отдых влияет на умственные способности человека.

Те, кто спит больше девяти часов, сильнее предрасположены ожирению и развитию депрессии. Появляются головные боли, ухудшается настроение. Это может вызвать повышенную раздражительность на протяжении дня.

Интересное видео: научная мысль — мозг работает во сне для устранения неполадок в организме

источник

Фазы и стадии сна

Многие слышали о том, что сон состоит из последовательно сменяющих друг друга фаз и стадий. Некоторые знают, что в одни фазы проснуться легче, в другие – тяжелее, поэтому в идеале пробуждение стоит подстраивать на определенные этапы сна. Кто-то скажет, что сны снятся только в какую-то одну фазу (небольшой спойлер – на самом деле это не так, см. ниже). В данной статье мы предлагаем углубиться в эти и другие вопросы, связанные с различными периодами сна, и рассмотреть, какие фазы выделяются, какова их характеристика и продолжительность, сколько фаз нужно, для того чтобы выспаться, и как самостоятельно рассчитать сон по фазам. Кроме того, в последней части текста мы рассмотрим, как с точки зрения фаз и стадий оцениваются некоторые так называемые рациональные схемы сна.

Фазы сна человека: предисловие

Сны кажутся такой обыденной вещью, и тем не менее это – одна из тех областей, которая еще таит множество загадок. В частности, пока у ученых не наблюдается единства мнений даже в отношении того, видим ли мы А вот стадии и фазы сна человека можно считать вполне изученными, в том числе потому что их проще исследовать с помощью различных приборов. Основные источники цветные сны или черно-белые. данных для ученых – активность мозга в целом и его долей в частности (показывается на электроэнцефалограмме – ЭЭГ), движения глазных яблок и мышц затылка. Эти и ряд других показателей позволяют составить более или менее ясную картину циклов фаз сна.

В целом мы предлагаем не углубляться в термины и методики сомнологии (науки о сне), а рассмотреть фазы сна на более практическом уровне: понять, сколько фаз выделяется, разобрать их главные черты и то, что отличает фазы друг от друга. Эти знания помогут ответить на вопросы, в какую фазу легче проснуться, сколько должен длиться здоровый сон и т.д. Но сначала сделаем несколько ремарок:

фазы и стадии рассматриваются на примерах взрослых (с возрастом соотношение и длительность фаз меняется);
для простоты и единообразия периоды сна будут показаны на примерах тех, кто ложится спать вечером или в начале ночи, а не под утро и не работает по ночам;
мы рассматриваем только физиологический сон – медикаментозный, гипнотический и т.д. в данном материале в счет не берутся;
мы сфокусируемся на тех, кто имеет счастье спать достаточное для своего организма количество часов и не вынужден, например, бежать к первой паре после ночного написания курсовой.

Итак, каким должен быть нормальный сон у среднестатистического здорового человека в подобных условиях?

Фазы и стадии сна

В целом специалисты делят сон на две фазы:

Медленный сон, он же ортодоксальный, или NREM-сон. Название NREM происходит от английского Not Rapid Eye Movement и отражает тот факт, что для данной фазы не характерны быстрые движения глаз.
Быстрый сон, он же парадоксальный, или REM-сон (то есть быстрые движения глаз присутствуют). Название «парадоксальный» связано с тем, что во время этой фазы сна сочетаются полное расслабление мышц и высокая активность мозга. Получается, что в этот период мозг работает почти так же, как при бодрствовании, но при этом не обрабатывает информацию, получаемую от органов чувств, и не отдает телу приказов, как реагировать на эту информацию.

Цикл «медленный + быстрый сон» длится примерно 1,5-2 часа (подробнее чуть ниже), и в ходе ночи данные фазы последовательно сменяют друг друга. В среднем 3/4 цикла приходится на медленный сон и, соответственно, около четверти – на быстрый.

При этом у медленного сна выделяется ряд стадий:

дремота – переход от бодрствования ко сну;
легкий сон;
умеренно глубокий сон;
глубокий сон – именно на этой стадии сон самый крепкий.

