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.

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.

Во время сна у взрослого человека чередуются 2 основные фазы: быстрый и медленный сон. В самом начале после засыпания велика продолжительность медленной фазы, а перед просыпанием продолжительность медленного сна укорачивается, а удлиняется продолжительность быстрого сна.

Здоровый взрослый начинает сон с 1-ой ст. медленного сна, продолжающейся 5-10 мин. Следующая 2-я ст. продолжается 20 мин. Затем следуют 3-4 ст., продолжающиеся еще 30-45 мин. Дальше спящий снова погружается во 2-ю ст. медленного сна, затем следует 1-ый эпизод быстрого сна, занимающий всего 5 минут. Это и есть один цикл.

Начальный цикл продолжается примерно полтора часа. Во время повторений циклов укорачивается доля медленного сна, удлиняется доля быстрого. Во время последнего цикла продолжительность быстрого цикла может достигает одного часа. Здоровый взрослый во время ночного сна переживает 5 циклов.

Медленный сон

Медленный сон также разделяется на определенные стадии:

Первая – это дремота с полусонными видениями. В это время в мозгу могут отчетливо появляться решения дневных проблем.
Вторая – это так называемые сонные веретёна. В это время сознание отключается, но человека можно легко разбудить, благодаря повышенным порогам восприятия.
Третья – более глубокий сон, в котором еще сохраняются сонные веретёна.
Четвертая – самый глубокий сон, который иногда называют дельта сон. Длительность фазы глубокого сна уменьшается от цикла к циклу.

Собственно, под понятием дельта сон иногда объединяют предпоследнюю и последнюю стадию. Разбудить спящего в этот период практически невозможно. Это именно та стадия, в которой возникает , или ночные кошмары, но при пробуждении человек не сохраняет воспоминаний о происшедшем. В норме все 4 медленноволновые стадии сна 1-го цикла занимают до 80% всего сна.

С точки зрения в этой фазе организм оздоравливается физически – восстанавливаются клетки и ткани, происходит самовосстановление внутренних органов. В этот период организм восстанавливает свои энергозатраты. Во время же быстрого сна он восстанавливает свои умственные и интеллектуальные ресурсы.

Что происходит во время дельта сна

В период дельта сна уменьшаются ритмы сердцебиения и частоты дыхания, расслабляются все мышцы. По мере углубления этой фазы количество движений у спящего становится минимальным, его становится трудно разбудить. Если все же спящего разбудить в это время – он не будет помнить снов.

Во время медленноволнового сна по мнению исследователей явления происходят восстановительные обменные процессы в тканях, направленные на компенсацию катаболизма, происходящего во время бодрствования.

В пользу этой гипотезы свидетельствуют определенные факты. Стадия дельта-сна удлиняется в некоторых случаях:

после активной физической работы;
в период быстрого похудания;
при тиреотоксикозе.

Если испытуемых лишить этой фазы искусственно (методом воздействия звуком, например), то они начинают жаловаться на физическую разбитость и неприятные мышечные ощущения.

Также дельта-сон играет не последнюю роль в процессах запоминания. Проводились опыты во время которых испытуемым предлагали заучивать перед сном бессмысленные сочетания букв. После трех часов сна их будили и просили повторить выученное перед сном. Оказалось, что чем больше в этот период сна было зафиксировано дельта-волн, тем точнее были воспоминания. Результаты этих опытов определили, что ухудшение памяти, которое наблюдается при продолжительных нарушениях сна и бессоннице, связано именно с проблемами глубокого сна.

На лишение глубокого сна подопытные реагируют также, как и на полное лишение сна: 2-3 ночи с применением подбуживаний снижают работоспособность, замедляют быстроту реакций, дают ощущение усталости.

Сколько должен длиться глубокий сон

У каждого человека – своя индивидуальная норма, сколько нужно спать. Есть короткоспящие люди, среднеспящие, длинноспящие. Наполеон был короткоспящим человеком – спал всего по 4 часа. А Эйнштейн был длинноспящим – его норма сна составляла не меньше 10 часов. И оба были очень эффективными деятелями. Однако если обычный человек вынужден сократить свою норму, то, вероятно, с утра он будет негативный, сразу уставший и злой.

Ученые университета Суррея провели эксперимент, в котором приняли участие 110 взрослых здоровых человек, которые никогда не испытывали проблем со сном. В первую же ночь участники провели 8 часов в постели и показали, что: подопытные в возрасте 20-30 лет проспали 7,23 часа, 40-55 лет 6,83 часа, 66-83 года – 6,51 часа. Такая же тенденция наблюдалась и у времени глубокого сна: 118,4 минут в первой группе, 85,3 – в средней, 84,2 минуты в самой возрастной.

