Сон как функциональное состояние
Что такое сон и зачем он нужен? Физиология, структура, функции сна
Неслышными шагами подходит он ко мне – приятнейший из воров, и похищает мысли мои, и я застываю на месте… Фридрих Ницше
Каждую ночь все мы засыпаем и спим до утра. Примерно по 8 часов в сутки и около 25 лет за всю свою жизнь. Сон жизненно необходим, притом человек должен спать каждый день и на протяжении достаточного количества времени.
В некоторых случаях мы оказываемся лишены положенной порции сна – например, из-за ночного дежурства на работе. Даже одна ночь без полноценного отдыха ухудшает самочувствие, настроение и работоспособность. Не спать две, три и более ночей подряд — крайне сложно и еще более вредно.
Задокументированный мировой рекорд отсутствия сна составляет 11 дней, он был поставлен полвека назад молодым американцем Рэнди Гарднером. К исходу эксперимента отважный естествоиспытатель находился в состоянии психоза, страдал галлюцинациями и не помнил своего имени. Если вообще не давать человеку спать, примерно через 2 недели он может погибнуть от тяжелых нарушений работы мозга. Зачем нужен сон, чем обусловлена его исключительная важность и что это вообще такое?
Что собой представляет сон
В это сложно представить, но на сегодня абсолютного определения сна не существует. Если дать приблизительное описание термина, то сном называют нормальное физиологическое состояние, при котором у человека понижена реакция на окружающий мир и целью которого является отдых и восстановление.
Раньше люди весьма примитивно представляли себе физиологию сна. Они считали, что во время сна душа покидает тело и путешествует по свету (глобальному информационному полю? астральному миру?). То, что она видит на протяжении своего «путешествия», человек запоминает как сновидения. Сейчас можно с уверенностью говорить о том, что в астрал мы во сне не выходим. Однако происхождение сна все равно полно загадок. Человечеству десятки тысяч лет, и за это время мы так и не выяснили, что такое сон! Сомнология – наука о сне – возникла лишь около 50 лет назад, и за это время, несмотря на достаточно бурное свое развитие, она еще не успела дать ответы на вопросы о физиологии сна и его функциях.
По факту совершенно очевидными являются лишь три вещи.
Тонкости ученым пока неизвестны. Однако они смогли изучить структуру сна и описать некоторые процессы, происходящие в организме то время, когда человек спит.
Структура сна
Большинство людей спят один раз в сутки, ночью. Со стороны сон выглядит достаточно монотонно, предсказуемо, даже скучно: человек ложится вечером в постель, закрывает глаза и остается в постели до утра. Однако на самом деле сон – явление очень динамичное. Это было доказано исследованием процессов, которые происходят у спящих в мозгу.
Ни для кого не секрет, что организм человека производит слабое электричество. При работе сердца, мышц и других органов возникает электромагнитное поле. Особенно активным «электрогенератором» является головной мозг. Его биоэлектрическая активность значительно меняется на протяжении ночи. Изучение этой активности при помощи энцефалографии и позволило специалистам узнать о структуре сна и выделить его циклы, фазы и стадии.
Обычная продолжительность ночного сна составляет 7-8 часов. Этот период состоит из нескольких (4-5) одинаковых «кусочков», которые называются циклами. Каждый цикл включает определенную последовательность фаз и стадий.
После того как человек засыпает, он погружается в фазу медленного сна. «Медленным» такой сон назван потому, что на его протяжении глаза человека под закрытыми веками совершают медленные плавающие движения.
I стадия медленного сна (иногда ее также называют дремотой) наступает сразу после засыпания. Это самый поверхностный сон, который легко потревожить; если разбудить человека во время I стадии сна, он зачастую отрицает, что успел уснуть. По времени I стадия длится не более 5% от продолжительности всего сна.
II стадия медленного сна, во время нее на энцефалограмме спящего появляются специфические феномены – «сонные веретена» и «К-комплексы». В одном недавнем исследовании была определена их связь с состоянием памяти, хотя окончательно их функция еще не ясна. Во II стадии сон постепенно углубляется, хотя это – все еще поверхностный сон. Его длительность достигает до 60% от всего времени сна.
