Основные данные, полученные за годы многочисленных и разнообразных исследований сна, сводятся к следующему. Сон - не перерыв в деятельности мозга, это просто иное состояние. Во время сна мозг проходит через несколько различных фаз, или стадий, активности, повторяющейся с примерно полуторачасовой цикличностью. Сон состоит из двух качественно различных состояний, называемых медленным и быстрым сном. Они отличаются по суммарной электрической активности мозга (ЭЭГ), двигательной активности глаз (ЭОГ), тонусу мышц и многочисленным вегетативным показателям (частоте сердечных сокращений и дыхания, электрической активности кожи и т. д.; см. гл. 2).

Медленный сон подразделяется на несколько стадий, выделенных на основании изменений ЭЭГ (рис. 13.2) и отличающихся по глубине. В первой стадии исчезает основной биоэлектрический ритм бодрствования - альфа-ритм. Он сменяется низкоамплитудными колебаниями различной частоты. Это стадия дремоты, засыпания. При этом у человека могут возникать сноподобные галлюцинации. Вторая стадия (поверхностный сон) характеризуется регулярным появлением веретенообразного ритма 14-18 колебаний в секунду («сонные» веретена). С появлением первых же веретен происходит отключение сознания; в паузы между веретенами человека легко разбудить. Третья и четвертая стадии объединяются под названием дельта-сна, потому что во время этих стадий на ЭЭГ появляются высокоамплитудные медленные волны - дельта-волны. В третьей стадии они занимают от 30 % до 50 % всей ЭЭГ. В четвертой стадии дельта-волны занимают более 50 % всей ЭЭГ. Это наиболее глубокая стадия сна, здесь наивысший порог пробуждения, самое сильное отключение от внешнего мира. При пробуждении в этой стадии человек с трудом ориентируется, в наибольшей степени компрессирует время (недооценивает длительность предшествующего сна). Дельта-сон преобладает в первую половину ночи. При этом снижается мышечный тонус, становятся регулярными и урежаются дыхание и пульс, понижается температура тела (в среднем на 0,5°), отсутствуют движения глаз, может регистрироваться спонтанная кожно-гальваническая реакция.

Быстрый сон - самая последняя стадия в цикле сна. Она характеризуется быстрыми низкоамплитудными ритмами ЭЭГ, что делает ее похожей на ЭЭГ при бодрствовании. Усиливается мозговой кровоток, на фоне глубокого мышечного расслабления наблюдается мощная активация вегетатики. Помимо тонических компонентов стадии быстрого сна, выявляются фазические компоненты - быстрые движения глазных яблок при закрытых веках (БДГ, или REM-rapid eye movements), мышечные подергивания в отдельных группах мышц, резкие изменения частоты сердечных сокращений (от тахикардии к брадикардии) и дыхания (серия частых вдохов-выдохов, потом пауза), эпизодические подъемы и падения кровяного давления, эрекция полового члена у мужчин и клитора у женщин. Порог пробуждения колеблется от высокого до низкого. Именно в этой стадии возникает большая часть запоминающихся сновидений. Синонимы быстрого сна - парадоксальный (активированный характер ЭЭГ при полной мышечной атонии), КЕМ, или БДГ-сон, ромбэнцефальный (в связи с локализацией регулирующих механизмов).

Весь ночной сон состоит из 4-5 циклов, каждый из которых начинается с первых стадий медленного и завершается быстрым сном. Каждый цикл продолжается около 90-100 мин. В двух первых циклах преобладает дельта-сон, эпизоды быстрого сна относительно коротки. В последних циклах преобладает быстрый сон, а дельта-сон резко сокращен и может отсутствовать (рис. 13.2). В отличие от многих животных, человек не просыпается после каждого цикла сна. Структура сна у здоровых людей более или менее сходна - 1-я стадия занимает 5-10 % сна, 2-я - 40-50 %, дельта-сон - 20-25 %, быстрый сон - 17-25 %.

Рис. 13.2. Фазы сна:

ЭЭГ при различных фазах сна (вверху). Изменения глубины сна на протяжении ночи, удлинение периодов БДГ-сна (внизу) [по Блуму и др., 1988]

Таким образом, каждую ночь 4-5 раз мы видим сны, и «разглядывание» сновидений занимает в общей сложности от 1 до 2 ч. Люди, утверждающие, что они видят сновидения очень редко, просто не просыпаются в фазе сновидений. Интенсивность самих сновидений, степень их необычности и эмоциональной насыщенности может быть различной, но факт их регулярного возникновения во время сна не вызывает сомнений.

Распространенное в прошлом представление о том, что сон необходим для «отдыха» нейронов головного мозга и характеризуется снижением их активности, исследованиями неирональной активности не подтвердились. Во время сна в целом не происходит уменьшения средней частоты активности нейронов по сравнению с состоянием спокойного бодрствования. В быстром же сне спонтанная активность нейронов может быть выше, чем в напряженном бодрствовании. В медленном и быстром сне активность различных нейронов организована по-разному (см. гл. 8).

Кроме электрофизиологических, для отдельных стадий сна характерны определенные гормональные сдвиги. Так, во время дельта-сна увеличена секреция гормона роста, стимулирующего тканевой обмен. Во время быстрого сна усилена секреция гормонов коры надпочечников, которая в бодрствовании возрастает при стрессе. Интенсивность энергетического обмена в мозговой ткани во время медленного сна почти такая же, как в состоянии спокойного бодрствования, а во время быстрого сна значительно выше.

Таким образом, можно утверждать, что мозг активен во время сна, хотя эта активность качественно иная, чем при бодрствовании, и в разных стадиях сна имеет свою специфику.

Сон в онто- и фитогенезе

В онтогенезе соотношение «сон-бодрствование» изменяется. Так, у новорожденных состояние бодрствования составляет лишь незначительную часть суток, и значительную часть сна занимает быстрый сон. По мере взросления уменьшается общее количество сна, изменяется соотношение фаз внутри цикла сна - сокращается быстрый сон и относительно возрастает медленный сон, к 14 годам цикл сна достигает 90 мин. У взрослого человека, как уже говорилось, быстрый сон занимает около 1/4 всего времени сна. В старческом возрасте происходит уменьшение общего количества сна, при этом сокращается и медленный, и быстрый сон. После 75 лет часто наблюдается невротическая бессонница - редуцируется медленный сон, сон становится прерывистым, нарушаются циклы сна.

