Характерні риси повільної фази сну людини. Дослідження фаз сну та їх вплив на повноцінний відпочинок Що відбувається в період швидкого сну

Здрастуйте, шановні читачі блогу! Не знаю, як Вам, але мені завжди була цікава тема сну. Дуже вже багато я всяких теорій і здогадів про нього чув: і про повільний сон, І про швидкий, і про всілякі його фази. Ось тільки ніколи сам цього не перевіряв. Чув та й усе тут. А копнути глибше все розуму не вистачало руки не доходили 🙂 (хоча, статтю про здоровий сон я вже писав раніше – значить трохи копав).

Так ось сьогодні я вирішив виправитися і заповнити цю прогалину у знаннях. Ну і, як завжди, всієї цікавою інформацією, що я знаходжу в інтернеті, відкрито ділюся з Вами.

Класифікація стадій

Отже, перше, на що я натрапив - сама найпростіша класифікація, відома нам ще зі школи Відповідно до її стадії сну поділяються на:

• швидкі;
• та повільні.

До того ж кожна стадія має свої «підстадії». Так, швидкийсон ділиться на:

• емоційний;
• неемоційний.

А повільнийна:

• дрімоту;
• сонні веретени;
• дельта сон;
• глибокий дельта сон.

Заглиблюватися в кожен з цих пунктів я не бачу сенсу – цікавого там мало (в основному різниця в активності мозкових хвиль і таке інше). Краще погляньте на цю табличку відмінностей між стадіями, яку я склав для Вас:

Ну а зараз давайте визначимо, що ж відбувається з нами при засинанні і як усі ці стадії чергуються між собою. Ось це вже трохи цікавіше, чи не так?

Послідовність стадій

1) Після того, як ми лягли в ліжко і почали засинати, активізується перша фаза сну(або ж стадія дрімоти).

Триває вона приблизно 5-10 хвилин, не більше. Як правило, за цей короткий проміжок часу наш мозок не встигає «заспокоїтися» і, як і раніше, досить активний: він вирішує останні завдання, проблеми – загалом, працює за інерцією 🙂

2) Потім слід друга фаза повільного сну.

Тут спостерігається зниження м'язової активності, уповільнення дихання та серцевого ритму. Очі при цьому залишаються нерухомими. На цій стадії є ціла низка коротких моментів, в які людину найлегше розбудити. Триває ця стадія сну близько 20 хвилин.

3) Третя та четверта фази снудуже схожі між собою і тривають близько 30-45 хвилин (різниця полягає лише в кількості дельта-коливань – тому вони і називаються «дельта» та «глибокий дельта» сни).

4) Після цього людина повертається знову у 2-у стадію повільного сну(описана вище), і вже після неї переходить у першу частину швидкого* (дуже коротку – лише близько п'яти хвилин).

*Зверніть увагу, що швидкий сон настає лише після проходження всіх 4-х (а точніше п'яти: 4 вперед, і одну назад:)) - фаз повільного.

Вся ця послідовність з чотирьох пунктів, описаних вище, і називається циклом. Час першого такого циклу – близько 90-100 хвилин.

Що ж ми робимо решту 5-6 годин?

Все просто: решта часу ці фази повторюються за однієї лише умови: частка швидкого снузбільшується за рахунок зниження частки повільного (під ранок стадія швидкого сну може тривати цілу годину – так написано у Вікіпедії). При повноцінному здоровому відпочинкуспостерігається близько п'яти таких циклів.

Ух, ну от, начебто зрозуміло все виклав 🙂 Тепер, коли ми знаємо, що і за чим йде, давайте спробуємо відповісти на запитання: « коли ж найкраще прокидатися? ».

То коли ж найкраще прокидатися?

Отже, я знайшов кілька способів визначення кращого часу підйому.

1) Ось цей ресурс. На основі відомих лише ним алгоритмів калькулятор розраховує оптимальний час для пробудження. Все, що потрібно – це вбити час засипання та натиснути «розрахувати».

Ось, наприклад, якщо я засну о 23:00 (як і буває), прокидатися мені найкраще о 6:00. Хто знає, може це і правда (бо прокинувся я сьогодні о 6:25 і пробудження було не з найлегших – благо, врятував контрастний душ) 🙂 Завтра спробую піднятися о 6:00.

2) Ще можна скористатися ось цією таблицею. Не знаю, хто її автор, але все викладено дуже зрозуміло і зрозуміло – велике спасибі йому за це.

Зеленим кольором тут виділено фази швидкого сну, червоним – повільного. І якщо вірити цій схемі, то прокидатися найкраще наприкінці першої фази — до того ж саме швидкого сну. Цей час навіть помічений будильником.

Якщо вірити тимчасовій шкалі (вісь ікс), то найкраще прокидатися через сім годин після засинання. В принципі, все збігається: якщо поглянути на скріншот вище (пункт 1), то мені, засинаючи о 23:00, найкраще вставати о 6:00 – тут картина та сама. Ну все, завтра встаю рівно о 6:00! Якщо не забуду - напишу Вам про свої успіхи 🙂

А ви знали?

Ну ось, стадії сну ми розібрали, кращий часдля пробудження визначили. Чим же тепер займемося? О, маю ідею! А давайте дізнаємось, як сплять тварини!

А Ви знали, що:

• кішки сплять по 16 годин на добу;
• жирафи, перш ніж заснути стають навколішки і загинають голову навколо ніг;
• дельфіни і китоподібні мають здатність одностороннього сну (це коли одна півкуля мозку спить, а друга не спить). У морських жителів це пояснюється необхідністю спливати, щоб набрати повітря під час сну.
• птахи можуть спати не тільки стоячи, а й навіть на льоту! (у мігруючих птахів виробився цікавий механізм: кожні 15 хвилин одна особина залітає в центр зграї і засинає, лише злегка працюючи при цьому крилами. Парить у повітрі вона в основному за рахунок повітряного потоку зграї. Після своєрідного відпочинку вона повертається, поступаючись місцем іншим) .

Погодьтеся, що в нашому випадку все не так і погано – коли є м'яка постіль, ковдра та подушка під головою 🙂

Підсумуємо

Ну от, начебто все розповів про що хотів. Сподіваюся, стаття вийшла не дуже заплутаною, хоча фази сну річ досить складна.

На цьому все. Успіхів Вам, шановні читачі та всіх благ. Слідкуйте за своїм здоров'ям, як фізичним, так і психічним, і не забувайте відвідувати сторінки мого блогу.

Я, чесно кажучи, досі не розумію наміру автора цього відео. Ну навіщо, навіщо будити сплячу синицю, та ще й у такий спосіб? 🙂

Багато хто чув про те, що сон складається з послідовно змінюють один одного фаз та стадій. Деякі знають, що в одні фази прокинутися легше, в інші – важче, тому в ідеалі пробудження варто підлаштовувати певні етапи сну. Хтось скаже, що сни сняться тільки в якусь одну фазу (невеликий спойлер – це не так, див. нижче). У цій статті ми пропонуємо заглибитись у ці та інші питання, пов'язані з різними періодамисну, і розглянути, які фази виділяються, яка їх характеристикаі тривалість, скільки фаз потрібно, для того щоб виспатися, і як самостійно розрахувати сон за фазами. Крім того, в останній частині тексту ми розглянемо, як з погляду фаз та стадій оцінюються деякі так звані раціональні схеми сну.

Фази сну людини: передмова

Сни здаються такою повсякденною річчю, проте це – одна з тих областей, яка ще таїть безліч загадок. Зокрема, поки що вчені не спостерігають єдності думок навіть щодо того, чи бачимо ми А ось стадії та фази сну людини можна вважати цілком вивченими, у тому числі тому, що їх простіше досліджувати за допомогою різних приладів. Основні джерела кольорові сни або чорно-білі. даних для вчених – активність мозку в цілому та його часток зокрема (показується на електроенцефалограмі – ЕЕГ), рухи очних яблукта м'язів потилиці. Ці та ряд інших показників дозволяють скласти більш менш ясну картину циклів фаз сну.

В цілому ми пропонуємо не заглиблюватися в терміни і методики сомнології (науки про сон), а розглянути фази сну більш практично: зрозуміти, скільки фаз виділяється, розібрати їх головні риси і те, що відрізняє фази друг від друга. Ці знання допоможуть відповісти на питання, в яку фазу легше прокинутися, скільки має тривати здоровий сон тощо. Але спочатку зробимо кілька ремарок:

• фази та стадії розглядаються на прикладах дорослих(з віком співвідношення та тривалість фаз змінюється);
• для простоти та однаковості періоди сну будуть показані на прикладах тих, хто лягає спати ввечеріабо на початку ночі, а не під ранок і не працює ночами;
• ми розглядаємо тільки фізіологічний сон - Медикаментозний, гіпнотичний і т.д. у цьому матеріалі рахунок не беруться;
• ми сфокусуємось на тих, хто має щастя спати достатня для свого організму кількість годині не змушений, наприклад, бігти до першої пари після нічного курсового написання.