Ранее в медленном сне выделяли еще две глубоких стадии – III и IV. Однако не так давно Американская Академия Медицины сна объединила их в одну – дельта-сон, или медленный глубокий сон. Он наступает после II фазы. В это время у человека максимально снижаются температура тела и частота сердцебиений, падает тонус мышц, выделяются многие важные гормоны. Это самый глубокий сон, разбудить человека в этот период сложнее всего. На протяжении дельта-сна у спящего возникают первые сновидения, а еще эта стадия – самая уязвимая для различных нарушений. Именно при расстройствах дельта-сна у человека возникают лунатизм, ночные ужасы, энурез, разговоры во сне.
После дельта-сна наступает быстрый сон (REM-сон, стадия сна с быстрыми движениями глаз). Момент перехода можно определить даже в том случае, если человек не «подключен» к энцефалографу. Достаточно просто посмотреть на спящего со стороны. Во время быстрого сна возникают быстрые движения глаз. Состояние мозга спящего в это время напоминает таковое при бодрствовании, учащается дыхание и сердцебиение. В быстром сне человек видит наибольшее количество сновидений, и если разбудить его в эту фазу, он их очень хорошо помнит. Однако в целом пробуждение при быстром сне почти так же затруднено, как и при глубоких стадиях медленного сна.
Интересная особенность быстрого сна заключается в том, что у спящего падает тонус мышц тела – фактически он становится парализован. Предполагается, что назначение этого феномена в том, чтобы человек не повторял движения, которые он совершает в своих сновидениях.
После окончания стадии быстрого сна завершается и весь «сонный» цикл. Мозг на короткое время подбуживается, а затем переходит к следующему циклу, который включает идентичную последовательность фаз.
Один цикл длится около 90 минут. Именно поэтому утреннее пробуждение легче всего происходит тогда, когда с момента засыпания происходит количество времени, кратное 1,5 часам. Человек просыпается на границе двух циклов сна, когда его сон наиболее поверхностный, и перейти к бодрствованию легче всего.
Функции сна
На вопрос о том, зачем нужен сон, каждый ответит: чтобы организм отдохнул! Но отдыхает ли он на самом деле?
Да, во сне расслабляются мышцы, снижается скорость обменных процессов, все органы работают вполсилы. Но изменения, происходящие в мозге спящего, не позволяют сказать, что нервная система тоже отдыхает.
Есть такое выражение: «Смена деятельности – лучший отдых». Для головного мозга сон – это всего лишь смена деятельности, но никак не расслабление. Всю ночь в нервных центрах кипит работа – мозг реализует функции сна.
Итак, зачем человек должен спать?
Нарушения сна
Сон человека может пострадать от разных внутренних и внешних причин. Всего по современной классификации существует 89 болезней сна. Их изучает наука сомнология.
Среди заболеваний сна наиболее часто встречаются разные виды бессонницы (10-15% населения – хроническая бессонница, до 40% — эпизодическая), храп (треть взрослых людей), синдром обструктивного апноэ сна (4-7%), синдром беспокойных ног. Реже сомнологи сталкиваются с другими расстройствами.
Есть и заболевания, которые ни разу не встречались большинству докторов – до того они редкие. Например, существует генетическое расстройство под названием фатальная семейная бессонница. За всю историю медицины случаи этой болезни были зарегистрированы у представителей лишь 40 семей в мире.
В нашей стране сомнология только начинает развиваться. Всего на территории России существует около 50 сомнологических центров, кабинетов и лабораторий сна – для сравнения, в США их около 5000.
С различными «сонными» расстройствами лучше обращаться напрямую к специалистам-сомнологам. Они знают, как именно диагностировать те или иные заболевания и что делать, чтобы каждый пациент вернул себе способность хорошо и крепко спать.
Фазы сна и что важно о них знать (2021-09-17 11:31:31)
Фазы сна и что важно о них знать
Циклы, стадии и ритмы ночного отдыха Словосочетание «фазы сна» звучит красиво и загадочно, интригуя познавательным подтекстом, скрытым за емким понятием. Вы наверняка слышали, что сон бывает быстрым или медленным, но также наверняка не помните всех тонкостей упомянутых определений. А поскольку качество ночного отдыха с каждым годом приобретает все большую ценность, не лишним будет заново освоить физиологию фаз сна и разобраться, в чем отличие между быстрым и медленным сном
Какие бывают фазы сна
Научная схема структуры человеческого сна включает две главные фазы: медленный сон (он же медленноволновой, ортодоксальный или Non-REM-сон) и быстрый (БДГ или REM-сон — аббревиатура от определения «быстрое движение глаз» / rapid eye movement).