Чередование периодов активности и покоя происходит у всех живых существ; возможно, периоды покоя - это аналоги медленного сна. В том или ином виде сон наблюдается у всех позвоночных. Но сон, состоящий из нескольких циклов, внутри которых развертываются стадии медленного и быстрого сна, присущ только теплокровным. По своей организации сон млекопитающих и птиц не отличается от сна человека, хотя медленный сон у животных менее дифференцирован, процентное соотношение медленного и быстрого сна различно у разных животных, а циклы сна, как правило, короче. «Короткая интенсивная жизнь идет рука об руку с долгим сном и коротким циклом сна» [Борбели, 1989, с. 97]. У крысы цикл сна продолжается 12 мин, у собаки - 30 мин, у слона - около 2 ч. Особенностиюрганизацйи сна связаны с экологией животных.

У птиц периоды быстрого сна очень короткие - при этом, в связи с полной мышечной атонией, опускается голова, падают крылья. Если птица сидит на ветке, то при падении тонуса мышц ног сжимаются пальцы, и птица может спать, не падая с ветки.

Сон копытных также связан с их образом жизни - стадностью, боязнью хищников - и имеет характер «рваного» сна (после каждого цикла сна животное поднимает голову и осматривается, поэтому в каждый данный момент некоторые особи обязательно бодрствуют). Характер растительной пищи требует длительного пережевывания, и поверхностные стадии сна протекают у жвачных во время жевания.

У норных млекопитающих хорошо выражена цикличность, они много спят, и быстрый сон занимает до 1/3 всего времени сна. Для многих из них характерна сезонная спячка. Она характеризуется потерей способности к терморегуляции, резким уменьшением количества дыхательных движений и сердечных сокращений, падением общего уровня обмена веществ. У некоторых крупных млекопитающих (медведи, еноты, отчасти барсуки) наблюдается сезонный сон, или факультативная спячка. В этом случае температура тела, количество дыхательных движений и общий уровень обменных явлений снижаются мало. При изменении внешних условий подобный сон легко может быть прерван.

Особенности сна морских млекопитающих также связаны с их экологией. Для каждого дыхательного акта как во время сна, так и во время бодрствования они должны всплыть, чтобы выставить ноздри в воздух. В зависимости от образа жизни возникли разные формы адаптации. Так, при электрофизиологической регистрации сна у дельфинов Л. Мухаметов обнаружил феномен «однополушарного» сна - дельта-волны возникали только в одном полушарии (поочередно в правом или левом). При этом в другом полушарии картина ЭЭГ соответствовала поверхностным стадиям медленного сна или бодрствованию. ЭЭГ, соответствующая поверхностным стадиям медленного сна, могла наблюдаться и в обоих полушариях одновременно; признаков быстрого сна выявить не удалось. Такой же «однополушарный» медленный сон появляется у так называемых ушастых тюленей (котики и сивучи), когда они находятся в бассейне и не могут выйти на сушу. Когда же они спят на суше, в обоих полушариях у них наблюдается ЭЭГ, свойственная обычному медленному сну; регистрируется много эпизодов быстрого сна.

У тюленей и морских львов, которые только часть жизни проводят в воде, весь цикл сна развивается в течение дыхательной паузы. Они хорошо «продыхиваются», делая несколько глубоких вдохов, и ныряют. За 15-20 мин происходит смена стадий медленного сна и быстрый сон, и они выныривают для следующего «продыхивания».

Таким образом, сон является жизненно необходимым для высокоорганизованных животных. При этом особенности сна различных животных отражают его приспособительный характер к условиям обитания и факторам внешней среды.

Потребность в сне

Многие люди хотели бы спать меньше, так как сон, по их мнению, - это потерянное для жизни время. Другие, наоборот, хотели бы спать больше, так как недостаточно хорошо себя чувствуют.

«Мы хронически недосыпаем»; «Должны ли мы больше спать?» - это названия двух статей, опубликованных недавно в журнале Sleep, отражающих полярное отношение к вопросу о длительности сна . Одна из обычных сентенций в медицине сна состоит в том, что наше современное общество сильно недосыпает, и это отражается на состоянии человека и обпдества, являясь в значительной мере причиной аварий и катастроф. Эта точка зрения подтверждается многочисленными исследованиями, свидетельствующими о негативных эффектах недосыпания на настроение испытуемых и выполнение ими психомоторных задач. С использованием различных психологических тестов показано, что если длительность ночного сна уменьшена на 1,3-1,5 ч, то это сказывается на состоянии бдительности днем. Последние исследования по выяснению необходимой длительности сна показали, что потребность сна у молодежи в среднем составляет 8,5 ч за ночь. Продолжительность ночного сна в 7,2-7,4 ч является недостаточной, а сон менее 6,5 ч в течение длительного времени может подорвать здоровье. Другая точка зрения состоит в том, что у большинства людей нет хронического недосыпания, но они могут спать больше, также как мы едим и пьем свыше физиологических потребностей. Основанием служат значительные индивидуальные вариации потребности во сне, а также тот факт, что после длительного сна улучшение дневной бдительности минимально, а усталость успешно устраняется кратковременными перерывами в работе.

Эффект «накопления нехватки сна» полностью исчезает уже после первого 10-часового периода «восстановительного» сна. Поэтому хроническое недосыпание по рабочим дням и пересыпание по утрам в выходные - явления взаимосвязанные. Тем не менее в заявлении созданного в США комитета «Катастрофы, сон и общественная политика» подчеркивается, что даже небольшое хроническое недосыпание на 1-2 ч чревато серьезными нарушениями в работе, если она постоянно требует высокого уровня сосредоточенности и внимания [ Ковальзон, 1989].