Отже, яким має бути нормальний сон у середньостатистичної здорової людини за подібних умов?

Загалом фахівці ділять сон на дві фази:

• Повільний сон, він же ортодоксальний, або NREM-сон. Назва NREM походить від англійської Not Rapid Eye Movement і відбиває той факт, що для даної фази не характерні швидкі рухи очей.
• Швидкий сон, він же парадоксальний, або REM-сон(тобто швидкі рухи очей присутні). Назва «парадоксальний» пов'язана з тим, що під час цієї фази сну поєднуються повне розслаблення м'язів та висока активність мозку. Виходить, що в цей період мозок працює майже так само, як при неспанні, але при цьому не обробляє інформацію, що отримується від органів чуття, і не віддає тілу наказів, як реагувати на цю інформацію.

Цикл "повільний + швидкий сон" триває приблизно 1,5-2 години(Докладніше трохи нижче), і в ході ночі дані фази послідовно змінюють один одного. В середньому 3/4 циклуприпадає на повільний сон і, відповідно, близько чверті- На швидкий.

При цьому у повільного сну виділяється низка стадій:

1. дрімота- Перехід від неспання до сну;
2. легкий сон;
3. помірно глибокий сон;
4. глибокий сон- Саме на цій стадії сон найміцніший.

Стадії 3 та 4 носять загальну назву – дельта-сонщо пов'язано з наявністю на ЕЕГ специфічних дельта-хвиль.

Схема нічного циклу за фазами та стадіями сну

З погляду циклів сну наша ніч проходить так:

• Спочатку настає стадія 1повільного сну, тобто ми переходимо від неспання до сну через дрімоту.
• Далі ми послідовно проходимо стадії 2, 3 та 4. Потім рухаємось у зворотному порядку– від дельта-сну до легені (4 – 3 – 2).
• Після стадії 2 настає фаза швидкого сну. Через те, що вона активізується останньою в циклі - після того, як пройшли всі інші етапи, - іноді її називають 5 фазою або 5 стадією, що, строго кажучи, не зовсім точно, тому що швидкий сон - зовсім інший порівняно з повільним .
• Потім ми знову повертаємось у стадію 2, І далі знову занурюємося в дельта-сон, потім легкий, потім швидкий, потім знову легкий ... І так зміна фаз і стадій йде по колу. Інший варіант – після швидкого сну настає пробудження.

Тривалість фаз та стадій сну

Як ми вже говорили вище, на весь сонний цикл (повільний і швидкий сон) в середньому йде приблизно від 1,5 до 2 годин. У цьому тривалість фаз і стадій та його співвідношення у межах циклу змінюється з плином ночі. Розглянемо, як у середньому розподіляються фази і скільки триває кожна їх.

Таким чином, у першому циклі повноцінний глибокий сон (стадія 4) настає приблизно через 40-50 хвилин після сну, а швидкий - через 1,5 години. Виходячи з середньої потреби уві сні, отримуємо, що в нормальному станілюдині за ніч потрібно проспати 3-6 циклів – залежно від їхньої тривалості та від її потреби уві сні. У свою чергу, ця потреба дуже відрізняється: деяким потрібно 4 години, для деяких норма може перевищувати 10 годин.

В яку фазу краще прокидатися і як це розрахувати

Як відомо, прокидатися найлегше на фазі швидкого сну, на другому місці - стадія легені. Знаючи послідовність різних періодів, Ви зможете підгадати оптимальний час пробудження. З іншого боку, треба враховувати, що тривалість фаз неоднакова у різних людейКрім того, потреба в тому чи іншому «виді» сну коливається в залежності від стану. Наприклад, якщо ви втомилися, вболіваєте або відновлюєтеся після хвороби, повільний сон здатний зайняти більше часу.

Звичайно, щоб полегшити собі пробудження, можна купити різні гаджети, які зчитують характерні особливостіфаз (детальніше трохи нижче) і будять
вас саме в певний час. Але дізнатися, як прокинутися у фазу швидкого сну, можна і самостійно. насамперед треба поекспериментувати. Наприклад, прийміть за фазу сну 2 години, розрахуйте, скільки треба лягти/прокинутися, щоб витримати цілу кількість циклів. Наприклад, якщо вам треба стати в 8 ранку, кратне число фаз буде о 6 ранку, 4 ранку, 2 ночі, опівночі і т.д. При розрахунку часу враховуйте і те, що ще трохи часу вам потрібно буде заснути. Як ми говорили, на стадію 1 зазвичай йде 5-15 хвилин. Тобто, щоб стати о 8-й, лягти треба о 1:45 або 23:45.

Спробуйте якийсь час дотримуватись такого графіка та подивіться, чи виходить у вас прокидатися у фазу швидкого сну. Якщо ні, «пограйте» з кордонами – зробіть розрахунок, виходячи з 1 години 50 хвилин або 1 години 40 хвилин. Таким чином ви зможете знайти саме вашу тривалість нічного циклу та надалі відштовхуватися від неї. Проводити експерименти найкраще, коли ви перебуваєте у нормальному фізичному та емоційному стані і більш менш нормально висипалися напередодні експериментів.

Також натякаємо, що під «лягти спати» ми маємо на увазі саме лягти спати, а не «лягти в ліжко зі смартфоном обіймати і ще годину переписуватися в месенджерах». Зауважимо і те, що розрахунок фаз сну не додасть вам бадьорості, якщо ви вже тиждень спите лише по одному циклу за ніч. Підстроювання під фази – інструмент для легшого пробудження, але від необхідності повноцінно спати він вас не звільнить.

Фази сну та сновидіння

Що відбувається з нами у різні фази сну

Одна з головних відмінностей фаз одна від одної – різна активність мозку, яку візуально можна простежити у хвилях на ЕЕГ, проте фізіологія фаз сну характеризується не лише цим. Інша відмінність швидкого і повільного відображена в англійських назвах REM та NREM – наявність та відсутність швидких рухів очей. Загалом визначення фази сну на око, без урахування приладів і вимірювання різних показників, досить проблематичне. Можна тільки сказати, що якщо людина рухає очима, кінцівками тощо, швидше за все, йдеться про швидкий сон. А що можна зареєструвати на різних приладах? Наведемо кілька цікавих фактів.

Риси повільного сну

Щоб поринути у першу стадію повільного сну (дремоту), мозок виробляє спеціальні речовини, які блокують його активність, викликають млявість, і навіть впливають інші системи організму, зокрема уповільнюють метаболізм. У стадіях 2-4, особливо при дельта-сні, обмін речовин також уповільнюється.

Говорити, що під час повільного сну в принципі немає руху очей, не зовсім правильно - вони є в стадіях 1 (дрімота) і
2 (легкий сон), але специфічно повільні; в англійській термінології вони і називаються – slow rolling eye movement (SREM). У свою чергу, під час дельта-сну немає навіть таких рухів, натомість саме у цій фазі люди ходять або говорять уві сні, а також роблять інші неконтрольовані дії, якщо їм це властиво.

Риси швидкого сну

Одна з головних особливостей швидкого сну – найяскравіші сновидіння. Під словами «найяскравіші» ми маємо на увазі те, що практично всі сни, які ми пам'ятаємо після пробудження, – саме з цієї фази. Вважається, що швидкий сон у свою чергу відповідає за обробку отриманої за день інформації, внутрішню роботу над емоціями тощо. Але поки що вчені точно не можуть точно сказати, як що відбувається під час швидкого сну і які механізми при цьому задіяні.

Як ми вже зазначали, візуально швидкий сонможна дізнатися по рухах очних яблук, по подиху, що іноді збивається, рухам рук і т.д. Також для цієї фази характерні зміни температури тіла та ритм серця: вони можуть підвищуватися або знижуватися в рамках одного й того самого етапу.

Цікаво, що мозкова активністьпід час швидкого сну наскільки висока, що вчені протягом тривалого часу не могли помітити різницю на ЕЕГ між цією фазою сну та неспанням. Щоправда, на сьогоднішній день кілька важливих відмінностей все ж таки було знайдено.

