Изучение сна

Чередование сна и бодрствования – необходимое условие жизнедеятельности человеческого организма. Мозг поддерживается в бодрствующем состоянии за счет импульсов, поступающих от рецепторов тела. При прекращении или резком ограничении поступления афферентных импульсов в кору больших полушарий развивается сон. Это было показано на больных, у которых нарушены многие виды чувствительности. В клинике известного русского клинициста С.П.Боткина была больная, у которой из всех органов чувств функционировали только рецепторы осязания и мышечного чувства одной руки. Большую часть времени больная проводила в состоянии сна и просыпалась, только когда дотрагивались до ее здоровой руки. Сои развивается и при действии на корковые клетки длительной или чрезмерной силы раздражителей. При этом в клетках коры развивается торможение, имеющее охранительное значение. Оно обеспечивает коре больших полушарий условия для восстановления работоспособности во время сна. Согласно представлениям И.П.Павлова, сон по своей физиологической сущности является торможением, распространившимся по коре и подкорковым центрам.

Чтобы заснуть, организм пускает в ход как нервные, так и химические процессы. Установлено, что при этом в крови увеличивается количество серотонина, а содержание адреналина во время сна, наоборот, уменьшается. Стоит ввести в кровь животного небольшую дозу адреналина, и животное долго не заснет.

Зачем организму нужен сон? Самый простой из возможных ответов - для отдыха мозга.

Но, как выяснили ученые, во время сна мозг не только не "выключается", но и, наоборот, работает порой активнее, чем при бодрствовании. Даже в состоянии глубокого сна мозг может отвечать на внешние воздействия. Иногда они органично "вплетаются в сюжет" сновидения.

Ещё Аристотель заметил, что если к руке спящего поднести источник тепла, человеку приснится огонь. Порой во сне люди находят ответы на вопросы, мучившие их наяву. Дмитрий Менделеев, к примеру, во сне нашёл "ключ" к периодической системе элементов; химик Фридрих Кекуле догадался о циклическом строении молекулы бензола, когда ему приснилась змея, кусающая собственный хвост.

Сон - вовсе не "уход от жизни", а особая форма работы мозга. Точного ответа на вопрос, почему же всё-таки организмам с развитой нервной системой необходим сон, наука до сих пор не дала. Некоторые биологи высказывают гипотезу, что во время сна организм "переписывает" сведения из кратковременной памяти в долговременную.

Кратковременная память легко стирается электрошоком, а также при удушье, сотрясении мозга. Долговременная память более устойчива.

Когда человек получает информацию или перерабатывает её, в его мозгу возникают импульсы. В кратковременной памяти, по предположениям ученых, они записываются при помощи "азбуки" нервных клеток, а в долговременной - при помощи "азбуки" молекул. То, что долговременная память невозможна без создания молекул белка, учёные доказали с помощью такого эксперимента. Мышам давали вещество, подавляющее у них синтез белков. После этого у них вырабатывали какой-либо условный рефлекс (к примеру, если зверьки заходили в темноту, их ожидал лёгкий удар электротока). Мыши "обучались" как обычно, но через пару дней не помнили ничего из выученного!

В ряде опытов (хотя другие учёные оспаривают чистоту этих экспериментов) с червями, крысами, птицами биологам удавалось перенести рефлексы одного животного другому, необученному, вводя в его мозг вещество из мозга первого.

Человек, долго лишённый сна, начинает видеть предметы как бы в кривом зеркале, сквозь туманную дымку. Он видит сновидения наяву. Длительное (более 10 дней) лишение сна может привести к смерти. Мировой рекорд продолжительности бодрствования, поставленный специально для "Книги Гиннеса", составил 12 суток (288 ч).

Для некоторых людей достаточно и половинной дозы сна. Такими людьми, к примеру, были Пётр I, Наполеон Бонапарт, Томас Эдисон.

Суточный ритм большинства людей состоит из 8 часов сна и 16 часов бодрствования. Но такой ритм - приобретённая в течение жизни привычка. Естественный ритм человека - чередование трёх-четырёх часов сна и такого же периода бодрствования (как у грудных детей).

Добрая половина нейронов мозга у спящего работает даже активнее, чем днем. Это относится, прежде всего, к глубинным отделам мозга.

Сколько требуется времени для сна? Ответа единого для всех, естественно, нет. Все зависит от конкретного организма, от условий среды. Одним необходимо для полного восстановления сил не менее 8-9 часов сна, другим достаточно 6. Известно, что Бехтерев, Гете, Шиллер спали по 5 часов в сутки, а Эдисон - всего 2-3.

Еще один интересный факт: во время сна у человека не только закрыты глаза, но и "отключены" уши. Мышца, управляющая слуховыми косточками-молоточками, наковальней, стременем, когда мы спим, находится в расслабленном состоянии, и многие не так громкие звуки ухо не улавливает.