Сон здорового человека при нормальном графике в соответствии с биологическими ритмами представляет собой цикл из двух базовых фаз (каждая из которых, в свою очередь, имеет определенные стадии), несколько раз повторяющийся в течение ночи. Фазы сна человека имеют разную продолжительность по времени и особые функциональные задачи, обусловленные активностью мозговых структур.
Как устроены фазы и циклы сна
Засыпая, человек погружается в фазу медленного сна, а точнее, в ее первую стадию, которая длится 5-10 минут. Фактически это «прелюдия» отдыха, переход тела из активного состояния к полному расслаблению: снижается частота дыхания и пульса, замедляется обмен веществ, движение глаз под веками, понижается температура, замедляются волны мозга, мышцы расслабляются (иногда с импульсивными подергиваниями).
Затем наступает вторая стадия, которая длится около 20 минут — неглубокий или легкий сон, во время которого продолжает снижаться мышечная активность, температура, сердечный ритм, а глаза прекращают двигаться. Стадия легкого сна, повторяясь, как и прочие, несколько раз, занимает примерно 45-55 % общего времени ночного отдыха.
Еще по 30-45 минут приходится на третью и четвертую стадии — наступает глубокий дельта-сон. Сердцебиение и дыхание переходят к самому медленному ритму, мозговые волны и мышцы полностью расслаблены. Именно в этот период человека очень трудно разбудить, он/она крепко спит и даже если разговаривает в забытьи, потом ничего не помнит.
После этого спящий человек возвращается ко 2-й стадии медленного сна, которую сменяет первый короткий сеанс быстрого сна продолжительностью примерно 5 минут. Описанная последовательность стадий называется циклом, первый из которых насчитывает 90-100 минут, и, в среднем, здоровый сон длится 4-5 полных циклов, в зависимости от возраста и потребностей организма. Говоря о нормах для конкретной фазы сна, стоит отметить, что при повторении циклов доля медленного сна уменьшается, а быстрого — возрастает.
Чем важна фаза медленного сна
Во время медленного сна, а особенно в третью и четвертую стадии, организм восстанавливает энергетические и физиологические ресурсы, запуская процессы регенерации клеток, улучшения кровоснабжения мышц, общего укрепления иммунной системы. Пока мы крепко спим, гипофиз трудится, выделяя важные для тела вещества, такие, например, как гормон роста, способствующий развитию и восстановлению мышечной и костной ткани.
Кроме того, глубокий сон помогает структурировать безудержный поток поступающей в него информации, позволяя мозгу формировать осознанные воспоминания, поддерживая кратковременную/долговременную память и общее обучение.
Что происходит в фазу быстрого сна
Фаза быстрого или парадоксального сна характеризуется повышенной активностью головного мозга, что проявляется в быстром движении глазных яблок, подмеченном исследователями. Активность мозга, как и частота пульса, в эти минуты приближается к состоянию бодрствования, дыхание учащается.
Во время фазы быстрого сна мозг фильтрует полученную за день информацию, отбрасывая ненужную и второстепенную. Ученые-сомнологи считают, что проснувшиеся на этапе БДГ-фазы, более творчески настроены и готовы к решению незаурядных задач. А еще мы видим сны — 80% сновидений происходят во время быстрого сна, и те, кто просыпается в этот период, обычно помнят, что снилось и в подробностях описывают увиденное.
Как высыпаться, учитывая фазы сна
Качественный ночной сон не менее важен, чем правильное питание и регулярные воркауты. Недостаток сна, по выводам ученых, вызывает самые разнообразные проблемы со здоровьем — от лишнего веса, преддиабета и депрессии до снижения иммунитета и сексуального влечения.
Самый эффективный метод, гарантирующий крепкий и здоровый сон — соблюдение режима. Учитывая личные потребности и зная, сколько циклических повторений фаз сна организму требуется, чтобы хорошенько отдохнуть, определите час, когда вам лучше просыпаться, а когда лучше засыпать, и следуйте этому графику, отправляясь в постель и покидая ее в одно и то же время — ежедневно и при любых условиях.