Цікаві особливості, пов'язані з фазами сну

Для будь-якої фази характерно спотворене уявлення про час. Напевно, всім знайомі ситуації, коли на хвилину закриєш очі – і 5 годин як не бувало. Вірне й протилежне: здавалося, вже вся ніч минула і багато снів наснилося, а насправді минуло лише 20 хвилин.

Дехто вважає, що під час сну людина повністю відключається від реальностіОднак насправді це не так. Багато сигналів мозком дійсно належним чином не обробляються, особливо під час
дельта-сну, але під час швидкого та легені головнимджерелом інформації стають звуки. Наприклад, нас не завжди будить шум, але людина може прокинутися від того, що хтось навіть тихо покличе його на ім'я. Також під час швидкого сну звуки можуть вбудовуватись у сновидіння та ставати його частиною. Це говорить про те, що мозок обробляє звукипід час сну і вирішує, яким приділити увагу та як саме це зробити.

У дітей частка швидкого сну більша, ніж у дорослих, а у людей похилого віку вона ще менша. Тобто чим старші ми стаємо, тим коротша парадоксальна фазасну та довша ортодоксальна. Цікаво, що швидкий сон відзначається навіть у дітей, які перебувають в утробі матері. Вчені кажуть, що на ранніх етапах життя (у тому числі до народження) швидкий сон дуже важливий для формування центральної нервової системи.

Дослідження показують, що мозок може не занурюватисяцілком в одну й ту саму фазу, що особливо притаманно дельта-сну. Хоча більша частина мозку, як правило, знаходиться на тому самому етапі.

Значення фаз сну для організму: невелика застереження

Сказати, який сон кращий чи корисніший – швидкий чи повільний – неможливо. Вони обидві фази потрібні для повноцінного відпочинку та відновленняорганізму як у фізіологічному, і психічному рівні. У зв'язку з цим викликають питання схеми сну, де відсутній повноцінний цикл. Напевно, багато хто чув про схеми, що передбачають, що людина спить не 1 раз на добу 6-8 годин, а кілька разів протягом дня.
Деякі подібні схеми виглядають цілком невинними, проте користь інших викликає серйозні сумніви.

Зокрема, в інтернеті зустрічається інформація про нібито дуже ефективний розклад, коли спати треба 6 разів по 20 хвилин або 4 рази по 30 хвилин. Виходячи з типового циклу сну, ці часові проміжки дуже короткі, і за 20-30 хвилин людина не встигне перейти далі 2-3 стадії, тобто про глибокий і швидкий сон не йдеться в принципі. Тим часом найважливіші для нашого організму процеси відбуваються на цих етапах. Можливо, у людей, які описані як такі схеми, що успішно застосовували, цикли сну дуже стиснуті, але великий шанс, що дійсність просто прикрашена для вражаючої історії.

Звичайно, якийсь час організм середньостатистичного людини профункціонує і на 20 хвилин 6 разів на добу. Йому може навіть здаватися, що він став більш ефективно витрачати час, проте користь цих схем для організму даному випадкувикликає запитання. Системний недолік сну б'є як психічному, так і фізичного стануі призводить до різних неприємних наслідків. Не заперечуючи користь та ефективність інших раціональних схем сну, закликаємо вас консультуватися з лікарем та дуже насторожено ставитися до варіантів, які не включають хоча б кілька повноцінних циклів на добу.

Швидкий сон (REM-сон) є унікальною фазою сну ссавців, що характеризується випадковим рухом очей, низьким м'язовим тонусом по всьому тілу і здатністю сплячого бачити сни. Ця фаза також відома як парадоксальний сон (PS) і в деяких випадках як десинхронізований сон через фізіологічну схожість зі станом неспання, що включає швидкі, низьковольтні та десинхронізовані мозкові хвилі. Електрична та хімічна активність, що регулює цю фазу, походить зі стовбура головного мозку і характеризується більш помітним надлишком нейротрансмітера ацетилхоліну у поєднанні з практично повною відсутністю моноамінових нейротрансмітерів гістаміну, серотоніну та норепінефрину. Швидкий сон фізіологічно відрізняється від інших фаз сну, які загалом звуться глибокий сон (NREMS, синхронізований сон). Швидкий та глибокий сон чергуються протягом одного циклу сну, що триває близько 90 хвилин у дорослих людей. Оскільки цикли сну відновлюються, вони змінюються у бік вищої частки швидкого сну. Перехід до швидкого сну пов'язаний з помітними фізичними змінами, починаючи з електричних імпульсівзваних понто-генікуло-окципітальними хвилями, що походять зі стовбура головного мозку У організмів у фазі швидкого сну зупиняється центральний гомеостаз, допускаючи великі коливання у диханні, терморегуляції та циркуляції, які не спостерігаються у всіх інших фазах сну чи пробудження. Тіло різко втрачає м'язовий тонус, вступаючи в стан, відомий як атонія швидкого сну. Швидкі рухи очей та їх зв'язок зі сновидіннями були встановлені Натаніелем Клейтманом та його студентом Євгеном Азерінським у 1953 р. та пізніше описані дослідниками, включаючи Вільяма Демента та Мішеля Жуве. Багато експериментів включало пробудження суб'єктів, коли вони починали впадати у фазу швидкого сну, таким чином, відчуваючи стан, відомий як депривація швидкого сну. Суб'єктам дозволялося спати у звичайному порядку, допускаючи незначне відновлення швидкого сну. Техніки нейрохірургії, ін'єкції хімічних речовин, електроенцефалографія, позитронно-емісійна томографія та, зрозуміло, звіти сплячих після пробудження використовувалися для вивчення цієї фази сну.

Фізіологія

Електрична активність головного мозку

Швидкий сон називається «парадоксальним» у зв'язку з його подібністю до пробудження. Хоча тіло паралізоване, головний мозок діє до певної міри як у стані неспання. Електроенцефалографія під час швидкого сну зазвичай показує швидкі, десинхронізовані, низькоамплітудні «мозкові хвилі» (нейронні коливання), які відрізняються від повільних δ (дельта) хвиль глибокого сну, але мають схожість з патернами, що спостерігаються під час неспання. Важливою складовою цих хвиль є θ (фета) ритм у гіпокампі. Кора демонструє 40-60 Гц гамма-хвилі, як при пробудженні. Кортикальні та таламічні нейрони в мозку при неспанні або у фазі парадоксального снубільш деполяризовані, тобто. можуть «збуджуватися» швидше, ніж у мозку у фазі глибокого сну. Праве та ліва півкулімозку більш узгоджені у стадії швидкого сну, особливо під час усвідомлених сновидінь. Швидкий сон перемежується PGO (понто-генікуло-окципітальними) хвилями, імпульсами електричної активності, що походять зі стовбура головного мозку. Ці хвилі спостерігаються у кластерах приблизно кожні 6 секунд протягом 1–2 хвилин під час переходу від глибокого сну до парадоксального. Вони демонструють максимальну амплітуду після зміщення зорову коруі викликають «швидкі рухи очей» у парадоксальній фазі сну. Енергія головного мозку, що використовується у фазі швидкого сну, як визначено обміном кисню та глюкози, дорівнює або перевищує кількість енергії, що використовується під час пробудження. Швидкість у глибокому сні на 11–40% нижча.

Хімічні речовини головного мозку

Порівняно з повільнохвильовим сном, і неспання, і фаза парадоксального сну включають підвищене використання нейротрансмітера ацетилхоліну, який може викликати швидші мозкові хвилі. Моноамінові нейротрансмітери норепінефрін, серотонін та гістамін повністю недоступні. Ін'єкції інгібіторів ацетилхолінестерази, які ефективно підвищують доступність ацетилхоліну, викликають парадоксальний сон у людей та інших тварин навіть у фазі повільнохвильового сну. Карбахол, який наслідує дію ацетилхоліну на нейрони, має аналогічний вплив. У людей, що прокидаються, ті ж ін'єкції викликають парадоксальний сон, тільки якщо моноамінові нейротрансмітери вже витрачені. Два інші нейротрансмітери, орексин і гамма-амінобутанова кислота (GABA), сприяють неспанню, послаблюють глибокий сон та інгібують парадоксальний сон. На відміну від різких переходів електричних патернів, хімічні зміни головному мозку демонструють безперервні періодичні коливання.