Стадии 3 и 4 носят общее название – дельта-сон, что связано с наличием на ЭЭГ специфических дельта-волн.

Схема ночного цикла по фазам и стадиям сна

С точки зрения циклов сна наша ночь проходит следующим образом:

Сначала наступает стадия 1 медленного сна, то есть мы переходим от бодрствования ко сну через дремоту.
Далее мы последовательно проходим стадии 2, 3 и 4. Потом двигаемся в обратном порядке – от дельта-сна к легкому (4 – 3 – 2).
После стадии 2 наступает фаза быстрого сна. Из-за того что она активизируется последней в цикле – после того, как прошли все остальные этапы, – иногда ее называют 5 фазой или 5 стадией, что, строго говоря, не совсем точно, потому что быстрый сон – совсем другой по сравнению с медленным.
Затем мы снова возвращаемся в стадию 2, и дальше опять погружаемся в дельта-сон, потом легкий, потом быстрый, потом снова легкий… И так смена фаз и стадий идет по кругу. Другой вариант – после быстрого сна наступает пробуждение.

Продолжительность фаз и стадий сна

Как мы уже говорили выше, на весь сонный цикл (медленный и быстрый сон) в среднем уходит примерно от 1,5 часов до 2 часов. При этом продолжительность фаз и стадий и их соотношение в рамках одного цикла меняется с течением ночи. Рассмотрим, как в среднем распределяются фазы и сколько длится каждая из них.

Обычная длительность стадии 1 (дремота) составляет 5-15 минут. Если человек засыпает, только опустив голову на подушку, это говорит о том, что ему надо раньше ложиться, больше спать или в принципе больше отдыхать.
В течение ночи около 50% сна приходится легкий сон – это медленный сон, но не в самых глубоких его проявлениях. Средняя продолжительность одной «порции» такого сна – около 20 минут.
Когда мы только уснули, длительность глубокого и умеренно глубокого сна (дельта-сна) больше, чем под утро. В рамках первого цикла на дельта-сон может уйти до 40 минут, а в последующих эта цифра уменьшается. В общей сложности в течение ночи 3 и 4 стадии занимают 15-20% от всего сна.
У быстрого и легкого сна, соответственно, все наоборот: эти периоды длиннее всего ближе к утру. Продолжительность быстрого сна в начале ночи весьма коротка (в первом цикле – 5-10 минут), а затем увеличивается до 30-40 минут, а иногда и больше. Всего на быстрый сон приходится, соответственно, около четверти всего времени в течение ночи.

Таким образом, в первом цикле полноценный глубокий сон (стадия 4) наступает примерно через 40-50 минут после сна, а быстрый – через 1,5 часа. Исходя из средней потребности во сне, получаем, что в нормальном состоянии человеку за ночь нужно проспать 3-6 циклов – в зависимости от их продолжительности и от его потребности во сне. В свою очередь, данная потребность весьма разнится: некоторым нужно 4 часа, для некоторых норма может превышать 10 часов.

В какую фазу лучше просыпаться и как это рассчитать

Как известно, просыпаться легче всего на фазе быстрого сна, на втором месте – стадия легкого. Зная последовательность разных периодов, вы сможете подгадать оптимальное время пробуждения. С другой стороны, надо учитывать, что длительность фаз неодинакова у разных людей, кроме того, потребность в том или иной «виде» сна колеблется в зависимости от состояния. Например, если вы устали, болеете или восстанавливаетесь после болезни, медленный сон способен занять больше времени.

Конечно, чтобы облегчить себе пробуждение, можно купить различные гаджеты, которые считывают характерные особенности фаз (подробнее чуть ниже) и будят вас именно в положенное время. Но узнать, как проснуться в фазу быстрого сна, можно и самостоятельно – в первую очередь надо поэкспериментировать. Например, примите за фазу сна 2 часа, рассчитайте, во сколько надо лечь/проснуться, чтобы выдержать целое число циклов. Например, если вам надо встать в 8 утра, кратное число фаз будет в 6 утра, 4 утра, 2 ночи, полночь и т.д. При расчете времени учитывайте и то, что еще немного времени вам потребуется на то, чтобы заснуть. Как мы говорили, на стадию 1 обычно уходит 5-15 минут. То есть, чтобы встать в 8, лечь надо в 1:45 или 23:45.