Вот еще несколько советов, которые помогут высыпаться, не нарушая циркадного ритма и следуя тому, как фазы сна сменяют друг друга по часам:
упражняйтесь — как минимум 20-30 минут в день, избегая тренировок за несколько часов до сна;
во второй половине дня пейте только воду и напитки без кофеина — кофе, алкоголь и никотин затрудняют полноценный ночной отдых;
настраивайтесь на отдых после долгого дня — почитайте книгу или примите ванну;
избавьтесь от яркого света и громких звуков в спальне — от телевизора, ноутбука и, желательно, смартфона;
если не спится, не лежите в постели, ворочаясь, а лучше встаньте и займитесь чем-нибудь спокойным, например, почитайте, пока снова не начнет клонить в сон;
подумайте о замене подушек, одеяла, покупке мягкого и «дышащего» постельного белья или перестановке кровати — возможно, чтобы спать как дитя, вам нужно гнездышко покомфортнее.
Подробнее
Медицинский лекторий
«ДомоденТ» — это многопрофильная клиника, которая оказывает все виды стоматологических и лор-услуг для жителей г. Домодедово и Московской области.
Промышленный холдинг Evers Group Rus – это компания производитель инновационных и традиционных медицинских изделий, входит в число лидеров отечественного рынка фармпредприятий.
Нова Клиник — сеть специализированных центров репродукции и генетики человека в Москве, где проводится полный комплекс диагностических и лечебных мероприятий, направленных на преодоление бесплодия.
Сахарный диабет и ожирение. Новый взгляд на проблему.
Как правильно пить кофе и в каких количествах? Учёные вывели идеальную формулу «бодрости»
Шеф-повар объяснил, как выбрать хурму, которая не вяжет
О каких проблемах со здоровьем можно узнать по внешним признакам?
Сладость с изюминкой: что нужно знать о пользе горького шоколада
Нутрициолог назвал способы повысить гемоглобин
«Врачеватели растений»: лонгрид Союза журналистов Подмосковья в рамках проекта «Наука в Подмосковье в лицах и фактах»
Сухофрукты для сердца и укрепления всего организма
По каким признакам можно определить дефицит микроэлементов в организме?
Какие продукты вызывают зависимость? Выражение «шоколадный пьяница» появилось неспроста
Назван простой способ снизить уровень холестерина
Диагностику заболеваний почек можно автоматизировать
5 причин есть тыквенные семечки каждый день. Спортсменам точно стоит добавить их в рацион
Названы характерные для каждой группы крови заболевания
Симптомы, при которых мужчине следует сразу обращаться к доктору
Как провести детоксикацию организма с помощью дыхания
Диетолог рассказала как правильно выбрать и готовить курицу
Ваш психолог. Работа психолога в школе.
Самое популярное
1.2. Характеристика сна
Сон — физиологическое состояние, которое характеризуется потерей активных психических связей субъекта с окружающим миром.
1.2.1. Механизмы сна
Существует два возможных механизма, объясняющих переход от бодрствования ко сну.
Первый из них заключается в том, что механизмы, поддерживающие организм в бодрствующем состоянии, постепенно утомляются, и, значит, сон — это пассивное физиологическое состояние организма. Согласно данному подходу, сон представляет собой отдых, необходимый для восстановления энергии клеток мозга после активного бодрствования.
Однако, благодаря применению современных психофизиологических методов исследования (например, электроэнцефалографии), установлено, что активность мозга во время сна часто бывает выше, чем во время бодрствования. Это проявляется в виде увеличения активности нейронов некоторых структур головного мозга, и, значит, сон — это активное физиологическое состояние организма. Второй механизм объясняет переход от бодрствования ко сну активным торможением механизмов, обеспечивающих бодрствование.
1.2.2. Фазы сна
В целом, сон сопровождается рядом характерных изменений вегетативных показателей и биоэлектрической активности головного мозга. Рефлекторные реакции во время сна снижены. Спящий человек не реагирует на многие внешние воздействия, если они не имеют чрезмерной силы. Сон характеризуется фазовыми изменениями, которые особенно отчетливо проявляются при переходе от бодрствования ко сну.