Роль стовбура головного мозку

Нейронна активність під час швидкого сну спостерігається у стовбурі головного мозку, особливо в понтинній покришці та блакитній плямі. Згідно з гіпотезою активації-синтезу, запропонованої Робертом МакКарлі та Алланом Гобсоном у 1975–1977 рр., контроль протягом фази швидкого сну включає шляхи «REM-включаючих» і «REM-вимикаючих» нейронів у стовбурі головного мозку. REM-включають нейрони переважно холінергічні (тобто включає ацетилхолін); REM-вимикаючі нейрони активують серотонін і норадреналін, які, крім інших функцій, пригнічують REM-включаючі нейрони. МакКарлі і Гобсон свідчать, що REM-включають нейрони фактично стимулюють REM-вимикаючі нейрони, таким чином, забезпечуючи механізм циклічного повторення швидкого і глибокого сну. Вони використовували рівняння Лотка-Вольтерра для опису цієї циклічної зворотної залежності. Каюза Сакаї і Мішель Жуве висунули аналогічну модель в 1981 р. У той час як ацетилхолін проявляється в корі рівною мірою під час неспання і фази швидкого сну, він спостерігається більш високих концентраціяху стовбурі головного мозку під час фази швидкого сну. Виведення орексину та GABA можуть призвести до відсутності інших збудливих нейротрансмітерів. Дослідження у 1990-х, що використовувало позитронно-емісійну томографію, підтвердило роль стовбура головного мозку. Воно також свідчить, що, в межах переднього мозку, лімбічна та паралімбічна системи, зазвичай пов'язані з емоціями, більшою мірою демонструють активацію, ніж інші області. Області мозку, активовані під час швидкого сну, практично протилежні тим, що активуються під час глибокого сну.

Рухи очей

Більшість рухів очей при "швидкому" сні фактично менш швидка, ніж зазвичай спостерігається у людей, що не сплять. Вони також коротші за тривалістю і ймовірніше повертаються до вихідної точки. Близько семи таких повернень спостерігається протягом хвилини швидкого сну. У той час як у повільнохвильовому сні очі можуть розходитися, очі у сплячого у фазі парадоксальної фази сну рухаються спільно. Ці рухи очей йдуть за понто-генікуло-окципітальними хвилями, що походять зі стовбура головного мозку. Рухи очей самі собою можуть мати відношення до зорового почуття, яке відчувається уві сні, але безпосередній зв'язок має бути точно встановлений. Спостерігалося, що у сліпих від народження людей, які зазвичай не мають зорових образів у сновидіннях, під час швидкого сну очі все ж таки рухаються.

Циркуляція, дихання та терморегуляція

Загалом, організм припиняє гомеостаз під час фази парадоксального сну. Частота серцевих скорочень, серцевий тиск, хвилинний серцевий викид, артеріальний тиск та частота дихання швидко стають нерегулярними, коли організм входить у фазу швидкого сну. Загалом дихальні рефлекси, такі як реакція на гіпоксію, ослаблені. Загалом, головний мозок меншою мірою контролює дихання; електричне стимулювання пов'язаних з диханням регіонів мозку не впливає на легені, як під час глибокого сну або під час неспання. Коливання частоти серцевих скорочень та артеріального тиску прагнуть збігатися з PGO-хвилями та швидкими рухами очей, посмикуваннями чи раптовими змінами дихання. Ерекція пеніса (нічна ерекція або NPT) зазвичай супроводжує фазу швидкого сну у щурів та людей. Якщо чоловік страждає на еректильну дисфункцію (ED) під час неспання, але демонструє епізоди нічної ерекції під час фази швидкого сну, це свідчить, що еректильна дисфункція має швидше психологічну причину, ніж фізіологічну. У жінок ерекція клітора (нічна кліторальна ерекція або NCT) викликає супутнє збільшення вагінального кровотоку та транссудації (тобто виділення мастила). Протягом нормальних ночей сну пеніс та клітор можуть перебувати у стані ерекції від однієї години до трьох годин та половини тривалості фази швидкого сну. Температура тіла недостатньо регулюється під час швидкого сну і таким чином організми стають більш чутливими до температур за межами їхньої термонейтральної зони. Кішки та інші дрібні покриті хутром ссавці вібрують і дихають швидше регулювання температури під час глибокого сну, але з швидкого сну. За рахунок втрати м'язового тонусу тварини втрачають здатність регулювати температуру за рахунок руху тіла. (Тим не менш, навіть кішки з понтинними пошкодженнями, що перешкоджають м'язовій атонії під час швидкого сну, не регулюють температуру за допомогою вібрування.) тому що роблять це під час глибокого сну та неспання. Отже, гарячі або холодні температури навколишнього середовища можуть знижувати частку швидкого сну та загальну кількість сну. Іншими словами, якщо організм знаходиться в кінці фази глибокого сну, і показники температури виходять за межі певного діапазону, він не вступить у фазу швидкого сну, щоб уникнути дерегуляції, дозволяючи температурі повільно змінюватися щодо бажаного значення. Цей механізм може бути «обдурений» штучним нагріванням головного мозку.

М'язи

Атонія швидкого сну, практично повний параліч тіла, досягається у вигляді інгібування рухових нейронів. Коли організм вступає у фазу швидкого сну, рухові нейрони по всьому організму піддаються гіперполяризації: їхній негативний трансмембранний потенціал знижується на додаткові 2–10 мілівольти, таким чином, зростає межа, яка має перевищувати стимул для їх активації. М'язове інгібування може бути результатом недоступності моноамінових нейропередавачів, надлишку ацетилхоліну в стовбурі головного мозку і, можливо, механізмів, що використовуються для інгібування м'язів при неспанні. Довгастий мозок, розташований між варолієвим мостом і остистим відростком, має здатність м'язового інгібування, що поширюється на багато організмів. Можуть спостерігатися деякі локалізовані м'язові скороченнята рефлекси. Відсутність атонії швидкого сну викликає порушення поведінки під час швидкого сну, які страждають від якого здійснюють фізичні дії під час сновидінь. (Альтернативне пояснення полягає в тому, що сплячий «діє уві сні»: м'язовий імпульс передує думці. Дане пояснення також може поширюватися на звичайних сплячих, у яких сигнали до м'язів пригнічені.) (Слід зазначити, що звичайний лунатизм спостерігається під час повільнохвильового .) Нарколепсія, на відміну цього, включає надмірну і небажану атонію швидкого сна-тобто. катаплексію та надмірну денну сонливість під час неспання, гіпнагогічні галюцинаціїперед вступом у фазу повільнохвильового сну або сонний параліч під час неспання. Інші психіатричні розладивключають депресію, пов'язану з непропорційною фазою швидкого сну. Пацієнти з потенційними порушеннями сну зазвичай діагностуються за допомогою полісомнограми. Ушкодження варолієвого мосту, що запобігають атонії швидкого сну, викликають «порушення поведінки під час швидкого сну» у тварин.

Психологія

Сновидіння

Фаза швидкого сну з її відкриття тісно пов'язувалася зі сновидіннями. Пробудження сплячих під час фази швидкого сну є поширеним експериментальним методом отримання звітів про снах; 80% нейротипових людей повідомляють про певний тип сновидінь у цих умовах. Сплячі, збуджені під час фази швидкого сну, прагнуть дати більш довгі оповідальні описи сновидінь, які вони пережили, і оцінити сновидіння за тривалістю як триваліші. Про усвідомлених сновидінняхповідомляється найчастіше у фазі швидкого сну. (Фактично вони повинні братися до уваги як гібридний стан, що поєднує суттєві елементи швидкого сну та усвідомленість неспання.) Мислячі процеси, які відбуваються під час швидкого сну, найчастіше мають відмітні ознаки сновидінь, включаючи оповідальну структуру, усвідомленість (експериментальна схожість із життям наяву) та поєднання інстинктивних мотивів. Гобсон і МакКарлі припустили, що PGO-хвилі, характерні для "фазичного" швидкого сну, можуть забезпечувати зорову кору та передній мозок електричним збудженням, яке посилює галюцинаторні аспекти сновидіння. Проте, люди, розбуджені під час сну, не повідомляють про значно химерніші сновидіння під час фазічного швидкого сну порівняно з тонічним швидким сном. Інший можливий зв'язок між двома феноменами може полягати в тому, що більша межа припинення чутливості під час фази швидкого сну дозволяє мозку надалі пересуватися вздовж нереалістичних та специфічних ланцюжків думок. Деякі сновидіння можуть бути під час фази глибокого сну. “Сплячі” можуть спостерігати сновидіння під час стадії 2 глибокого сну, тоді як “міцно сплячі”, після пробудження на цій стадії, швидше за все, повідомлять про “мислення”, а не “сновидіння”. Певні наукові зусилля визначити унікальну аномальну природу сновидінь, зроблені під час сну, були змушені зробити висновок, що мислення наяву може бути не менш химерним, особливо в умовах зниження чутливості. Через сновидінь під час глибокого сну, деякі дослідники сну категорично відкидають важливість зв'язку сновидінь із фазою швидкого сну. Перспектива те, що добре відомі неврологічні аспекти швидкого сну власними силами є причиною сновидінь, свідчить необхідність переоцінки нейробіології сновидіння сутнісно. Деякі дослідники парадоксального сну старої гвардії (Демент, Гобсон, Жуве), тим не менш, опираються ідеї про відсутність зв'язку сновидінь із фазою швидкого сну.