Депривация сна

Эксперименты с депривацией (искусственным лишением сна) позволяют предполагать, что организм особенно нуждается в дельта-сне и быстром сне. После длительной депривации сна основным эффектом является увеличение дельта-сна. Так, после 200-часового непрерывного бодрствования процент дельта-сна в первые 9 ч регистрации восстановительного сна увеличивался в 2 раза по сравнению с нормой, а длительность быстрого сна, увеличилась на 57 %. Депривация менее 100 ч не вызывала увеличения длительности быстрого сна в первую восстановительную ночь. При уменьшении общего количества сна продолжительность дельта-сна не меняется или даже увеличивается, а длительность быстрого сна уменьшается.

В целях изучения роли отдельных фаз сна разработаны способы, позволяющие избирательно предотвращать их появление. Для подавления дельта-сна используют метод «подбуживания» - при появлении дельта-волн на ЭЭГ подаются звуковые сигналы такой интенсивности, чтобы обеспечить переход к более поверхностным стадиям сна. При этом у испытуемых появляется чувство разбитости, усталости, ухудшается память и снижается внимание. Исследованиями В. Ротенберга показано, что чувство разбитости и повышенной утомляемости, особенно нарастающее ко второй половине дня, у больных неврозом обусловлено хроническим дефицитом дельта-сна [Ротенберг, 1984].

Для исключения быстрого сна человека или животное будят при первых признаках этой фазы сна - появлении быстрых движений глаз и падении мышечного тонуса. Депривация быстрого сна у животных обычно осуществляется по методу, предложенному М. Жуве. Животное (чаще всего в этих экспериментах используются крысы) помещается на небольшую площадку, окруженную водой, и приспосабливается спать на ней. Но в самом начале каждого эпизода быстрого сна, как только у животного падает мышечный тонус, оно сваливается в холодную воду и сразу просыпается. В результате в течение многих суток животное можно лишать фазы быстрого сна, существенно не нарушая медленный сон. После такой депривации у животных отмечалась повышенная возбудимость, агрессивность, двигательное беспокойство, т. е. симптомы сильнейшего стресса. Для того чтобы отделить эффект лишения быстрого сна от эффекта стресса (безвыходная ситуация нахождения на ограниченной площадке с неизбежными падениями в воду), В. Ковальзоном был разработан способ депривации быстрого сна без стресса - раздражением активирующей ретикулярной формации ствола мозга слабыми импульсами электрического тока, пробуждающего животное при наступлении быстрого сна.

При этом крысы находились в просторной экспериментальной клетке, в периоды бодрствования нормально пили, ели, играли, и симптомы стресса у них отсутствовали - шерсть лоснилась, вес не снижался. Продолжительность быстрого сна у них была снижена в 3 раза при сохраненном медленном сне. Несмотря на отсутствие каких-либо поведенческих симптомов лишения быстрого сна, количество попыток перехода к быстрому сну у них увеличивалось день ото дня, повышался порог пробуждения.

При избирательном лишении быстрого сна у человека потребность в нем увеличивается, хотя никаких психических расстройств обнаружить не удается. Однако в первых опытах с депривацией быстрого сна у человека (проведенных В. Дементом на трех испытуемых непрерывно в течение нескольких суток) были обнаружены значительные изменения психики - повышенная раздражительность, рассеянность, появление галлюцинаций и бредовых идей. Впоследствии оказалось, что эти испытуемые были не вполне здоровы. Когда же исследования проводились на здоровых испытуемых, оказалось, что депривация быстрого сна «не только не приводит к психическим расстройствам, но и вообще никак не сказывается на психическом состоянии - не меняет настроения, не ухудшает выполнения заданий, не влияет на память и работоспособность. Чем более комфортными были условия в период депривации, чем тщательнее экспериментаторы следили за тем, чтобы все потребности испытуемых были удовлетворены, чем увлекательнее и разнообразнее было времяпрепровождение в период исследования, тем меньше сказывался эффект депривации» [Ротенберг, Аршавский, 1984, с. 86].

Когда результаты депривации быстрого сна стали анализировать индивидуально, в связи с личностными особенностями испытуемых, были обнаружены определенные различия. Так, Р. Картрайт с коллегами установили, что лишение быстрого сна вызывает различные изменения психики и поведения в зависимости от исходного психического статуса. Тревожные субъекты реагировали на депривацию значительным усилением тревоги; они пытались немедленно компенсировать прекращенный быстрый сон. У испытуемых другого склада не было значительных нарушений поведения, а компенсаторное увеличение быстрого сна выявлялось в восстановительную ночь. Наконец, у людей третьего типа не отмечалось нарушений поведения, не было попыток немедленной компенсации быстрого сна и увеличения быстрого сна в восстановительную ночь, но при пробуждении еще до первых проявлений быстрого сна они давали подробные отчеты о сновидениях. Очевидно, сновидения протекали у них в медленном сне, и это заменяло им необходимость в быстром сне.

Значение быстрого сна для здоровья показал Е. Хартманн , выделив среди здоровых испытуемых две крайние группы - «долгоспящих» (кому для хорошего самочувствия необходимо не меньше 9 ч сна), и «короткоспящих» (достаточно 6 ч сна). По структуре сна эти люди различались в основном длительностью быстрого сна - у долгоспящих он занимал почти вдвое больше времени. При анализе их психических особенностей оказалось, что по сравнению с короткоспящими они были эмоционально менее устойчивыми - все проблемы принимали близко к сердцу, отличались беспокойством, тревожностью и перепадами настроения. Складывалось впечатление, что во сне они спасались от сложностей жизни, т. е. «ложились спать невротиками, а просыпались здоровыми людьми». Хартманн предположил, что такое восстановление душевного здоровья от вечера к утру определяется высокой представленностью в их ночном сне фазы быстрого сна. Опрашивая здоровых людей, у которых продолжительность сна не была постоянной в течение жизни, Хартманн установил, что сокращение сна обычно приходится на те периоды, когда человек хорошо себя чувствует, с интересом работает и свободен от тревог. Потребность в сне увеличивается, когда возникают неразрешимые проблемы, снижаются настроение и работоспособность.