• Фаза закрывания глаз. Бета-ритм, характерный для состояния бодрствования, сменяется альфа-ритмом, происходит засыпание человека. В данную фазу пробуждение происходит достаточно легко.
• Фаза «сонных веретен». Она соответствует веретенообразным всплескам бета-ритма на фоне преобладающего альфа-ритма. Это поверхностный сон.
• Фаза высокоамплитудных медленных тета-волн. Возникает примерно через 30 минут после фазы «сонных веретен». Это умеренно глубокий сон. Пробуждение в эту фазу затруднено, она сопровождается изменениями вегетативных показателей: уменьшается частота сердечных сокращений, снижается кровяное давление, температура тела и др.
• Фаза высокоамплитудных сверхмедленных дельта-волн, или дельта-сон. Это глубокий сон. Вегетативные показатели в эту фазу достигают минимальных значений.
1.2.3. Стадии сна
Выделяют две стадии сна: медленноволновой сон (ортодоксальный) и быстроволновой сон (парадоксальный, или сон с быстрыми движениями глаз). Стадия медленноволнового сна, или просто медленного сна, длится 1—1,5 часа, затем следует стадия быстроволнового сна, или просто быстрого сна. Эти стадии сменяют друг друга 6—7 раз в течение ночи.
Человек, проснувшись в стадию медленного сна, обычно не помнит сновидений. В данную стадию увеличивается выброс соматотропного гормона (гормона роста), что приводит к усилению синтеза белка (считают, что именно в этот период возникает ощущение полета во сне), повышается выработка антител (лечебное значение сна, особенно в период инфекционных заболеваний).
Человек, проснувшись в стадию быстрого сна, может рассказать о своих сновидениях. Данная стадия характеризуется угнетением спинномозговых рефлексов (движутся только глаза, но не другие части тела), увеличением концентрации гормона стресса в крови — кортизола (возможны приступы удушья, стенокардии и др.). Если человека лишать только быстрого сна, например, будить его сразу при переходе в эту стадию, то могут произойти нарушения психической деятельности.
Фармакологический сон по своим механизмам отличается от естественного сна, т. к. снотворные препараты подавляют активность разных структур мозга (ретикулярной формации, гипоталамуса, коры головного мозга), что сопровождается нарушением естественных механизмов формирования стадий сна, процесса консолидации памяти, переработки и усвоения информации.
1.2.4. Теории сна
• Гуморальная теория сна. Причиной перехода организма из состояния бодрствования ко сну считают вещества, накапливающиеся в крови при длительном бодрствовании. В качестве подтверждения данного положения приводят эксперимент, в котором бодрствующей собаке переливали кровь животного, лишенного сна в течение суток. Бодрствующая собака немедленно засыпала. Действительно, в настоящее время обнаружены гипногенные вещества, например пептид, вызывающий дельта-сон. Однако гуморальные факторы не могут рассматриваться как основная причина перехода ко сну, о чем свидетельствуют наблюдения за неразделившимися (сиамскими) близнецами, у которых разделение нервной системы произошло полностью, а системы кровообращения имели множество анастомозов. Такие близнецы могли спать в разное время, т. е. один ребенок спал, а другой бодрствовал.
• Подкорковая теория сна. При различных опухолевых или инфекционных поражениях подкорковых, особенно стволовых, структур головного мозга у больных отмечаются различные нарушения сна (от бессонницы до длительного летаргического сна), что свидетельствует о наличии подкорковых центров сна. Экспериментально было установлено, что раздражение задних структур субталамуса и гипоталамуса переводит животных в состояние сна, а прекращение раздражения этих структур сопровождается их пробуждением, что указывает на наличие в них центров сна.
• Корковая теория сна. В лаборатории И. П. Павлова было установлено, что при длительной выработке тонкого дифференцировочного торможения животные часто засыпали. Данный факт позволил ученому предположить наличие центров сна в коре головного мозга (Павлов И. П., 1952).