Творчі здібності

Після пробудження з фази швидкого сну свідомість “гіперасоціативно”-сприйнятливіше до семантичного інструктування. Люди, які прокидаються із фази швидкого сну, краще виконують такі завдання, як анаграми та вирішення творчих проблем. Сон сприяє процесу, за допомогою якого творчі здібностіперетворюють асоціативні елементи на нові комбінації, які є практичними і відповідають певним вимогам. Це відбувається скоріше у фазі швидкого сну, ніж у фазі глибокого. Навряд чи це пов'язано з процесами пам'яті, але приписується змінам під час фази швидкого сну в холінергічному та норадренергічному нейромодулюванні. Високі рівні ацетилхоліну в гіпокампі пригнічують Зворотній зв'язокгіпокампа з неокортексом, у той час як більше низькі рівніацетилхоліну та норепінефрину в неокортексі стимулюють неконтрольоване посилення асоціативної активності у неокортикальних регіонах. Це протилежно усвідомленості неспання, де високі рівні норепінефрину та ацетилхоліну інгібують повторювані сполуки в неокортексі. Фаза швидкого сну за допомогою цього процесу посилює творчі здібності, дозволяючи «неокортикальним структурам реорганізовувати асоціативні ієрархії, в яких інформація з гіпокампу наново інтерпретується щодо попередніх семантичних уявлень чи вузлів».

Тривалість

У циклі сну тривалістю менше 20 годин організму чергуються фази глибокого сну (повільні, великі, синхронізовані мозкові хвилі) та парадоксального сну (швидкі, десинхронізовані хвилі). Сон спостерігається у тісному зв'язку з великим циркадним ритмом, який впливає на сонливість та фізіологічні фактори, грунтуючись на внутрішній годинникорганізму. Сон може розподілятися протягом усього дня або кластерами протягом однієї частини ритму: у нічних тварин протягом дня та у денних тварин уночі. Організм повертається до гомеостатичної регуляції практично відразу після закінчення фази швидкого сну. Під час нічного сну, зазвичай, спостерігається близько чотирьох або п'яти періодів швидкого сну; вони досить короткі на початку сну і довші ближче до кінця. Багато тварин і деякі люди схильні прокидатися або демонтують період дуже чуйного сну протягом короткого часу безпосередньо після швидкого сну. Порівняльна кількість швидкого сну значною мірою змінюється із віком. Новонароджена дитина проводить понад 80% загального часу сну у фазі швидкого сну. Під час фази швидкого сну активність нейронів мозку досить подібна до активності під час неспання; тому фаза швидкого сну називається парадоксальним сном. Швидкий сон зазвичай займає 20-25% загального часу сну у дорослих: близько 90-120 хвилин нічного сну. Перший епізод швидкого сну спостерігається через 70 хвилин після занурення в сон. Цикли мають тривалість близько 90 хвилин, причому кожен цикл включає здебільшогошвидкий сон. Новонароджені проводять більше часу у фазі швидкого сну, ніж дорослі. Частка швидкого сну потім значно знижується у дитинстві. Дорослі люди в цілому схильні спати менше, але фаза швидкого сну займає приблизно той самий час, і внаслідок цього швидкий сон займає більшу частину сну. Швидкий сон може бути поділений на тонічний та фазічний режими. Тонічний швидкий сон характеризується фета-ритмами в головному мозку; Фазичний швидкий сон характеризується PGO-хвилями та фактичними “швидкими” рухами очей. Обробка зовнішнього стимулу значно пригнічується під час фазічного швидкого сну, і нещодавні факти свідчать, що сплячі складніше прокидаються від фазічного швидкого сну, ніж від повільнохвильового.

Дія депривації швидкого сну

Депривація швидкого сну значно підвищує кількість спроб впасти у фазу швидкого сну у сплячому стані. У відновлювальні ночі суб'єкт впадає в стадію 3 і фазу швидкого сну швидше і демонструє відновлення швидкого сну, що спрямоване до значного підвищення часу, що витрачається на швидкий сон, порівняно з нормальними рівнями. Дані відкриття відповідають ідеї, що швидкий сон біологічно необхідний. Після завершення депривації можуть розвинутись легкі психологічні порушення, такі як тривожність, дратівливість, галюцинації та нездатність концентруватися, а також може знизитися апетит. Існують позитивні наслідки депривації швидкого сну. Деякі симптоми депресії пригнічуються депривацією швидкого сну; агресія та харчова поведінкаможуть посилитись. Високий рівеньнорадреналіну виступає можливою причинною таких результатів. Наскільки тривала депривація швидкого сну має психологічну дію, залишається предметом суперечок. Деякі звіти свідчать, що депривація швидкого сну посилює агресивну та сексуальну поведінку у лабораторних тварин. Було доведено, що короткочасна депривація швидкого сну може полегшити певні типи депресії, коли депресія пов'язана з дисбалансом певних нейротрансмітерів. Хоча депривація сну в цілому докучає більшій частині населення, вона неодноразово продемонструвала полегшення депресії, хоч і тимчасове. Більше половини суб'єктів, які продемонстрували таке полегшення, повідомляють, що вона ставала неефективною після сну наступної ночі. Таким чином, досліджували розробляють такі методи як зміна режиму сну на деякий період після періоду депривації швидкого сну та поєднання змін режиму сну з фармакотерапією для пролонгації дії. Імовірно більшість антидепресантів вибірково інгібує швидкий сон у зв'язку з їх дією на моноаміни, ця дія послаблюється після довгострокового використання. Депривація сну стимулює гіпокампальний нейрогенез більшою мірою, ніж дані антидепресанти, але чи обумовлена ​​ця дія фазою швидкого сну, точно не відомо. Дослідження депривації швидкого сну на тваринах значно відрізняються від людських досліджень. Існує доказ, що депривація швидкого сну у тварин має більше серйозні наслідкиніж у людей. Це може бути викликано тим, що тривалість часу депривації сну у тварин значно більша (до сімдесяти днів), або що різні протоколи, що використовуються, більш некомфортні і неприємні, ніж протоколи для людей. Метод "квіткового горщика" включає розташування лабораторних тварин над водою на платформі, настільки маленькій, що вони падають з неї, як тільки втрачають м'язовий тонус. Природне неприємне пробудження, результати якого можуть викликати зміни організму, які обов'язково перевершують просте відсутність фази сну. Інший метод включає комп'ютерне спостереження мозкових хвиль, що завершується автоматичною механічною тряскою клітини, коли тварина впадає у фазу швидкого сну. Факти свідчать, що депривація швидкого сну у щурів порушує вивчення нового матеріалу, але не впливає на наявну пам'ять. В одному дослідженні щури не навчилися уникати хворобливого стимулу після депривації швидкого сну, що могли зробити до депривації. Відсутність порушень навчання було виявлено у людей, які перенесли одну ніч на депривацію швидкого сну. Депривація швидкого сну у щурів викликає підвищення числа спроб впасти у фазу швидкого сну, а після депривації швидкий сон відновлюється. У щурів, як і кішок, депривація швидкого сну підвищує збудливість мозку (наприклад, електрична ампліфікація сенсорних сигналів), що знижує поріг для пароксизмів при неспанні. Це підвищеннязбудливості мозку аналогічно в людей. Одне дослідження також виявило зниження сенсорної збудливості заднього мозку. Задній мозок загалом менш сприйнятливий до інформації аферентного шляхуоскільки сприйнятливий до підвищення ампліфікації даних шляхів.

Швидкий сон у тварин

Швидкий сон спостерігається у всіх наземних ссавців, а також птахів. Кількість швидкого сну та час циклу варіюється серед тварин; хижаки мають більше задоволення від швидкого сну, ніж жертви. Більші тварини також прагнуть перебувати у фазі швидкого сну більше часу, можливо через те, що більш висока теплова інерція їх головного мозку та організму дозволяє їм переносити більш тривале припинення терморегуляції. Період (повний цикл швидкого та глибокого сну) триває близько 90 хвилин у людей, 22 хвилини у кішок та 12 хвилин у щурів. В утробі ссавці проводять більш як половину (50-80%) діб у фазі швидкого сну.