Сновидения

Сновидения издавна поражают и волнуют людей. В древности сновидения рассматривались как «врата в иной мир»; считалось, что через сновидения может происходить контакт с другими мирами. Издавна люди пытались вызывать сновидения с помощью определенных ритуальных формулировок; подобные формулировки найдены даже в текстах, датированных примерно III тысячелетием до н. э. Уже первые цивилизации Среднего Востока, Египта, Индии и Китая оставили некоторые записи о сновидениях и методах их вызывания. Известна, например, специальная молитва древних ассирийцев для вызывания хороших сновидений и избавления от неприятных [Гарфильд, 1994]. Полон верований в сновидения был античный мир, а в Древней Греции сновидения играли руководящую роль даже при выработке законов. Огромное значение приобретали «вещие сны», предсказывающие развитие будущих событий. Однако уже Аристотель учил, что сновидения - это не «язык богов» или «странствие души», а явления, вытекающие из самой сущности человеческого духа, которые представляют собой результат особой деятельности мозга человека, в особенности его органов чувств. В своем трактате «О сновидениях и их толковании» Аристотель пытался понять самую природу сновидений (см. в [Анохин, 1945]). Внимание древних мыслителей было сосредоточено главным образом на вопросах о возникновении сновидений и возможности предсказывать события. Эти же вопросы волнуют людей и в настоящее время.

Результаты многочисленных исследований позволяют предполагать, что одной из основных функций сновидений является эмоциональная стабилизация [Ротенберг, 1984]. Это хорошо сформулировано Робертсом [цит. по: Борбели, с. 53]: «Человек, лишенный способности видеть сновидения, через некоторое время впадает в безумие, ибо масса несформировавшихся, обрывочных мыслей и поверхностных впечатлений будет накапливаться у него в мозгу и подавлять те мысли, которые должны целиком сохраняться в памяти». Впервые систематические исследования роли сновидений предпринял основоположник психоанализа 3. Фрейд. Рассматривая сновидения как особый и весьма важный язык мозга, он отмечал, что сновидения являются продуктом нашей собственной психической активности и в то же время завершенное сновидение поражает нас как нечто внешнее по отношению к нам. В работе «Толкование сновидений» 3. Фрейд показал, что сновидения содержат не только явный, очевидный смысл, который можно изложить в пересказе, но и скрытый, неявный, который невозможно сразу осознать или уяснить. Чтобы понять этот второй смысл, необходима дополнительная информация о личности того, кто видел этот сон. На основании этого, используя метод «свободных ассоциаций», психоаналитик приводит пациента к осознанию замаскированных в сновидении вытесненных желаний, что снимает эмоциональную напряженность.

Современные психотерапевты и психоаналитики пришли к выводу, что сны можно контролировать. Примером может служить отношение к сновидениям в синойском племени в Малайзии, где каждый член племени умеет уничтожать ночные кошмары [Гарфильд, 1994]. Синои учат своих детей воспринимать сны как важную часть формирования личности и сумели так организовать свою жизнь, что у них отсутствуют психические болезни.

Мощным импульсом к экспериментальному изучению сновидений послужило открытие быстрого сна и его связи со сновидениями. Появилась возможность получения отчетов о сновидениях сразу же после их завершения. Было обнаружено, к удивлению тех, кто считал, что не видит снов или видит их очень редко, что каждый человек видит сны несколько раз за ночь. Экспериментальным путем был решен и вопрос о длительности сновидений. Оказалось, что субъективная длительность сновидений соответствует объективной длительности периода быстрого сна. Испытуемый, разбуженный в начале периода быстрого сна, отчитывается о коротком сновидении, а разбуженный в конце - о длинном. После очень длинных эпизодов быстрого сна (30-50 мин) испытуемые отчитывались о необычно длительных сновидениях. Интересно, что отчеты о содержании этих сновидений были не длиннее, чем в тех случаях, когда испытуемых пробуждали уже через 15 мин после начала быстрого сна. По-видимому, сновидения начинают забываться, несмотря на продолжение длительного эпизода быстрого сна. Многочисленные эксперименты свидетельствуют о том, что содержание сновидений коррелирует с особенностями фазических компонентов быстрого сна. Показано, что степень эмоциональной окраски сновидений связана с частотой сердечных сокращений и дыхания, степенью вазоконстрикции и выраженностью электрической активности кожи в последние минуты быстрого сна перед пробуждением.

По-видимому, у животных также есть сновидения во время быстрого сна - об этом свидетельствуют опыты М. Жуве с разрушением у кошек ядер синего пятна (locus coeruleus), обеспечивающих угнетение мышечного тонуса в фазе быстрого сна. Спящее животное с разрушенным синим пятном при наступлении быстрого сна вставало на лапы с закрытыми глазами, принюхивалось, царапало пол камеры, совершало внезапные прыжки, как бы преследуя противника или спасаясь от опасности. Эти данные, а также результаты многочисленных лабораторных исследований сна у людей, позволяют считать фазу быстрого сна физиологической основой сновидений.

Однако является упрощением рассматривать быстрый сон как единственную фазу сна со сновидениями, так как испытуемые отчитываются о сновидениях и при пробуждениях из медленного сна. Но отчеты о сновидениях в быстром сне более яркие, более сложные, фантастичные, более эмоционально окрашенные по сравнению со сновидениями в медленном сне, где преобладают рациональные и реалистические элементы, сходные с мышлением в бодрствовании. Главное же различие заключается в их длительности - сновидения в быстром сне более длительны. Видимо, этим объясняется тот факт, что при пробуждении из быстрого сна сновидения лучше запоминаются.

Явлением, в определенном смысле противоположным сновидениям, является сомнамбулизм (снохождение, или лунатизм). Лабораторные исследования показали, что сомнамбулизм возникает на фоне дельта-сна; выраженность и длительность приступа значительно варьируют. В самом легком случае человек может сесть в кровати, что-то пробормотать и снова заснуть - в таких случаях на ЭЭГ наблюдается картина глубокого дельта-сна. В других случаях сомнамбула встает, ходит, может одеться и выйти из дома (при этом глаза обычно открыты, лицо маскообразное); сомнамбула может давать односложные ответы на простые вопросы - в таких случаях на ЭЭГ появляются признаки дремоты или даже бодрствования. Утром сомнамбула ничего не помнит о происшедшем с ним ночью. В противоположность сновидениям, с их насыщенным яркими красками и событиями миром при полной мышечной атонии, сомнамбулизм характеризуется сумеречным состоянием сознания (которое вообще не фиксируется в памяти) при сохранении способности передвигаться как при бодрствовании. Существование двух крайних явлений (сновидений и сомнамбулизма) свидетельствует о том, что сон - это целый набор различных состояний, среди которых есть и глубокое погружение во внутренний мир, и демонстрация внешней активности.