Попробуйте какое-то время придерживаться такого графика и посмотрите, получается ли у вас просыпаться в фазу быстрого сна. Если нет, «поиграйте» с границами – сделайте расчет исходя из 1 часа 50 минут или 1 часа 40 минут. Таким образом вы сможете найти именно вашу продолжительность ночного цикла и в дальнейшем отталкиваться от нее. Проводить эксперименты лучше всего, когда вы находитесь в нормальном физическом и эмоциональном состоянии и более или менее нормально высыпались накануне экспериментов.

Также намекаем, что под «лечь спать» мы имеет в виду именно лечь спать, а не «лечь в кровать со смартфоном в обнимку и еще час переписываться в мессенджерах». Заметим и то, что расчет фаз сна не придаст вам бодрости, если вы уже неделю спите только по одному циклу за ночь. Подстройка под фазы – инструмент для более легкого пробуждения, но от необходимости полноценно спать он вас не освободит.

Фазы сна и сновидения

Согласно исследованиям, неправильно ставить вопрос: «В какой фазе сна снятся сны». Корректнее другая формулировка: «Сны из какой фазы мы лучше всего запоминаем?» Исследования показывают, что сны снятся нам на всех этапах – даже на стадии глубокого сна. Другое дело, что мы их не запоминаем – возможно, вследствие того, что медленный сон слишком крепкий и активность мозга ниже. Впрочем, даже то, что мы видели в фазе быстрого сна, мы запоминаем далеко не всегда. Подробнее об этом в нашей статье «Интересные факты о снах».

Что происходит с нами в разные фазы сна

Одно из главных отличий фаз друг от друга – разная активность мозга, которую визуально можно проследить в волнах на ЭЭГ, однако физиология фаз сна характеризуется не только этим. Другое различие быстрого и медленного отражено в английских названиях REM и NREM – наличие и отсутствие быстрых движений глаз. В целом же определение фазы сна на глазок, без учета приборов и измерения различных показателей, достаточно проблематично. Можно только сказать, что если человек двигает глазами, конечностями и т.д., скорее всего, речь идет о быстром сне. А что можно зарегистрировать на различных приборах? Приведем несколько интересных фактов.

Черты медленного сна

Чтобы погрузиться в первую стадию медленного сна (дремоту), мозг вырабатывает специальные вещества, которые блокируют его активность, вызывают вялость, а также влияют на другие системы организма, в том числе замедляют метаболизм. В стадиях 2-4, особенно при дельта-сне, обмен веществ также замедляется.

Говорить, что во время медленного сна в принципе нет движения глаз, не совсем верно – они есть в стадиях 1 (дремота) и 2 (легкий сон), но специфически медленные; в английской терминологии они так и называются – slow rolling eye movement (SREM). В свою очередь, во время дельта-сна нет даже таких движений, зато именно в этой фазе люди ходят или говорят во сне, а также совершают иные неконтролируемые действия, если им это свойственно.

В фазе медленного сна на 1-1,5 градуса понижается температура тела (особенно в глубоком сне), снижается пульс и артериальное давление, дыхание становится более редким. Вместе с тем активнее продуцируются гормоны роста, половые гормоны и др., идут процессы по построению тканей и т.д. Именно поэтому говорят, что медленный сон в большей мере отвечает за физиологический отдых. Кроме того, эта фаза необходима для восстановления мозговой ткани после бодрствования (подробнее об этом в первом видео нашей статьи «Не отказывайте себе во сне»).

Черты быстрого сна

Одна из главных особенностей быстрого сна – самые яркие сновидения. Под словами «самые яркие» мы имеет в виду то, что практически все сны, которые мы помним после пробуждения, – именно из этой фазы. Считается, что быстрый сон, в свою очередь, отвечает за обработку полученной за день информации, внутреннюю работу над эмоциями и т.д. Но пока ученые точно не могут точно сказать, как что конкретно происходит во время быстрого сна и какие механизмы при этом задействованы.