Гіпотези щодо функцій швидкого сну

У той час, як функція швидкого сну недостатньо зрозуміла, пропонується кілька теорій.

Пам'ять

Сон загалом сприяє пам'яті. Швидкий сон може сприяти збереженню певних типів пам'яті: особливо процедурної, просторової та емоційної пам'яті. Швидкий сон підвищує наступні інтенсивне навчання у щурів, особливо після декількох годин, а в деяких випадках після декількох ночей. Експериментальна депривація швидкого сну в деяких випадках пригнічує консолідацію пам'яті, особливо щодо складних процесів (Наприклад, як вийти зі складного лабіринту). У людей найкращий доказ щодо поліпшення швидким сном пам'яті полягає вивченні процедур-нові способи руху тіла (таке як перестрибування трампліну) і нові техніки вирішення проблеми. Депривація швидкого сну порушує вербальну (тобто непроцедурну) пам'ять лише у складніших випадках, як-от запам'ятовування довгих історій. Швидкий сон явно протидіє спробам придушити певні думки. Згідно з гіпотезою двоїстого процесу сну та пам'яті, дві основні фази сну співвідносяться з різними типами пам'яті. "Опівнічні" дослідження протестували цю гіпотезу за допомогою завдань на згадку, які починалися або перед сном, або в середині ночі, або починалися в середині ночі та оцінювалися вранці. Повільнохвильовий сон, частина глибокого сну, важливий для вербальної пам'яті. Штучне збільшення глибокого сну покращує відновлення пам'яті наступного дня запам'ятаних пар слів. Такер та ін показали, що денний легкий сон, що включає лише глибокий сон, посилює вербальну пам'ять, але не процедурну. Згідно з наступною гіпотезою два типи сну взаємодіють з метою консолідації пам'яті. Інгібітори моноаміноксидази (MAO) та трициклічні антидепресанти можуть пригнічувати швидкий сон, але при цьому відсутні свідчення, що ці препарати викликають порушення пам'яті. Деякі дослідження показують, що інгібітори моноаміноксидази покращують пам'ять. Більш того, одне предметне дослідження суб'єкта, який мав нетривалий або відсутній швидкий сном у зв'язку з осколковим пошкодженням стовбура головного мозку, не виявило, що його пам'ять була порушена. (Для більш докладної критики зв'язку між сном і пам'яттю див. посилання)) Що мають безпосереднє відношення до оглядів щодо функції швидкого сну в консолідації пам'яті, Грем Мітчисон і Френсіс Крик припустили в 1983 р., що за рахунок властивої спонтанної діяльності функція швидкого сну «укладається у тому, щоб усунути певні небажані режими взаємодії в мережі клітин у корі головного мозку», процес, який вони визначили як «розучення». У результаті ті спогади, які є актуальними (лежачий в основі яких нейронний субстрат досить сильний для того, щоб протистояти такій мимовільній, хаотичній активації), надалі зміцнюються, водночас слабкі, тимчасові, «фонові» спогади знищуються. Консолідація пам'яті під час парадоксального сну специфічно взаємопов'язана з періодами швидкого руху очей, яке відбувається безперервно. Одне пояснення цієї взаємозв'язку у тому, що електричні PGO-хвилі, які передують рухам очей, також впливають пам'ять. Швидкий сон може забезпечувати можливість виникнення “розучення” в основних нейронних мережах, залучених у гомеостаз, які захищені від даного “синаптичного даунскейлинга” під час глибокого сну.

Розвиток стимулювання центральної нервової системи як основна функція

Відповідно до іншої теорії, відомої як Онтогенетична гіпотеза швидкого сну, дана фаза сну (також відома як активний сон у новонароджених) частково важлива для розвитку мозку, можливо за рахунок того, що вона забезпечує нейронне стимулювання, яке необхідно новонародженим для утворення зрілих нервових зв'язків та для належного розвитку нервової системи. Дослідження, що вивчали дію депривації активного сну, показали, що депривація в ранні періоди життя може призвести до поведінкових проблем, стійкого порушення сну, зниження маси головного мозку та аномального масштабу клітинної смерті нейронів. Надалі цю теорію підтримав факт, що кількість швидкого сну у людей знижується віком, що також поширюється на інші види (див. нижче). Один важливий теоретичний висновок з Онтогенетичної гіпотези у тому, що швидкий сон може мати життєво важливою функцією щодо зрілого мозку, тобто. коли розвиток центральної нервової системи завершено. Тим не менш, оскільки процеси нейронної пластичності не обмежуються мозком, швидкий сон може бути безупинно залучений до нейрогенезу у дорослих як джерело підтримуючого мимовільного стимулювання.

Захисна іммобілізація: попередник сновидінь

Згідно з Цукаласом (2012 р.), швидкий сон є еволюційним перетворенням добре відомого захисного механізму, рефлексу удаваної смерті. Цей рефлекс, також відомий як тваринний гіпноз або симулювання смерті, діє як останній спосіб захисту від атакуючого хижака і полягає у загальній іммобілізації тварини таким чином, що вона здається мертвою. Цукалас аргументує, що нейрофізіологія та феноменологія цієї реакції демонструє разючі подібності з фазою швидкого сну; наприклад, обидві реакції контролюються стволом головного мозку, характеризуються паралічем, симпатичною активацією змінами терморегуляції.

Перемикання уваги

Згідно з «гіпотезою сканування», безпосередні властивості швидкого сну пов'язані з перемиканням уваги в образах сновидіння. Проти цієї гіпотези виступає те, що такі швидкі рухи очей спостерігаються у тих, хто народився сліпим, а також зародків, незважаючи на відсутність зору. Крім того, бінокулярний швидкий сон неузгоджений (тобто обидва очі можуть не перебувати в одному напрямку час від часу) і, таким чином, відсутня точка фіксації. На підтримку цієї теорії дослідники виявили, що в цілеспрямованих сновидіннях рух очей спрямований за дією в сновидінні, що визначено взаємозв'язком рухів очей та тіла у пацієнтів з порушенням поведінки під час швидкого сну, який роблять дії зі сновидінь.

Інші теорії

Інші теорії свідчать, що потрібне відключення моноаміну таким чином, що моноамінові рецептори в головному мозку можуть відновлюватися до досягнення повної чутливості. Більше того, якщо швидкий сон періодично переривається, людина компенсує це довшим швидким сном, «відновним сном», за першої нагоди. Деякі дослідники наводять аргументи, що збереження складних мозкових процесів, як-от швидкий сон, свідчить, що вони виконують важливу функціюдля виживання ссавців та птахів. Він задовольняє важливі фізіологічні потреби, життєво важливі для виживання настільки, що тривала депривація швидкого сну веде до смерті експериментальних тварин. І в людей, і в експериментальних тварин втрата швидкого сну веде до важких поведінкових та фізіологічних патологічних відхилень. Втрата швидкого сну відзначалася при різних природних та експериментальних інфекціях. Виживання експериментальних тварин знижується, коли швидкий сон повністю ослаблений під час інфекцій; це веде до можливості того, що якість і кількість швидкого сну загалом важлива для нормальної фізіології організму. Захисна гіпотеза швидкого сну була запропонована Фредеріком Снайдером в 1966 р. Вона заснована на спостереженнях, що за фазою швидкого сну у кількох ссавців (щур, їжак, кролик і макака-резус) слідує коротке пробудження. Це не спостерігається у кішок та людей, хоча люди легше можуть прокидатися від швидкого сну, ніж від глибокого. Снайдер висунув гіпотезу, що швидкий сон періодично активує тварин для перевірки навколишнього середовища на можливих хижаків. Ця гіпотеза не пояснює м'язовий параліч швидкого сну; тим не менш, логічний аналіз може показувати, що м'язовий параліч проявляється з метою запобігання повному пробудженню тварини без необхідності, дозволяючи з легкістю поринути у глибокий сон. Джим Хорн, дослідник сну в університеті Лафборо, свідчить, що швидкий сон у сучасних людейкомпенсує знижену потребу у пробудженні з метою пошуку їжі. Інші теорії полягають у змазуванні рогівки, нагріванні головного мозку, стимуляції та стабілізації нейронних ланцюгів, які не були активовані під час неспання, розвитку внутрішнього стимулювання, що сприяє розвитку ЦНС, або у відсутності цілей, начебто він випадково створювався активацією головного мозку.