Является физиологическим процессом, при котором человек (а также млекопитающие, рыбы, птицы и некоторые насекомые) находится в состоянии, кардинально отличающемся от состояния бодрствования. Данному состоянию присуще измененное сознание, снижение уровня мозговой деятельности и реакций на внешние раздражители. Естественный сон существенно отличается от таких схожих с ним состояний, как кома, анабиоз, обморок, сон под воздействием гипноза и летаргический сон. Наряду со сном в привычном понимании этого слова (т.е. сном в ночное время), определенные культуры допускают существование так называемого дневного отдыха или сиесты. Кратковременный дневной сон является частью традиций многих народов. В соответствии с результатами проводимых исследований, регулярная послеполуденная дрема способна ощутимо снизить (почти на 40%) процент риска возникновения сердечного приступа. Словом, сон является важнейшим элементом жизнедеятельности человека и с подачи исследователей, начиная с 2008 года, каждую 3-ю пятницу первого месяца весны отмечается День Сна.

Основные функции сна

Благодаря сну, организм получает необходимый отдых. В процессе сна, мозг перерабатывает накопленную за день информацию. Так называемый медленный сон позволяет лучше усвоить изученный материал и закрепить его в памяти. Быстрый сон обеспечивает возможность моделирования предстоящих событий на уровне подсознания. Важной функцией сна так же является восстановление иммунной системы человека посредством активизации деятельности Т-лимфоцитов, которые оказывают сопротивление вирусным инфекциям и борются с простудными заболеваниями.

Физиология процесса сна

Здоровый сон может длиться от 4 до 8 часов. Однако данные показатели достаточно субъективны, поскольку продолжительность сна зависит от физической усталости человека. Значительный объем работы, выполненный в течение дня, может потребовать и более длительного ночного отдыха. Нормальный сон цикличен и требуется человеческому организму не реже одного раза в сутки. Циклы сна носят название циркадных ритмов. Каждые 24 часа циркадные ритмы переопределяются. Важнейшим фактором сна считается освещенность. Именно от ее естественного цикла и зависит концентрация в организме фотозависимых белков. Как правило, циркадный цикл соотносится с длительностью светового дня. Непосредственно перед тем, как наступает сон, человек чувствует сонливость, его мозговая активность снижается, а также отмечается изменение сознания. Кроме того, у человека, пребывающего в сонном состоянии, отмечается снижение сенсорной чувствительности, сокращение сердечного ритма, зевота, а кроме того снижение секреторной функции слезных и слюнных желез. Еще одной физиологической особенностью сна является процесс, который носит название “вегетативная буря”, т.е. когда наблюдаются разнообразные формы аритмий, повышение или понижение АД, усиление кровоснабжения мозга и секреции надпочечников, эрекция клитора и полового члена.

Структура процесса сна

Любой сон делится на несколько стадий, которые повторяются с определенной закономерностью на протяжении всей ночи (естественно, при условии, что суточный график абсолютно нормален). Каждая стадия сна напрямую зависит от активности той или иной структуры мозга. Первая стадия сна – это медленный сон (Non-REM). Продолжительность Non-REM сна составляет от 5 до 10 минут. После этого следует вторая стадия, длящаяся примерно 20 минут. В течение последующих 30-45 минут отмечается еще 3 и 4 стадии сна. Далее человек вновь впадает во вторую стадию медленного сна, по окончании которой наступает быстрый REM сон (1-й эпизод). Это примерно 5 минут. Все вышеперечисленные стадии являются первым циклом сна, длительность которого составляет от 90 до 100 минут. После этого цикл вновь повторяется, но при этом стадии медленного сна сокращаются, а быстрый сон наоборот нарастает. Как правило, последний цикл сна завершается эпизодом быстрого сна, длящимся в некоторых случаях около 1 часа. Полноценный сон включает 5 полных циклов. Последовательность, в соответствии с которой одна стадия цикла сна сменяет другую, а также длительность каждого цикла обычно представляют в форме гипнограммы. Цикл сна регулируется определенными участками коры головного мозга, а также голубым пятном, расположенным в его стволе.

Что такое медленный сон?

Медленный сон (его еще называют ортодоксальным сном) имеет продолжительность от 80 до 90 минут и наступает сразу же после того, как человек заснул. Формирование и развитие медленного сна обеспечивается передними отделами гипоталамуса, ядрами шва, неспецифическими ядрами таламуса и средней частью моста (так называемым тормозным центром Моруцци). На первой стадии медленного сна альфа-ритм снижается, преобразуясь в медленные низкоамплитудные тэта-ритмы, равные по своей амплитуде альфа-ритму либо превышающие его. Человек пребывает в состоянии дремоты (полусна), наблюдаются сноподобные галлюцинации. Активность мышц падает, частота пульса и дыхания снижается, обменные процессы замедляются, глазные яблоки совершают замедленное движение. На данной стадии сна интуитивно формируются решения задач, казалось бы, неразрешимых в период бодрствования. По крайней мере, может возникнуть иллюзия их существования. Первая стадия медленного сна так же может включать гипногогические подергивания.

На второй стадии Non-REM сна (это, как правило, легкий и неглубокий сон) происходит дальнейшее сокращение мышечной активности, ритм сердца замедляется, температура тела падает, глаза становятся неподвижными. Вторая стадия – это примерно до 55% от всего времени сна. Длится первый эпизод второй стадии ориентировочно 20 минут. Электроэнцефалограмма показывает в этот момент преобладающие тэта-ритмы и появляющиеся сигма-ритмы (т.н. “сонные веретена”), которые являются по сути учащенными альфа-ритмами. В момент появления сигма-ритмов, отключается сознание. Однако, в паузах между сигма-ритмами, возникающих с частотой от 2 до 5 раз в 1 минуту, человек может быть легко разбужен.