• Корково-подкорковая теория сна. Наблюдения за больными, у которых отсутствовали почти все виды чувствительности, показали, что они переходят в состояние сна, как только прерывается поток информации от действующих органов чувств. Например, у одного больного из всех органов чувств функционировал только один глаз, и его закрытие сопровождалось переходом больного в состояние сна. Этот факт не могли объяснить ни подкорковая, ни корковая теории сна. Поэтому поиск в данном направлении был продолжен, и появилась новая, корково-подкорковая теория сна. Большой вклад в ее развитие внес П. К. Анохин. Экспериментально доказано, что сон возникает во всех случаях устранения восходящих активирующих влияний ретикулярной формации на кору головного мозга. Были установлены нисходящие влияния коры мозга на подкорковые образования. Доказано, что между лимбико-гипоталамическими и ретикулярными структурами мозга имеются реципрокные отношения. При возбуждении лимбико-гипоталамических структур мозга наблюдается торможение структур ретикулярной формации ствола мозга и наоборот. Согласно корково-подкорковой теории, при бодрствовании за счет потоков афферентной информации от органов чувств активируются структуры ретикулярной формации ствола мозга, которые оказывают восходящее активирующее влияние на кору больших полушарий. При этом нейроны лобных отделов коры оказывают нисходящие тормозные влияния на центры сна заднего гипоталамуса. Это устраняет блокирующие влияния гипоталамических центров сна на ретикулярную формацию среднего мозга. В состоянии сна, при уменьшении потока сенсорной информации, снижаются восходящие активирующие влияния ретикулярной формации ствола мозга на кору мозга. В результате этого устраняются тормозные влияния лобной коры на нейроны центра сна заднего гипоталамуса. Это способствует еще более активному торможению ретикулярной формации ствола мозга. В условиях блокады всех восходящих активирующих влияний подкорковых образований на кору мозга наблюдается стадия медленноволнового сна (Анохин П. К., 1975).
Корково-подкорковая теория объяснила все виды сна и его расстройства. Сон новорожденных детей длительный, но периодически прерывается из-за возбуждения центра голода в латеральных ядрах гипоталамуса, что тормозит активность центра сна. Следствием этого становится усиление восходящих активирующих влияний ретикулярной формации на кору головного мозга, и ребенок просыпается.
Длительный сон у человека может наблюдаться при раздражении центров заднего гипоталамуса сосудистым или опухолевым патологическим процессом, при котором возбужденные клетки центра сна непрерывно оказывают блокирующее влияние на нейроны ретикулярной формации ствола мозга.
Такое расстройство сна, как бессонница, объясняется перевозбуждением коры головного мозга вследствие курения, напряженной умственной работы перед сном. При этом усиливаются нисходящие тормозные влияния нейронов лобной коры на гипоталамические центры сна, и подавляется механизм их блокирующего действия на ретикулярную формацию ствола мозга.
К нарушениям сна относят также храп, возникающий у человека, когда во сне, обычно лежа на спине, он дышит от-крытым ртом и его язык западает в глотку. Бруксизм — скрежетание зубами во сне. Вероятной причиной его является рудиментарный рефлекс, соответствующий заточке зубов у животных.
Иногда во время сна наблюдается так называемое частичное бодрствование, которое объясняется наличием определенных каналов реверберации возбуждений между подкорковыми структурами и корой больших полушарий во время сна на фоне снижения восходящих активирующих влияний ретикулярной формации на кору мозга. Например, кормящая мать может крепко спать и не реагировать на сильные звуки, но она быстро просыпается даже при не-большом шевелении ребенка.
В случае патологических изменений в том или ином органе усиленная импульсация от него может определять характер сновидений и быть предвестником заболевания, субъективные признаки которого еще не воспринимаются в состоянии бодрствования.
1.2.5. Биологическое значение сна
Сон является жизненно необходимым для человека, в норме для большинства людей сон должен длиться 7—8 часов, у холериков и меланхоликов до 10 часов.
В опытах с лишением сна установлено, что при полном, но не длительном отсутствии сна могут возникать непродолжительные физические и психические расстройства: возрастает сексуальность, нечувствительность к боли, повышается агрессивность и потребность в пище.
При сокращении времени сна до 4—5 часов в сутки в течение многих недель работоспособность и самочувствие снижаются в минимальной степени. Отсутствие сна в течение 60—80 часов ведет к изменению настроения, снижению работоспособности, рассеянности внимания, нарушению двигательной активности. Отсутствие возможности уснуть в течение двух недель ведет к гибели человека.