Відкриття та подальші дослідження

Німецький вчений Річард Клу у 1937 р. вперше відкрив період швидкої електричної активності головного мозку кішок. У 1944 р. Оглмейєр повідомив про 90-хвилинні цикли сну, які демонструють ерекцію у чоловіків протягом 25 хвилин. В Університеті Чикаго в 1952 р. Євген Азерінскі, Натаніель Клейтман і Вільям К. Демент відкрили фази швидкого руху очей під час сну і пов'язали їх зі сновидіннями. Їхня стаття була опублікована 10 вересня 1953 р. Вільям Демент провів дослідження депривації швидкого сну, експерименти, в яких суб'єктів будили щоразу, коли електроенцефалограма свідчила про настання фази швидкого сну. Він опублікував статтю «Дія депривації сну» у червні 1960 р. («депривація швидкого сну» стала найпоширенішим поняттям у результаті подальших досліджень, які показали можливість глибокого сну.) Нейрохірургічні експерименти Мішеля Жуве та інших у наступні два десятиліття привнесли поняття атонії та до поняття атонії понтинної покришки (дорсолатеральний варолієвий міст) у запуску та регулюванні парадоксального сну. Жуве та інші виявили, що порушення ретикулярної формації стовбура головного мозку інгібує даний типсну. Жуве придумав назву "парадоксальний сон" у 1959 р. і в 1962 р. опублікував результати, що свідчать, що він може спостерігатися у кішок при повному видаленні переднього мозку.

Нині нам відомо, що нічний сонє складним фізіологічним процесом, Що включає до п'яти циклів швидкого і повільного сну. Але нещодавно, у ХІХ столітті, сон сприймався вченими, як феномен закритий вивчення, на відміну стану пильнування, яке піддається вимірам і спостереженням.

Можна оцінити позу сплячого, виміряти його фізичні показники: пульс, артеріальний тиск, частоту дихання, температуру тіла. Але як оцінити фундаментальні процеси самого сну?

Перші експериментиґрунтувалися на пробудженні випробуваного, тобто на вторгненні у процес сну.

Проте, з допомогою цих досліджень було отримано уявлення у тому, що сон протікає як послідовних стадій.

Кельшюттер, німецький фізіолог, у ХІХ столітті встановив, що сон у перші години найглибший, а згодом перетворюється на поверхневіший.

Проривом історія вивчення сну сталовідкриття електричних хвиль, що у мозку і які можна реєструвати.

Вчені отримали можливість спостерігати, записувати та вивчати явища, що відбуваються уві сні з людиною – за допомогою електроенцефалограми.

Завдяки численним дослідженням було встановлено:

Стан вегетативної нервової системив обох стадіях по-різному.

У повільному сні ми ростемо швидше: гормон росту, що виробляється гіпофізом, у цій фазі виробляється активніше.

Сновидіння мають різний характер.

У швидкій фазі – картини снів насичені діями, яскраво та емоційно забарвлені, у повільній – сюжет сновидінь спокійний або зовсім відсутній.

Пробудження.

Якщо розбудити людину серед швидкого сну, вона стане набагато легше, і почуватиметься набагато краще, ніж у результаті пробудження в повільній фазі.

Навіть якщо на сон пішло достатньо часу і ви очікуєте відчути приплив сил і бадьорості - цього не станеться, якщо ви невдало прокинетеся на початку або в середині циклу повільного сну. У такій ситуації можна почути: "Встав не з тієї ноги?"

Мабуть, причиною такого стану виступають незавершені нейрохімічні процеси, що проходять у повільному сні.

Дихання при засинанні стає рідшим і голоснішим, але менш глибоким.

Воно ще більше сповільнюється і стає неритмічним у дельта-сні.

Дихання у швидкому сні то повільне, то часте, то – так ми реагуємо на події сну, який дивимося.

Температура мозкузнижується в повільному сні, а в швидкому завдяки посиленому припливу крові і активному обміну речовин піднімається і іноді перевищує температуру в неспанні.

Незважаючи на численні відмінності, стадії повільного та швидкого сну мають хімічну, фізіологічну, функціональну взаємозалежність та належать до єдиної збалансованої системи.

Сон – така проста щоденна дія, яку людина виконує ввечері та прокидається вранці. Зазвичай ми не замислюємося над цим питанням – що таке сон? Однак сон як фізіологічна дія не є простим. Сон складається з двох фаз: швидкої та повільної. Якщо позбавити людини фази швидкого сну (будити на початку цієї стадії), то у людини спостерігатимуться розлади психіки, а якщо позбавити повільної фазисну, то можливий розвиток апатії, депресії.

Фази та цикли нормального сну, властивості швидкого та повільного сну

Характеристика швидкої фази сну

Почнемо розгляд з швидкоїфази сну. Також цю фазу називають парадоксальноїабо фазою швидких рухів очей(БДГ-сон). Цей період сну називають парадоксальним, оскільки електроенцефалограманагадує таку при неспанні. Тобто на електроенцефалограмі записується α – ритм, сама крива низькоамплітудна та високочастотна. Розглянемо, що таке електроенцефалограма – запис сигналів мозку за допомогою спеціальної апаратури. Подібно до запису діяльності серця на кардіограму, також записується і діяльність мозку на енцефалограму. Однак у цій фазі парадоксального сну спостерігається більш виражене, ніж у фазу повільного сну, розслаблення скелетної мускулатури. Паралельно з розслабленням скелетної мускулатури відбуваються швидкі рухи очима. Саме ці швидкі рухи очей і дали назву швидкій фазі сну. У швидку фазу сну активуються такі структури мозку: задній гіпоталамус (центр Гесса) – центр включення сну, ретикулярна формація верхніх відділів стовбура мозку, медіатори – катехоламіни (ацетилхолін). Саме цієї фази людина бачить сни. Спостерігаються тахікардія, підвищення артеріального тиску, збільшення мозкового кровообігу. Також можливі такі явища як сомнамбулізм, лунатизм, сноговоріння (мова уві сні) тощо. буд. Розбудити людину складніше, ніж у повільну фазу сну. Загалом швидка фаза сну займає 20 - 25% від загального часу сну.

Характеристика повільної фази сну

У фазу повільного сну електроенцефалограм містить сонні веретена. У реалізації цієї фази сну беруть участь такі структури – передній гіпоталамус та нижні відділи ретикулярної формації. Загалом повільний сон займає 75 - 80% часу від загальної кількостісну. Медіатори цієї фази сну – гаммааміномасляна кислота (ГАМК), серотонін, δ – пептид сну.
Повільну фазу сну по глибині ділять на 4 підфази:

• дрімота(Занурення в сон). На електроенцефалограмі виявляються - хвилі, і ζ. При безсонні дрімота дуже виражена, інші підфази повільного сну можуть і не наступати
• фаза сонних веретен. На електроенцефалограмі переважно ζ – хвилі та сонні веретени. Це найдовша фаза сну – займає 50% всього часу сну. З цієї фази людина виходить легко
• третю та четверту підфази повільного сну об'єднують в одну під загальною назвою δ – сон(повільний, глибокий). Третя підфаза є перехід у цю фазу. Розбудити людину дуже важко. Саме тут сняться кошмари. За безсоння ця фаза не буває порушена.

Цикли сну

Фази сну об'єднані в цикли, тобто чергуються у суворій послідовності. Один цикл триває близько двох годин і включає повільний сон, що складається з підфаз, і швидкий сон. У цих двох годин 20 – 25% посідає швидкий сон, тобто близько 20 хвилин, проте решту часу займає повільний сон. Починається нормальний здоровий сон із повільної фази. На ранок у людини переважає швидка фаза сну, тому часто буває важко вставати вранці. На сьогоднішній день вважається достатньою для повноцінного відпочинку наявність 3-4 сонних циклів, тобто тривалість сну 6-8 годин. Однак таке твердження справедливе лише для здорових людей. Сучасні вчені показали, що з різних соматичних захворюваннях потреба у кількості сну зростає. Якщо ж страждає на якість сну, то людині також хочеться спати більше. Майже кожна людина в якийсь період життя стикалася з проблемами якості сну. Тому на сьогодні проблема порушень сну дуже актуальна.

Види порушень сну

З порушенням сну у пацієнтів зустрічаються лікарі практично будь-яких спеціальностей. Приблизно половина населення Росії незадоволені якістю свого сну. У благополучніших країнах порушення сну різного ступеня турбують від третини до половини населення. Зустрічаються порушення сну у різному віці, проте частота їх з віком зростає. Є також статеві відмінності – частіше порушення сну відзначаються в жінок, ніж чоловіків.

Порушення сну умовно поділяють на три групи:

1. пресомницькі розлади сну
2. інтрасомнічні розлади сну
3. постсомнічні розлади сну

Скарги, які висувають люди з пресомницькими розладами сну.
Чи не можете заснути?