Как мы уже отмечали, визуально быстрый сон можно узнать по движениям глазных яблок, по иногда сбивающемуся дыханию, движениям рук и т.д. Также для этой фазы характерны изменения температуры тела и ритм сердца: они могут повышаться или понижаться в рамках одного и того же этапа.

Интересно, что мозговая активность во время быстрого сна насколько высокая, что ученые в течение долгого времени не могли заметить разницу на ЭЭГ между этой фазой сна и бодрствованием. Правда, на сегодняшний день несколько важных различий все же было найдено.

Интересные особенности, связанные с фазами сна

Для любой фазы характерно искаженное представление о времени. Наверное, всем знакомы ситуации, когда на минуточку закроешь глаза – и 5 часов как не бывало. Верно и обратное: казалось, уже вся ночь минула и много снов приснилось, а на самом деле прошло всего 20 минут.

Некоторые считают, что во время сна человек полностью отключается от реальности, однако на самом деле это не так. Многие сигналы мозгом действительно должным образом не обрабатываются, особенно во время дельта-сна, но во время быстрого и легкого главным источником информации становятся звуки. Например, нас не всегда будит шум, но человек может проснуться от того, что кто-то даже негромко позовет его по имени. Также во время быстрого сна звуки могут встраиваться в сновидение и становиться его частью. Это говорит о том, что мозг обрабатывает звуки во время сна и решает, каким уделить внимание и как именно это сделать.

У детей доля быстрого сна больше, чем у взрослых, а у пожилых людей она еще меньше. То есть чем старше мы становимся, тем короче парадоксальная фаза сна и длиннее ортодоксальная. Интересно, что быстрый сон отмечается даже у детей, находящихся в утробе матери. Ученые говорят, что на ранних этапах жизни (в том числе до рождения) быстрый сон очень важен для формирования центральной нервной системы.

Исследования показывают, что мозг может не погружаться целиком в одну и ту же фазу, что особенно характерно для дельта-сна. Хотя бОльшая часть мозга, как правило, находится на одном и тот же этапе.

Значение фаз сна для организма: небольшое предостережение

Сказать, какой сон лучше или полезнее – быстрый или медленный – невозможно. Они обе фазы нужны для полноценного отдыха и восстановления организма как на физиологическом, так и психическом уровне. В связи с этим вызывают вопросы схемы сна, в которых отсутствует полноценный цикл. Наверняка многие слышали о схемах, предполагающих, что человек спит не 1 раз в сутки 6-8 часов, а несколько раз в течение дня. Некоторые подобные схемы выглядят вполне безобидными, однако польза других вызывает серьезные сомнения.

В частности, в интернете встречается информация о якобы очень эффективном расписании, когда спать надо 6 раз по 20 минут или 4 раза по 30 минут. Исходя из типичного цикла сна, эти временные промежутки очень короткие, и за 20-30 минут человек не успеет перейти дальше 2-3 стадии, то есть о глубоком и быстром сне речь не идет в принципе. Между тем важнейшие для нашего организма процессы происходят именно на этих этапах. Возможно, у людей, которые описаны как успешно применявшие такие схемы, циклы сна очень сжаты, но велик шанс, что действительность просто приукрашена в угоду впечатляющей истории.

Конечно, какое-то время организм среднестатистического человека профункционирует и на 20 минутах 6 раз в сутки. Ему может даже казаться, что он стал более эффективно расходовать время, однако польза этих схем для организма в данном случае вызывает вопросы. Системный недостаток сна ударяет как психическому, так и физическому состоянию и приводит различным неприятным последствиям. Не отрицая пользу и эффективность других рациональных схем сна, призываем вас консультироваться с врачом и очень настороженно относиться к вариантам, которые не включают хотя бы несколько полноценных циклов в сутки.

источник

Активность во время сна что это

Все мы знаем, что во время сна мы находимся в неподвижном расслабленном состоянии. Но мы также знаем, что за ночь мы не раз меняем позу и множество раз совершаем какие-либо движения: вздрагиваем, подергиваемся, кое-кто даже говорит во сне.