Первое, что начинает страдать при нехватке дельта-сна – эндокринная система. При недостатке глубокого сна у человека не вырабатывается соматотропный гормон. Как следствие – начинает расти живот. Эти люди страдают синдромом апноэ: ночью у них происходят кратковременные остановки дыхания, во время которых они могут просто не дышать до 1,5 минут. Потом организм из чувства самосохранения дает команду проснуться и человек всхрапывает. Это очень опасное состояние, во время которого гораздо чаще случаются инфаркты и инсульты. При лечении синдрома люди резко худеют, потому что у них налаживается выработка гормона. Ночное апноэ вызывает непреодолимую дневную сонливость, что чрезвычайно опасно, если человек в это время находится за рулем.

Нормы глубокого сна у взрослых это от 30 до 70% всего времени сна. Чтобы повысить его процент необходимо:

составить более эффективный график бодрствования/сна (ложиться и вставать нужно в одно время);
давать организму физнагрузку за пару часов перед сном (подробнее );
не курить, не переедать, не пить кофе, алкоголь, энергетики перед сном (мы составили );
спать в удобном помещении (в проветренном, при отсутствии посторонних звуков и света).

С наступлением старости уменьшается продолжительность медленного сна. У 80-летних стариков длинная фаза сна становится меньше на 62%, чем у двадцатилетних. Существует много факторов, влияющих на старение, но если сокращается еще и фаза медленного сна, то процесс старения идет ещё быстрее.

Как измерить свой сон

Точно разделить все 5 стадий сна можно только по энцефалограмме мозга, быстрым движениям глаз и прочим современным исследованиям. Если же просто необходимо в течение недели выровнять свой сон можно воспользоваться специальными фитнесс браслетами. Фитнесс браслеты не могут считывать в какой фазе сна на данный момент находится организм, но они фиксируют движения человека во сне. Фитнесс браслет поможет разделить сон на 2 фазы – ворочается человек (фаза 1-3), спит неподвижно (фаза 3-5). Информация на браслете выводится в виде графика-заборчика. Правда, основное назначение этой функции фитнесс браслетов – умный будильник, который должен мягко разбудить человека в быстрой фазе сна.

Открытие пептида дельта сна

В 70-х годах во время экспериментов над кроликами группой швейцарских ученых был обнаружен пептид дельта-сна, который при воздействии на мозг способен индуцировать эту фазу. Ученые выделили его из крови кроликов, находящихся в глубокой фазе сна. Полезные свойства вещества постепенно открываются людям в течение уже больше 40 лет исследований, он:

активизирует механизмы защиты от стресса;
замедляет процессы старения, чему способствуют его антиоксидантные свойства. Продолжительность жизни мышей во время опытов с его применением увеличилась на 24%;
имеет противораковые свойства: замедляет рост опухолей и подавляет метастазирование;
тормозит развитие алкогольной зависимости;
проявляет противосудорожные свойства, позволяет уменьшить продолжительность эпилептических припадков;
является отличным обезболивающим.

Как увеличить время дельта сна

Был проведен ряд экспериментов, изучающих влияние физических нагрузок на дельта-сон. Мужчины в течение двух часов занимались на велотренажере. Дневные занятия никаким образом не повлияли на продолжительность сна. Вечерние занятия оказали заметное влияние:

увеличилась на 36 минут общая длина сна;
укоротился период засыпания и дремоты;
углубился дельта сон;
цикл удлинился с полутора до двух часов.

При введении дополнительных интеллектуальных нагрузок (тесты в вечерние время, решение логических задач), также были зафиксированы изменения в фазе глубокого сна:

увеличилась доля самой глубокой стадии за счет сонных веретен;
удлинился 2-ой цикл;
было зафиксировано усиление работы активирующих систем.

Любые стрессовые ситуации вызывают укорочение фазы дельта сна. Дельта-сон – обязательный участник всех изменений условий жизни человека. Увеличением его продолжительности компенсируется любая нагрузка.

Список использованной литературы:

Feinberg I. Changes in sleep cycle patterns with age // J Psychiatr Res. - 1974г. - Vol. 10, no. 3-4. - P. 283-306.
Legramante J., Galante A. Sleep and hypertension: a challenge for the autonomic regulation of the cardiovascular system. // Circulation: journal. - 2005г. - Vol. 112, no. 6 (9 August). - P. 786-8. - PMID 16087808.
Morrissey M., Duntley S., Anch A., Nonneman R. Active sleep and its role in the prevention of apoptosis in the developing brain. // Med Hypotheses: journal. - 2004г. - Vol. 62, no. 6. - P. 876-9.