Розглянемо докладніше, що є кожна з груп. Перша група – пресомницькі розлади. Ця група поєднує порушення сну, пов'язані з труднощами засинання. У цьому випадку людині спадають на думку різні страхи і тривоги, вона годинами не може заснути. Часто тривоги та страхи про те, що заснути не вдасться, з'являються ще до сходження. Тривожить і нав'язлива думкапро те, що завтра знову повториться. Однак, якщо заснути вдається, то сон у цих людей протікає благополучно.

Скарги, які ставляться людьми з интрасомническими розладами сну.
Прокидаєтеся ночами?

Друга група – це так звані, інтрасомнічні розлади. Ця групапоєднує такі розлади сну, при яких процес засипання більш менш задовільний, але мають місце нічні пробудження по різних причин. Такі нічні пробудження досить часті, і після кожного їх довго не вдається заснути. Внаслідок цього вранці відчувається невиспаність. Також вранці такі люди недостатньо бадьорі.

Скарги, які висувають люди з постсомнічними розладами сну.
Рано прокидаєтеся?

Третю групу об'єднують постсомницькі розладисну. При цьому виді порушень сну сам сон і процес засинання благополучні, проте пробудження настає досить рано. Такі люди кажуть зазвичай: "Ну, просто сну в жодному оці!". Як правило, повторні спроби заснути невдалими. Таким чином, час, проведений уві сні, скорочено.

Всі ці типи порушення сну ведуть до підвищеної стомлюваності вдень, млявості, втоми, зниженої активності та працездатності. До цих явищ додається почуття пригніченості та поганий настрій. З'являється ціла низка нездужань, які зазвичай пов'язуються людиною з порушенням сну. Ці нездужання мають цілком різноманітний характері і можуть стосуватися діяльності всіх органів прокуратури та систем.

Що не задовольняє у своєму сні людей із порушеннями сну?

Спробуємо ближче розглянути людей, яких непокоїть порушення сну.

1. Перша категорія – це ті, хто спить мало, але досить добре. Як правило, це стосується людей молодого віку, активний спосіб життя. Ці люди часто бувають процвітаючими, або які прагнуть успіху в будь-якій області. Їх такий режим сну не патологія, а спосіб життя.

1. Друга категорія – це люди, які незадоволені якістю свого сну. Їх бентежить недостатня глибина сну, часті епізоди пробудження та почуття невиспанності вранці. Причому турбує цю категорію осіб саме якість сну, а чи не його тривалість.

1. Третя категорія поєднує людей, незадоволених і глибиною сну, і тривалістю сну. Тобто порушення сну глибші, порівняно з першими двома категоріями. Через це найбільш важко проводити лікування саме цієї групи людей із порушеннями сну.

Які причини спричиняють порушення сну?

Слід зазначити, що різні порушеннясну – це завжди прояв будь-якого захворювання. Тобто це явище вторинне. Загальна класифікаціярізновидів порушення сну має багато розділів. Ми розглянемо основні, з яких найчастіше – психофізіологічне порушення сну.
Основний чинник у розвитку психофізіологічного порушення сну – це чинник, що з психічним станом людини.

Стресові ситуації та психо-емоційна перенапруга
Це означає, що порушення сну виникають у відповідь на гострий психоемоційний стрес або психосоціальний стрес. Порушення сну, що виникло внаслідок дії стресових факторів, є психофізіологічною реакцією. Для такої реакції характерне поступове відновлення сну через деякий час після зникнення психотравмуючих факторів.

Емоційні розлади
Наступний чинник у розвитку порушень сну пов'язані з емоційними розладами. Це, перш за все тривожні розлади, порушення настрою та панічні розлади. Ведучими серед емоційних розладівє тривога та депресія.

Будь-які соматичні хронічні захворювання
Існують інші чинники, що призводять до порушення сну, роль яких посилюється з віком. Наприклад, з віком виникають болючі відчуття, коли необхідно прокинутися вночі для здійснення сечовипускання, посилюються прояви серцево-судинних та інших захворювань. Всі ці фактори, спричинені перебігом та прогресуванням соматичних захворювань– різних органів та систем, також заважають нормальному сну.

І тут виникає така ситуація, коли люди пов'язують своє неважне психічний станіз порушеннями сну. Саме порушення сну вони ставлять на чільне місце своїх хворобливих проявів, вважаючи, що з нормалізації сну почуватимуться краще. Насправді навпаки – треба налагодити нормальне функціонування всіх органів і систем, щоб при цьому сон також нормалізувався. Для вирішення цього завдання може знадобитися корекція схеми лікування хронічних захворюваньз урахуванням зміни функціонального стануорганізму. Так як причини порушення сну різноманітні, слід підкреслити, що чільне місце серед цих причин таки займають психогенні.

Як порушення сну пов'язані з емоційними розладами?
Як виявляються порушення сну, пов'язані з тривогою та депресією? Люди з підвищеною тривожністю переважають пресомницькі розлади сну. Найбільшу складність для них засипання, але, якщо вдається заснути, то сплять вони досить задовільно. Однак можливий розвиток і інтрасомницьких та інших проявів. Для людей з депресією найчастіше характерні постсомнічні розлади сну. Засинають, які страждають на депресію, більш-менш нормально, але рано прокидаються, після чого заснути не можуть. Такий ранковий годинник для них найважчий. Депресія людей, які мають такі постсомнічні порушення сну, має тужливий характер. До вечора їхній стан, як правило, покращується. Цим, проте, прояви депресії не вичерпуються. Серед хворих на депресію порушення сну зустрічається у 80-99%. Порушення сну може бути, з одного боку, провідною скаргою, з другого – бути у комплексі інших депресивних проявів.

Завзяті порушення сну без виявлення чітких причин даного стану, служать основою виключення прихованої, маскованої депресії.

Люди з депресією часто розповідають, що ніч проводять у роздумах, які відбуваються таки під час сну, хоча голова зовсім не відпочиває. У той самий час іпохондрики стверджують, що вони лежать у нічний час без сну та його роздуми проходять у неспанні, тобто є проявами сну. Тобто люди з депресією вважають, що їхні роздуми мучать уві сні, а іпохондрики вважають, що їхні думки мучать у неспанні.

Як ми вже говорили, порушення сну частіше зустрічаються зі збільшенням віку, коли збільшується і кількість депресій. Виявлено зв'язок між віком, депресією та жіночою статтю, в основі якої лежать загальні нейробіохімічні системні розлади. При цьому відбувається зменшення фази повільного сну, який є найглибшим сном, рухи очей стають менш регулярними. Рухи очей є у фазі швидкого сну, під час якої виникають сновидіння.

Цікавим є аспект сну та депресії, який був помічений випадково. Люди, які страждають на депресію і проводять кілька ночей без сну, в наступні дні почуваються краще. Цей феномен було вивчено. В результаті було з'ясовано, що проведення позбавлення сну протягом декількох тижнів (позбавлення сну проводили 2-3 рази на тиждень) допомагає при тужливій депресії більше, ніж застосування антидепресантів. Однак при тривожній форміДепресії таке позбавлення сну менш ефективне. Важливо наголосити, що після позбавлення сну збільшувалася ефективність подальшого застосування антидепресантів.

Порушення неспання
Однак, крім інсомнічних розладів, при депресії зрідка спостерігаються порушення неспання. гіперсомнія), стану підвищеної сонливості. Ці порушення стосувалися синдрому гіперсомнії, що проявляється глибоким сном, утрудненням ранкового пробудження, а також сонливістю вдень. Такий синдром часто виникає при нейроендокринній патології. Інша форма гіперсомнії – нарколепсіяє генетичним захворюванням.

І, нарешті, ще один прояв гіперсомнії - це синдром, так званої, періодичної сплячки. Дане явище спостерігається в основному у молодих людей, у яких на кілька днів (7-9 днів) наставала непереборна сонливість без жодної видимої причини. Ці люди вставали, їли, справляли фізіологічно потреби, проте більшу частину дня проводили уві сні. Такі періоди раптово починалися і так само раптово закінчувалися. Ці епізоди трактувалися як прояви депресії. Проведення відповідного профілактичного лікування у міжнападному періоді в більшості випадків є ефективним.

Принципи лікування порушень сну

При уточненні депресивної природи порушень сну та неспання рекомендовано застосування курсового лікування антидепресантами. При цьому особливе значення надається препаратам, що мають селективний вплив на серотонінові системи мозку, відповідальні за ініціацію та розвиток сну.

Снодійні препарати, яких існує безліч, не можуть вирішити проблему сну у людей з депресією. Вони є лише симптоматичними засобами.