На третьей стадии медленного сна суммарное количество дельта-ритмов не более 50%. На четвертой стадии эта цифра превышает 50%. Именно четвертая стадия – это медленный и глубокий сон. Достаточно часто III и IV стадии объединяют, называя дельта-сном. Разбудить человека в период дельта-сна крайне сложно. На этой стадии обычно появляются сновидения (до 80%). Человек может начать разговаривать, не исключается хождение во сне, могут возникнуть ночные кошмары и развиться энурез. В то же время, ничего из вышеперечисленного человек обычно не запоминает. Третья стадия длится от 5 до 8% от времени всего сна, а четвертая занимает от 10 до 15% от всего периода сна. Первые четыре стадии медленного сна у нормального человека длятся от 75 до 80% от суммарной продолжительности этого физиологического процесса. По предположению исследователей, Non-REM сон обеспечивает полное восстановление затраченной за день энергии. Кроме того, фаза медленного сна позволяет зафиксировать в памяти осознанные воспоминания декларативного характера.

Что такое быстрый сон?

Быстрый сон называют также REM-сном, парадоксальным сном или быстроволновым сном. Кроме того, общепринято название – стадия БДГ (быстрое движение глаз). Стадия БДГ имеет продолжительность от 10 до 15 минут и следует за медленным сном. Быстрый сон был открыт в 1953 году. Центрами, отвечающими за быстрый сон, являются: верхнее двухолмие и ретикулярная формация среднего мозга, голубое пятно, а также ядра (вестибулярные) продолговатого мозга. Если посмотреть в этот момент на электроэнцефалограмму, то можно увидеть довольно активные колебания электроактивности, значения которых максимально близки бета-волнам. В период быстрого сна электроактивность мозга практически идентична состоянию бодрствования. Однако в данной стадии человек совершенно неподвижен, так как его мышечный тонус на нуле. В то же время, глазные яблоки активно двигаются под сомкнутыми веками, быстро перемещаясь с определенной периодичностью. Если разбудить человека на стадии БДГ, то с вероятностью 90% он расскажет о захватывающем и ярком сне.

Как уже отмечалось выше, электроэнцефалограмма быстрого сна отражает активацию мозговой деятельности и больше напоминает ЭЭГ первой стадии сна. 1-й эпизод стадии БДГ длится от 5 до 10 минут и наступает спустя 70-90 минут с момента, когда человек заснул. В течение всего периода сна, длительность следующих эпизодов быстрого сна становится все больше. Финальный эпизод БДГ-сна может иметь продолжительность до 1 часа. Длительность REM-сна у взрослого здорового человека – это примерно 20-25% от всего времени сна. От одного цикла к последующему, фаза БДГ-сна становится все длиннее, а глубина сна наоборот уменьшается. Нарушения медленного сна не так тяжелы для психики, как прерывание REM-фазы. Если какая-то часть быстрого сна прервана, то она должна быть обязательно восполнена в одном из последующих циклов. Опыты, которые проводились на мышах, доказали пагубное влияние отсутствующей REM-фазы на этих млекопитающих. По истечение 40 дней мышь, лишенная фазы быстрого сна, погибала в то время как грызуны, лишенные медленного сна, продолжали жить.

Существует гипотеза о том, что в процессе БДГ-фазы мозг человека работает над упорядочиванием информации, полученной за день. Еще одна теория гласит о том, что фаза быстрого сна особенно важна для новорожденных, обеспечивая нервную стимуляцию, способствующую формированию и развитию нервной системы.

Продолжительность сна

Длительность нормального сна может варьироваться от 6 до 8 часов в сутки. Однако при этом не исключаются и большие отклонения в ту или иную сторону (4-10 часов). Если наблюдаются нарушения сна, то его длительность может быть равна как нескольким минутам, так и нескольким суткам. Когда продолжительность сна составляет меньше 5 часов, то это считается нарушением его структуры, которое может привести к развитию бессонницы. Если лишить человека сна, то уже через несколько дней его сознание утратит ясность восприятия, появятся непреодолимые позывы ко сну, будут наблюдаться “провалы” в так называемое пограничное состояние между сном и бодрствованием.

Сновидения

Наряду с соответствующим физиологическим процессом, слово “сон” означает также последовательность образов, возникающих в фазе REM-сна и, в некоторых случаях, запоминающихся человеку. Сновидение формируется в сознании спящего человека, слагаясь из разнообразных субъективно воспринимающихся тактильных, визуальных, слуховых и других образов. Обычно человек, который видит сон, не осознает, что находится в состоянии сна. В итоге, сновидение воспринимается им в качестве объективной реальности. Интересной разновидностью сновидений считаются осознанные сны, при которых человек понимает, что спит, а поэтому может управлять развитием сюжета в сновидении. Считается, что сновидения присущи фазе быстрого сна, наступающей с периодичностью один раз в 90-120 минут. Характеризуется такая фаза быстрым движением глазных яблок, учащенным пульсом и дыханием, стимуляцией варолиева моста (pons), а также непродолжительным расслаблением скелетных мышц. В соответствии с результатами последних проводимых исследований, сновидения могут быть присущи и фазе медленного сна. В то же время, они менее эмоциональны и не так продолжительны, как сны REM-фазы.

Патологии сна

Всевозможные расстройства сна являются достаточно распространенным явлением. К примеру, причиной бессонницы (инсомнии) могут стать психозы, депрессии, неврозы, эпилепсия, энцефалит и др. заболевания. Апноэ – это нарушения дыхания спящего человека, причины которых могут носить механический или психогенный характер. Такие парасомнии, как лунатизм, ночные кошмары, эпилепсия и скрежетание зубами формируются и развиваются на базе невроза. Такие патологии, как летаргический сон, нарколепсия и сонный паралич относятся к наиболее тяжелым расстройствам сна. В случае любых настораживающих факторов, связанных с явно выраженными отклонениями в структуре сна, необходимо обратиться за помощью к специалисту.