Содержание

Люди интересовались природой сна всегда, ведь человек отдает данному физиологическому состоянию треть своей жизни. Это циклическое явление. За 7-8 часов отдыха проходит 4-5 циклов, включающих себя две фазы сна: быструю и медленную, каждую из которых можно рассчитать. Сколько длится каждая стадия, и какую ценность она несет для человеческого организма, попробуем разобраться.

Что такое фазы сна

Уже много столетий исследователи занимаются изучением физиологии сна. В прошлом веке ученым удалось записать биоэлектрические колебания, возникающие в коре головного мозга во время засыпания. Они узнали, что это циклический процесс, имеющий разные фазы, сменяющие друг друга. Снимается электроэнцефалограмма с помощью специальных датчиков, закрепленных на голове у человека. Когда испытуемый спит, приборы сначала записывают медленные колебания, которые впоследствии становятся частыми, затем снова замедляются: происходит смена фаз сновидения: быстрой и медленной.

Быстрая фаза

Циклы сна следуют один за другим. Во время ночного отдыха быстрая фаза следует за медленной. В это время повышаются ритмы сердцебиения и температура тела, глазные яблоки двигаются резко и быстро, дыхание становится частым. Мозг работает очень активно, поэтому человек видит множество сновидений. Фаза быстрого сна активизирует работу всех внутренних органов, расслабляет мышцы. Если человека разбудить, то он сможет в деталях рассказать сновидение, ведь в этот период мозгом происходит переработка информации, полученной за день, возникает обмен между подсознанием и сознанием.

Медленная фаза

Колебания на электроэнцефалограмме медленного ритма делятся на 3 стадии:

Дремота. Замедляется дыхание и другие реакции, сознание уплывает, появляются разные образы, но человек еще реагирует на окружающую действительность. В этой стадии часто приходят решения задач, появляются озарения, идеи.
Неглубокий сон. Происходит отключение сознания. Сердечный ритм и температура тела снижаются. В этот период сновидящего легко разбудить.
Глубокий сон. На этой стадии человека разбудить сложно. В организме происходит активная выработка гормона роста, регулируется работа внутренних органов, происходит регенерация тканей. На этой стадии у человека могут возникать кошмары.

Последовательность фаз сна

У здорового взрослого человека стадии сновидения проходят всегда в одинаковой последовательности: 1 медленная фаза (дремота), затем 2,3 и 4, затем обратный порядок, 4, 3 и 2, а потом быстрый сон. Все вместе они образуют один цикл, повторяющийся 4-5 раз за одну ночь. Продолжительность двух этапов сновидения может меняться. В первом цикле фаза глубокого сна очень короткая, а на последней стадии ее вообще может не быть. На последовательность и длительность этапов может оказывать влияние эмоциональный фактор.

Глубокий сон

В отличие от сна быстрого, глубокая фаза имеет более длительную продолжительность. Ее еще называют ортодоксальной или медленноволновой. Ученые предполагают, что это состояние отвечает за восстановление энергозатрат и укрепление функций защиты организма. Исследования показали, что начало фазы медленных волн разделяет мозг на активные и пассивные участки.

При отсутствии сновидения отключаются области, отвечающие за сознательные действия, восприятие, мышление. Хотя во время глубокой фазы сердечный ритм и мозговая активность снижаются, замедляется катаболизм, однако память прокручивает уже изученные действия, о чем свидетельствуют внешние признаки:

подергивания конечностей;
особый порядок дыхания;
воспроизведение разных звуков.

Длительность

У каждого человека индивидуальная норма дельта-сна (глубокой фазы). Некоторым людям хватает 4 часа отдыха, а другим нужно 10, чтобы чувствовать себя нормально. У взрослого человека глубокая фаза занимает от 75 до 80% всего времени сна. С наступлением старости эта продолжительность уменьшается. Чем меньше дельта-сон, тем быстрее происходит старение организма. Чтобы повысить его длительность, необходимо:

составить более эффективный график бодрствования/отдыха;
перед ночным отдыхом за пару часов давать организму физическую нагрузку;
не пить кофе, алкоголя, энергетиков, не курить и не переедать незадолго до окончания бодрствования;
спать в проветренном помещении при отсутствии света и посторонних звуков.