Взаимоотношения процесса сна и мышечной активности намного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Не зря в патофизиологии сна есть целый кластер заболеваний, связанных с ненормальной мышечной активностью во время сна, от синдрома беспокойных ног до сомнамбулизма, которые до сих пор с трудом поддаются, если вообще поддаются, лечению.

Итак, когда мы отходим ко сну, наши мышцы постепенно расслабляются. Но в отличие от быстрого сна, когда мышцы расслабляются «принудительно», благодаря активному торможению ретикуло-спинальной нисходящей системы, в медленном сне мышцы расслабляются из-за постепенного снижения тонической активности антигравитационной мускулатуры (той, которая отвечает за положение нашего тела в пространстве, за позу другими словами).

При засыпании, где-то на самой границе между бодрствованием и сном, когда наше сознание уже начинает отключаться, мы часто испытываем внезапное резкое вздрагивание, которое нас вновь пробуждает. Это явление называется гипнической миоклонией или гипническим подергиванием.

В Средневековье такое вздрагивание во время засыпания называли «прикосновением дьявола». Механизм этого явления и его биологический смысл не совсем ясны до сих пор. Наиболее вероятной причиной может быть конфликт двух подсистем нервной системы – тонуса мышц и полного расслабления.

Когда мышцы тела расслабляются, и поток нервной импульсации, несущей к мозгу информацию о положении тела в пространстве, резко сокращается, часто случается так, что мозг неправильно трактует такое внезапное прекращение сигнализации из мышц.

Он воспринимает это как падение и посылает к мышцам мощный импульс, чтобы проверить все ли в порядке. В результате происходит довольно сильное мышечное сокращение. То есть вздрагивание – это попытка мозга разбудить человека и предупредить его об опасности либо просто проверить правильность функционирования всех систем.

Вполне возможно, что наши ощущения полетов или падения с высоты, часто имеющих место в наших сновидениях, имеют похожий механизм. При расслабленных мышцах и одновременном возбуждении моторной коры, возникающих вследствие виртуальных движений, совершаемых в сновидениях, это, наверное, единственный способ для мозга разрешить конфликт мышечной и нервной систем, ведь в таких полетах и падениях мы двигаемся, не совершая движений!

Быстрый сон

На рисунке 1 представлены три основных состояний мозга: бодрствование, медленный и быстрый сон. Главным различием между состоянием быстрого сна и бодрствования является мышечная атония. Забегая вперед, скажу, что это своего рода защитный механизм: мозг защищает тело от, как это ни странно, сновидений.

Ведь видя сон, мы участвуем в нем, мы совершаем во сне какие-то виртуальные действия: ходим, плаваем, двигаемся…. Все эти «движения» активируют в мозге те же области, как если бы мы их совершали в реальности при бодрствовании. То есть мозг дает команду мышцам двигаться, однако благодаря принудительному торможению двигательной активности, движений не происходит.

Если бы не атония мышц, мы бы совершали эти действия на самом деле, разыгрывали бы сцены из сна наяву, что, кстати, и происходит при поведенческих нарушениях в фазе быстрого сна (REM sleep behavior disorder, сокращенно RBD).

Рис.1. Характерное положение тела при трех различных состояниях мозга у кошек и схематическое изображение механизма каждого из трех состояний: А – бодрствование; В – медленный сон; С – быстрый сон. Обозначения: locus coeruleus – голубое пятно; raphesystem –ядра шва. Источник: адоптировано из Michel Jouvet, Scientific American, 1967.

В 1960х годах Мишель Жуве (1925), один из столпов сомнологии экспериментально показал, что будет, если убрать эту защитную систему. Кошки с поврежденным участком мозга, ответственным за мышечную атонию (подголубое пятно), во время быстрого сна воочию исполняли все то, что им снилось: бегали за невидимой мышью, ощетинивались при виде незримой собаки, ели невидимую еду и т.д. И, естественно, не ориентируясь в пространстве (ведь кошки находились в состоянии сна с закрытыми глазами), они натыкались на предметы и могли себя серьезно поранить.