Снотворные фармакологические средства

Регуляция сна с использованием фармакологических средств должна осуществляться под наблюдением врача. Наряду с этим, следует помнить о том, что длительное употребление снотворных препаратов снижает эффективность последних. Сравнительно недавно в группу успокаивающих средств входили даже наркотики – морфин и опиум. Достаточно долго в качестве снотворного использовались и барбитураты. Одним из наиболее прогрессивных на данный момент препаратов считается мелатонин. Не менее эффективным лечением бессонницы является прием препаратов магния, улучшающих сон и способствующих выработке все того же мелатонина.

Изучение сна

По мнению видных исследователей прошлого и настоящего, сон играет более важную роль для организма человека, чем пища. Во второй половине 20-го века были разработаны технологии регистрации активности мышц (ЭМГ), головного мозга (ЭЭГ) и глаз (ЭОГ), после чего удалось сформировать те представления о структуре сна и его природе, которые до сих пор никто так и не опроверг.

Весь сон делится на два принципиально различных вида - это медленный сон и быстрый сон. В свою очередь, медленный сон делится на 4 фазы. Получается, что всего различается 5 фаз сна.

Медленный сон

Также она называется стадией дремоты. Для нее характерно обдумывание и переживание проблем, возникших в течение дня. Мозг по инерции пытается найти решение задач, над которыми он работал, находясь в состоянии бодрствования. Человек может видеть образы, которые реализуют решение проблемы.

Происходит дальнейшее снижение мышечной активности, пульс и дыхание замедляются. Мозг постепенно перестает работать. Для этой стадии характерны короткие вспышки слуховой чувствительности. Несколько раз в минуту человек находится в состоянии, когда его очень легко разбудить.

Является переходной. Различия между третей и четвертой фазами сна заключается в количестве дельта-колебаний. Но в такие подробности мы вникать не будем.

Характеризуется наиболее глубоким сном. Считается наиболее важной, так как в это время мозг получает самый полноценный отдых и восстанавливает свою работоспособность. В четвертой фазе сна человека сложно разбудить. Случаи разговора во сне или лунатизма происходят как раз в это фазе.
Первые две фазы считаются поверхностным медленным сном, а вторые две - глубоким. Медленный сон еще называется ортодоксальным сном или non-REM-сном.

На сайте http://androidnetc.org/category/neobxodimye вы можете скачать приложения для android . Например, одно из предлагаемых приложений Sleep Time будет анализировать колебания вашего тела, и определять, в какой фазе сна на данный момент вы находитесь. Когда придет время пробуждения, будет выбран самый подходящий момент для вашего пробуждения. Очень много полезных приложений! Зайдите на сайт и убедитесь в этом сами.

Быстрый сон (REM-сон)

Эта стадия еще называется БДГ-сном (от англ. rapid eye movements, что значит «быстрые движения глаз»). Как вы уже догадались, для быстрого сна характерны ускоренные движения глазных яблок под закрытыми веками - это является первым принципиальным отличием от медленного сна.

Вторым отличие является то, что в фазе быстрого сна мозг совсем не отдыхает, а наоборот, активизируется. Повышается также частота сердечных сокращений, но при этом крупные мышцы полностью расслаблены.

А самое интересное, что в фазе быстрого сна человека разбудить сложнее всего, хотя его состояние наиболее приближено к состоянию бодрствования. Поэтому быстрый сон еще называют парадоксальным.
Не совсем понятно назначение быстрого сна. Существуют несколько предположений по этому поводу:

1. В стадии быстрого сна мозг раскладывает по полочкам полученную информацию.
2. Мозг анализирует условия окружающей среды, в которых находится организм и вырабатывает стратегию адаптации. Косвенным подтверждением этого суждения является тот факт, что у новорожденных быстрый сон составляет 50%, у взрослых - 20-25%, у пожилых людей - 15%.

Но есть один факт, который не вызывает споров - в быстром сне к нам приходят самые яркие сновидения! В других стадиях сны тоже присутствуют, но они размыты и мы очень плохо их помним. Ученые также утверждают, что сон хорошо запомнится вам, только если вы проснетесь в фазе быстрого сна.

Последовательность стадий сна

Сон начинается с 1-й фазы, которая длится примерно 10 минут. Потом последовательно идут 2-я, 3-я, и 4-я фазы. Затем в обратном порядке - 3-я, 2-я и наступает фаза быстрого сна. Все вместе они образуют цикл, который повторяется 4-5 раз за ночь.

При этом изменяется продолжительность разных фаз от цикла к циклу. В первом цикле быстрый сон совсем короткий, большее время занимает глубокий медленный сон. А вот в последних циклах глубокого сна может совсем не быть. Обычно один цикл составляет 90-100 минут.

А теперь самое интересное. От того, в какой фазе сна вы проснетесь, зависит ваше самочувствие. Самым неподходящим для пробуждения является глубокий сон. Проснувшись из глубокого сна, вы будете чувствовать себя разбитым.

Лучше всего просыпаться после окончания фазы быстрого сна, то есть в начале первой или второй фазы. Просыпаться из быстрого сна не рекомендуется.
Теперь у вас наверняка возник вопрос о том, как же сделать так, чтобы проснуться в нужной фазе.

Выскажу только одну мысль по этому поводу. Как уже было сказано, в стадии глубокого сна человека достаточно сложно разбудить. Поэтому, если ваш сон прерывается естественным способом, а не звонком будильника, то вы, скорее всего, проснетесь в нужной фазе.

Теперь немного о важности быстрого и медленного сна. Некоторые ученые говорят о том, что быстрый сон - это пережиток прошлого, якобы он не нужен человеку, так же как и аппендикс.

В пользу этого утверждения приводятся такие факты:

Если принудительно ограничивать длительность сна, то продолжительность глубокой фазы сна практически не изменяется, мозг сокращает в первую очередь продолжительность быстрого сна.

Но ведь это лишь доказывает, что глубокий сон более важен, чем быстрый - не больше!

Были проведены опыты, когда людей в течение двух недель полностью лишали быстрого сна. При этом состояние здоровья их никак не ухудшалось.

Две недели это не так уж и много, если учесть, что некоторые люди могут столько времени прожить вообще без сна.

А вот другие ученые проводили опыты на крысах. В результате через 40 дней без быстрого сна крысы погибали.