Стадии

Структура сна в глубокой фазе неоднородна и состоит из четырех non-rem фаз:

В первый эпизод происходит запоминание и осмысление сложностей, которые были в течение дня. На стадии дремоты мозг ищет решение задач, возникших во время бодрствования.
Вторую фазу называют еще «сонные веретена». Движения мышц, дыхание и сердечный ритм замедляются. Активность мозга плавно затухает, но могут быть краткие моменты особой остроты слуха.
Дельта-сон, при котором происходит смена поверхностной стадии на очень глубокую. Длится всего 10-15 минут.
Сильный глубокий дельта-сон. Считается самым значимым, поскольку на протяжении всего периода мозг реконструирует способность работать. Четвертую фазу отличает то, что спящего человека разбудить очень сложно.

Быстрый сон

БГД (быстрое движение глаз) - фаза или от английского rem-сон отличается усиленной работой мозговых полушарий. Самое большое различие – стремительное вращение глазных яблок. Другие характеристики быстрой фазы:

непрерывное движение органов зрительной системы;
яркие сновидения броско разрисованы, наполнены движением;
самостоятельное пробуждение благоприятное, дает хорошее самочувствие, энергию;
температура тела растет из-за энергичного метаболизма и сильного прилива крови.

Длительность

После засыпания человек большую часть времени проводит в медленной фазе, а быстрый сон длится от 5 до 10 минут. Под утро соотношение стадий меняется. Периоды БГД становятся длиннее, а глубокого – короче, после чего человек просыпается. Быстрая стадия гораздо важнее, поэтому если прервать ее искусственным путем, то это неблагоприятно скажется на эмоциональном состоянии. Человека на протяжении дня будет преследовать сонливость.

Стадии

Быстрая фаза, которую еще называют парадоксальным сном, является пятой стадией сновидения. Хотя человек находится в полной неподвижности из-за полного отсутствия мышечной активности, состояние напоминает бодрствование. Глазные яблоки под сомкнутыми веками периодически совершают быстрые движения. Из 4 стадии медленного сна человек возвращается во вторую, после чего наступает БДГ-фаза, которая заканчивает цикл.

Ценность сна по часам – таблица

Сколько человеку нужно спать – точно сказать невозможно. Данный показатель зависит от индивидуальных особенностей, возраста, нарушения сна и режима дня. Младенцу для восстановления организма может понадобиться 10 часов, а школьнику – 7. Средняя продолжительность сна, по мнению специалистов, варьируется от 8 до 10 часов. Когда у человека правильно чередуется быстрый и медленный сон, то даже за короткий период восстанавливается каждая клеточка в организме. Оптимальным временем для отдыха является период до полуночи. Рассмотрим эффективность сна по часам в таблице:

Начало сна	Ценность отдыха

Лучшее время для пробуждения

Если обратиться к таблице ценности сновидения, то можно увидеть, что меньше пользы для отдыха приносит время с 4 до 6 утра. Этот период лучший для пробуждения. В это время солнышко встает, организм наполнен энергией, ум максимально чистый и ясный. Если постоянно просыпаться вместе с рассветом, то усталость и болезни будут не страшны, а успеть сделать за день можно намного больше, чем после позднего подъема.

В какую фазу лучше просыпаться

Физиология сна такова, что человеку важны все стадии отдыха. Желательно, чтобы за ночь прошло 4-5 полных цикла по 1,5-2 часа. Лучшее время для подъема у каждого человека свое. К примеру, совам лучше просыпаться с 8 до 10 утра, а жаворонки встают в 5-6 часов. Что касается стадии сновидения, то и здесь все неоднозначно. С позиции структуры и классификации фаз лучшее время для пробуждения – те пара-тройка минут, которые приходятся на окончание одного цикла и начало другого.

Как проснуться в фазу быстрого сна

Поскольку циклы повторяются, а продолжительность медленной фазы увеличивается до 70% ночного отдыха, для пробуждения желательно поймать конец БДГ-стадии. Рассчитать это время сложно, но чтобы облегчить себе жизнь, желательно найти мотивацию вставать утром пораньше. Для этого нужно научиться сразу после пробуждения не валяться в кровати без дела, а проводить дыхательную гимнастику. Она насытит мозг кислородом, активизирует обмен веществ, даст заряд положительной энергии на весь день.

Как рассчитать фазы сна

Самостоятельный расчет сложен. В интернете можно найти калькуляторы циркадных ритмов, но у этого способа тоже есть недостаток. Данное новшество основывается на средних показателях, не учитывает индивидуальные особенности организма. Самый надежный метод расчета – обратиться в специализированные центры и лаборатории, где медики, подключив приборы к голове, определят точные данные по сигналам и колебаниям головного мозга.