В норме в фазе быстрого сна благодаря ингибиторной активности орексина (гипокретина) гипоталамуса, норадренергического голубого пятна, серотонинергических ядер шва происходит активация глутаматергических нейрон ов моста (вентрального сублатеродорсального ядра у грызунов, подголубого пятна у человека) (рис.2).

Рис.2. Схема расположения нейрон ов и их связей, ответственных за мышечную атонию. Обозначения: LC – голубое пятно. Источник: McGregor&Siegel, Nature Neurosci, 2010.

Далее возбуждающие глутаматергические влияния вентрального сублатеродорсального ядра (или подголубого пятна) через свои проекции в продолговатый мозг активируют глицин- и ГАМКергические тормозные нейрон ы вентромедиальной медуллы (магноцеллюлярного ядра у кошек, гигантоклеточного ядра у человека), которые в свою очередь угнетают мото нейрон ы спинного мозга, гиперполяризируя их.

Из-за гиперполяризации мото нейрон ов выделение ацетилхолина, необходимого для сокращения мышц, прекращается, что и обусловливает мышечный паралич во время быстрого сна. Этот механизм (рис.3) в последнее время ставится под сомнение и рассматривается только как часть более сложного процесса (Brooks, Peever, 2012). Его раскрытие, возможно, — дело ближайшего будущего.

Рис.3. Схематическое изображение структур головного мозга, участвующих в запуске и поддержании быстрого сна, а также в развитии мышечной атонии (выделено красным). Обозначения: cortex – моторная кора, CAN – центральное ядро амигдалы, PAG – околоводопроводное серое вещество, LC – голубое пятно, DR – ядра шва, PPT – педункулопонтийное ядро, LDT – латеродорсальный тегментум, vSLD – вентральное сублатеродорсальное ядро, VMM – вентромедиальная медулла, Glu – глутамат, GABA – ГАМК, 5-HT – серотонин, Ach – ацетилхолин, NA – норадреналин, возбуждающие влияния, — тормозящие влияния, * соответствующая структура у грызунов.

Однако все мы могли хоть раз в жизни наблюдать как маленькие дети или наши домашние питомцы, находясь в быстрой фазе сна, подергивают конечностями, совершают сосательные или лизательные движения и т.д.

Для нас кажется «очевидным» в такие моменты, что дети или животные видят сны. У взрослых также имеются подергивания конечностей, но выражены они, чаще всего, слабее. Как же так? Ведь мышцы должны быть полностью расслаблены, «парализованы» во время сновидений.

Оказывается, что мышечный паралич затрагивает только тонические мышцы, то есть те, которые отвечают за нашу позу, положение тела в пространстве (антигравитационные мышцы). Это все крупные скелетные мышцы тела.

Фазические же мышцы – мелкие, находящиеся в конечностях (пальцы рук и ног) и отвечающие за быстрые движения, не затрагиваются и поэтому в быстром сне могут наблюдаться их сокращения. Поэтому можно сказать, что полная атония скелетных мышц в той или иной мере сопровождается короткими фазическими подергиваниями.

На сегодняшний день неизвестны ни биологический смысл этого явления, ни его механизм, ни анатомические структуры, вовлеченные в этот процесс. Недавно группой исследователей из университета Айовы было установлено, что такие мышечные подергивания конечностей – это не столько отражение сновидений, сколько механизм, активизирующий образование нейрон ных сетей в мозге, способствуя, таким образом, его развитию (Tiriac et al., 2012; 2014). Вот почему они более развиты у младенцев.

Надо сказать, что мышечная атония в фазу быстрого сна не затрагивает мышцы глазодвигателнього аппарата, внутреннего уха и респираторные мышцы, включая диафрагму. Не все ясно с мышцами лица, иннервируемыми черепно-мозговыми нервами.