Процесс сна — это совсем мало изученное явление. Ученым-сомнологам в будущем предстоит найти ответы на множество спорных вопросов.
Ну а нам необходимо заботиться о своем сне и вести здоровый образ жизни!

Медленный и быстрый сон

Медленный и быстрый сон различны между собой по биоэлектрической активности мозга.

Запись биотоков мозга в виде электроэнцефалограммы (ЭЭГ), дает своеобразный рисунок, характерный для различных состояний. Во время «медленного» сна на ЭЭГ появляются

медленные волны большой амплитуды, сменяющиеся быстрыми ритмами в период «быстрого» сна. Различия между фазами сна не только в данных ЭЭГ.

Медленный сон

Во время медленного сна дыхание, пульс становятся реже, расслабляются мышцы, в этот период уменьшается так называемая двигательная активность человека.

Быстрый сон

В фазу быстрого сна частота дыхания, ритм работы сердца возрастают, двигательная активность увеличивается, за закрытыми веками отчетливо видны движения глазного яблока. Эти так называемые быстрые движения глаз - характерный признак этой фазы, отсюда еще одно ее название: RЕМ по первым буквам английских слов Rapid еуе movements. В этот момент спящий видит сновидения. Установили интересный факт: разбудить спящего во время быстрого сна, несмотря на признаки более поверхностного сна, учащение дыхания и пульса, ритма ЭЭГ, значительно труднее, чем при медленном сне. Поэтому фазу быстрого сна называют еще парадоксальным сном (соответственно медленный сон ортодоксальным).

Быстрый сон никогда не наступает сразу - его регистрируют лишь после определенной продолжительности фазы медленного сна. Быстрый сон очень важен для состояния психики человека. Когда у добровольцев изучали особенности сна, будили в течение 3-4 ночей подряд перед наступлением RЕМ-фазы, у них начинались психические расстройства, несмотря на общую достаточную продолжительность сна.

Ночной сон

Обычно ночной сон состоит из строгого чередования 4-6 завершенных циклов, из которых каждый начинается с медленного и кончается быстрым сном. Длительность любого цикла в норме составляет от 60 до 90 минут, но если в начале ночи быстрый сон длится лишь несколько минут, то к утру его продолжительность составляет примерно полчаса. При этом необходимо сочетание этих циклов, характеризующихся разным соотношением фаз сна, с определенным гормональным уровнем и ритмом температуры, меняющимся с вечера до утра. Поэтому так важны определенные часы суток для сна. И не случайно сон в дневное время, как правило, не дает того освежающего эффекта, как ночной.

Любопытен и такой момент: каждый здоровый человек видит сны, но помнит их лишь тот, кто просыпается в первые 15 мин после быстрого сна. Оказалось, что те, кто обладает хорошей памятью, видят сны. Чем ярче и образнее сновидения, тем полноценнее сон. По мнению отдельных ученых, одна из причин этого заключается в том, что во время сна, возможно, активно перерабатывается полученная за день информация. Так, в фазе медленного сна происходит обработка информации, полученной в течение дня, а в фазе быстрого сна, которая характеризуется сновидениями с включением фантастических нереальных компонентов, осуществляется и защита от внешних раздражителей, и психическая деятельность.

Быстрый сон играет значительную роль в процессе обучения и запоминания различной информации. Так, среди студентов, активно изучающих иностранный язык, можно выделить группу молодых людей, которые очень быстро и правильно запоминают новые слова. В отличие от студентов с плохой способностью к запоминанию у них больше длительность быстрого сна.

Сейчас нам известно, что ночной сон является сложным физиологическим процессом, включающим в себя до пяти циклов быстрого и медленного сна. Но совсем недавно, в XIX веке, сон воспринимался учеными, как феномен закрытый для изучения, в отличие от состояния бодрствования, которое поддается измерениям и наблюдениям.

Можно оценить позу спящего, измерить его физические показатели: пульс, артериальное давление, частоту дыхания, температуру тела. Но как оценить фундаментальные процессы самого сна?

Первые эксперименты основывались на пробуждении испытуемого, то есть на вторжении в процесс сна.

Тем не менее, с помощью этих исследований было получено представление о том, что сон протекает в виде последовательных стадий.

Кёльшюттер, немецкий физиолог, в XIX веке установил, что сон в первые часы наиболее глубок, а в дальнейшем переходит в более поверхностный.

Прорывом в истории изучения сна стало открытие электрических волн, возникающих в мозге и которые можно регистрировать.

Ученые получили возможность наблюдать, записывать и изучать явления, происходящие во сне с человеком, – с помощью электроэнцефалограммы.

Благодаря многочисленным исследованиям было установлено:

Состояние вегетативной нервной системы в обеих стадиях различно.

В медленном сне мы растем быстрее: гормон роста, вырабатываемый гипофизом, в этой фазе вырабатывается активнее.

Сновидения носят разный характер.

В быстрой фазе – картины снов насыщенны действиями, ярко и эмоционально окрашены, в медленной – сюжет сновидений спокойный или же вовсе отсутствует.

Пробуждение .

Если разбудить человека посреди быстрого сна, он встанет намного легче, и будет чувствовать себя гораздо лучше, чем в результате пробуждения в медленной фазе.

Даже если на сон ушло достаточно времени и вы ожидаете почувствовать прилив сил и бодрости – этого не случится, если вы неудачно проснетесь в начале или в середине цикла медленного сна. В такой ситуации можно услышать: «Встал не с той ноги?»

Видимо причиной такого состояния выступают незавершенные нейрохимические процессы, проходящие в медленном сне.

Дыхание при засыпании становится реже и громче, но менее глубоким.

Оно еще более замедляется и становится неритмичным в дельта-сне.

Дыхание в быстром сне то медленное, то частое, то – так мы реагируем на события сна, который смотрим.

Температура мозга снижается в медленном сне, а в быстром, благодаря усиленному притоку крови и активному обмену веществ, поднимается и иногда превышает температуру в бодрствовании.

Несмотря на многочисленные различия, стадии медленного и быстрого сна имеют химическую, физиологическую, функциональную взаимозависимость и принадлежат к единой сбалансированной системе.