Самостоятельно рассчитать стадии сна человека можно примерно так. Продолжительность (средняя) медленной стадии – 120 минут, а быстрой – 20 минут. С момента, когда вы ложитесь спать, отсчитайте 3-4 таких периода и ставьте будильник так, чтобы время подъема попало на заданный промежуток времени. Если вы ложитесь в начале ночи, например, в 22:00, то смело планируйте проснуться в период с 04:40 до 05:00. Если для вас это слишком рано, то следующая стадия для правильного подъема будет находиться во временном промежутке с 07:00 до 07:20.

Видео

Внимание! Информация, представленная в статье, носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению, исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.

Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!

Ночной отдых нужен человеку ежедневно. В состоянии покоя постоянно чередуются быстрый сон и глубокий (медленный). За ночь проходит до пяти таких циклов. Учеными доказано, что для полноценного отдыха нужны обе эти фазы, и уже определено, в какой период лучше пробуждаться.

Состояние покоя подразделяется на этапы: медленный и быстрый. Каждый из них играет важную биологическую роль для организма. В норме первый занимает около трех четвертей всего времени, которое человек проводит в состоянии покоя. В момент его наступления отмечается полное перемещение в царство Морфея.

В период быстрого сна у человека физиологическое состояние изменяется, а мозговая активность существенно повышается. В этот момент происходит обмен данными между сознанием и подсознанием, информация начинает фильтроваться. За счет этого когнитивные способности улучшаются.

С каждым новым циклом продолжительность глубокого погружения становится меньше. Определено, что для полного восстановления организма нужно, чтобы до четырех утра чередование завершилось. В дальнейшем отдых продолжается, но полного засыпания уже не наблюдается.

Стадии быстрого и медленного сна

Выделяют следующие стадии медленного периода:

дремота;
сонные веретена;
дельта;
глубокий дельта-сон.

Функции организма претерпевают ряд изменений по мере погружения в состояние покоя. На этапах дремоты и сонных веретен замедляется дыхание и терморегуляция, человеку уже снятся сновидения. При полном погружении они не запоминаются, но пульс учащается, отмечается повышение кровяного давления. Возможно появление кошмаров, которые вспомнить после пробуждения не удается. Разбудить человека в этот момент оказывается весьма проблематично.

Фаза быстрого сонного периода подразделяется на следующие этапы:

эмоциональная;
неэмоциональная.

Они сменяются неоднократно, а эмоциональная оказывается порядком длиннее. В этот момент отмечаются движения тела и глаз. Мозг работает так же, как при бодрствовании. Разбудить человека на этом этапе просто. После пробуждения он отчетливо помнит, что ему грезилось в сновидениях.

Смена этапов происходит через промежуточное состояние, схожее с дремотой, а не мгновенно. Оно занимает около пяти процентов времени, которое человек проводит в состоянии покоя.

Распознать стадии можно по мышечной активности. Отмечено, что она постепенно снижается и практически не наблюдается при полном погружении.

Наблюдаются также изменения частоты дыхания, температуры тела и кровяного давления.

Чем они отличаются

Быстрый и медленный периоды сна имеют целый ряд отличий. Среди них выделяют следующие:

Особенности пробуждения

Существуют определенные особенности пробуждения на различных этапах ночного отдыха. Обусловлено это тем, что каждый из них отличается степенью активности мозга. Отмечено, что у спящих после пробуждения будут различные ощущения, в зависимости от того, когда они проснулись.

Неподходящей для подъема считается глубокая стадия медленного сна. В этот период нейрохимические процессы еще не успевают полностью завершиться. За счет чего организм не успевает восстановиться и подготовиться к следующему дню. Как результат – чувство подавленности и раздражительность.

В период быстрого сна проснуться намного легче. Появляется чувство бодрости и наполненности силами. Тем не менее рекомендуется вставать с постели после завершения этой стадии, но до того момента, когда уже наступила дремота. Как правило, такое происходит в тех случаях, когда человек просыпается без будильника, а прислушивается к своим ощущениям.

Ночной отдых проходит поэтапно. Каждый из этапов важен для организма. Только в том случае, если циклы завершены полностью, утро будет легким, а чувство усталости и сонливости в течение дня не появится. Сбой в этом налаженном механизме приводит к тому, что организм должным образом не восстанавливается и самочувствие ухудшается.