Атония во время быстрого сна там тоже присутствует, но механизм ее развития иной. Скорее всего, определяющую роль здесь играет аминергическая система мозга, влияющая на мото нейрон ы тройничного нерва. Возможно, это отличие и определяет то, что в фазу быстрого сна наше лицо часто отражает характер переживаемого сновидения, особенно если оно эмоционально окрашено: мы улыбаемся или строим гримасы.

Имеются и фазические подергивания мимических мышц в быстром сне, они опосредуются глутаматергическими влияниями парвоцеллюлярного ретикулярного ядра. Очень часто как у животных, так и у человека встречается явление вокализации во время быстрого сна – собаки поскуливают, люди говорят во сне. Это происходит из-за аномального возбуждения той части мозга, которая ответственна за речь у человека или производства звуков у животных и обычно это происходит где-то на границе между медленным и быстрым сном. При этом в фазу быстрого сна речь более отчетливая, а при медленном сне (дельта-сон) – невнятная, что-то вроде бормотания.

Самые известные движения в быстром сне – это быстрые движения глаз (БДГ), давшие название этой фазе сна – сон с БДГ. Они не похожи на движения глаз при бодрствовании, когда мы что-то рассматриваем. Их характер скорее напоминает движения глаз, когда мы пытаемся запомнить визуальные образы.

От всего периода быстрого сна, непосредственно движения глаз занимают примерно 10%. Любопытно, что у слепых от рождения людей (либо, по некоторым данным, ослепшим до 5 летнего возраста) непосредственно движений глаз в фазу быстрого сна не наблюдается (Berger et al., 1962), либо эти движения не ярко выражены (Hobson et al., 1988), хотя таким людям тоже снятся сны, но не в виде визуальных картинок, а в виде запахов, звуков, ощущений.

При повреждениях или фармакологической блокаде вестибулярных ядер продолговатого мозга, исчезают и движения глаз в быстром сне, а с ними и весь комплекс реакций, который им сопутствует: фазические подергивания конечностей, вегетативные реакции и т.д. При этом изолированные движения глаз сохраняются. Вестибулярные ядра только инициируют БДГ, но их окончательное формирование зависит от двухолмия и ретикулярной формации среднего мозга, где расположены ядра глазодвигательных нервов.

Медленный сон

Большинство движений, совершаемых нами за ночь, происходят в медленном сне. Хотя, по сравнению с периодом бодрствования их количество и значительно снижено, однако они все же присутствуют – в виде эпизодических непреднамеренных движений: смена позы, в которой мы спим, переворачивания с боку на бок и другие движения. В среднем здоровый хорошо спящий человек совершает крупные движения от 25 до 30 раз за ночь (рис.4).

Если же человек болен или плохо спит из-за нервного перевозбуждения, то количество движений может перевалить за сотню. Что заставляет нас двигаться во сне? Ну, во-первых, это какие-то условия, которые нас будят: внезапный шум, движения рядом спящего человека, вспышки света и другие факторы. Во-вторых, длительное давление на те участки тела, на которых мы спим, нарушает их кровоснабжение.

Нам всем знакомо такое чувство, когда какая-то часть нашего тела «затекает». Области с нарушенным таким образом кровообращением посылают в мозг сигнал к тому, чтобы изменить положение тела и восстановить кровоснабжение. Как итог – мы переворачиваемся. Причем все это происходит на подсознательном уровне.

Самое известное заболевание, связанное с нарушением двигательной активности во время медленного сна – снохождение (сомнамбулизм или лунатизм).

Рис.4. Смена положений тела во время сна. Движения происходят как в фазу медленного сна, так и в короткие периоды бодрствования, которые могут возникать сразу после фазы быстрого сна.

Очень часто сразу после быстрого сна наступает непродолжительный период бодрствования, часто мы даже не помним об этом после окончательного пробуждения утром. В эти промежутки мы также совершаем движения, меняем свою позу. Возможно, в этих коротких пробуждениях заложен эволюционный смысл , когда наши предки не могли спать в блаженной безопасности, как мы – люди современные, и должны были все время быть начеку.

Источник: Мышечная активность во время сна
Дата создания: 26.10.2016
Последнее редактирование: 26.10.2016

источник