Сон - защитное приспособление организма, охраняющее его от чрезмерных раздражении и дающее возможность восстановить работоспособность. Прежде всего, сон имеет охранительное значение для нервной системы. Сон зависит от состояния нервной системы. Иному человеку нелегко уснуть, если им овладевает какое-либо сильное чувство - радости, тревоги, страха, - и в этом случае в коре мозга возникает стойкий очаг возбуждения - снов нет. Когда человек все-таки уснет, очаг порой остается связанным с начатой днем мысленной работой, он продолжает функционировать и во сне, причем, поскольку мозгу в это время не мешают посторонние раздражения, работа эта может быть более эффективной. Наука о сне не может похвастать своим возрастом. По существу, исследо­ваниями работы мозга ученые за­нялись только последние сто лет. Еще недавно ученые говорили, что сон - это отдых нервных клеток коры головного мозга. Говоря точ­нее, это процесс охранительного торможения, захватывающий клетки - нейроны коры и постепенно распространяющийся на более глубокие участки мозга. При этом нейроны перестают отвечать на при­ходящие к ним сигналы раздра­жения, находятся в состоянии торможения. Таким образом, ответственными за сон (и за сновидения) признавались клетки коры головного мозга. И только. Новые исследования ученых раскрыли бо­лее сложную картину. В ЗО-х годах известный советский ученый П..К. Анохин, исследуя работу мозга, высказал мысль: в механизме сна участвуют наряду с клетками коры и подкорковые от­делы головного мозга. Исследования показали, что так оно и есть. Это было открыто, когда ученые принялись детально изучать работу отдельных частей головною мозга, в том числе и тех, которые находятся под большими полуша­риями.

Особенно заинтересовало исследо­вателей так называемое сетчатое образование, или ретикулярная фор­мация в стволе головного мозга. Было установлено: как только ствол мозга отделяют от больших полушарий, животное (опыты проводи­лись на высших животных) погру­жается в беспробудный сон. Стало, ясно, что именно тут, в стволе мозга, действует какой-то меха­низм, организующий наш сон. Но какой? Ответ помогли найти электрометоды исследования, что раньше не делалось (ученые стали исследовать биоэлектрические токи мозга). Исследователи сна добыли эти сведения с помощью электроэнцефалографа. Этот прибор регистрирует слабые электрические импульсы мозга и записывает их в виде электроэнцефалограммы (сокращенно ЭЭГ). Подобно тому как стереосистема усиливает импульсы, зафиксированные в фоногра­фической записи, а затем передает эту информа­цию на громкоговорители в виде звука, электроэнцефалограф преобразует наши мозговые волны в графические картины, которые исследователь мо­жет увидеть и расшифровать.

Независимо от того, спим мы или бодрствуем, мозг непрерывно посылает разнообразные импульсы. Когда мы работаем, мозг выдает импульсы определенного типа. В состоянии релаксации генери­руются те же альфа-волны, что и в зоне сумерек. Когда мы спим, волны изменяются в соответствии с различными стадиями сна. Перья электроэнцефалографа выписывают эти изменяющиеся импульсы на движущейся бумажной ленте. На основе таких волновых картин была принята формальная классификация стадий сна - она состоит из четырех раз­личных стадий небыстрых движений глаз (НБДГ) и одной стадии быстрых движений глаз (БДГ).

Путешествуя по ночному миру, мы входим в эти стадии и выходим из них, так что можно на­считать от четырех до шести повторяющихся циклов в зависимости от того, сколько времени длится сон. Каждый цикл продолжается около девяноста минут и состоит из фазы НБДГ и следующей за ней фазы БДГ.

Используя ЭЭГ и различные приборы для измерения движения глаз, мышечной активности, дыхания и других функций, исследователи установили четкую картину процесса сна. На основе этих данных мы теперь можем представить, как на геогра­фической карте, "горы и долины'', встречающиеся нам в путешествии через ночь. Мы можем детально описать явления, происходящие с нами в той части нашей жизни, которая отдана сну. Что происходит с нашими чувствами в мире сна? Много ли мы можем слышать? Каковы движения наших, глаз когда мы «смотрим» сны? Почему мы поворачиваемся ночью, меняя позу?

2.2 Стадии сна.

Сон часто начинается с подергивания. Это внезапное судорожное движение, которое происходит на первой стадии НБДГ, называют миоклонной судорогой. Она вызвана резкой вспышкой электрической активности мозга. Миоклонная судорога подобна миниатюрной версии эпилептического приступа, но это - вполне нормальная часть мира сна. В большинстве случаев мы ее не осознаем, и наше тело снова релаксирует, когда мы продолжаем путешествовать в ночи.

Теперь мы полностью вошли в первые две ста­дии сна. На стадии НБДГ-1, легкого сна, ЭЭГ по­казывает картину, похожую на ряд букв "m", на­писанных быстрыми судорожными каракулями. В этой стадии мы пребываем всего минут пять. Затем мозговые волны снова изменяются, наступает ста­дия НБДГ-2. В лаборатории изучения сна перья энцефалографа будут двигаться рывками, записывать, новый графический рисунок, похожий на ряд ост­рых зубцов. Стадия 2 есть, по-видимому, переход между первой стадией легкого сна и более глубо­ким сном, наступающим в стадиях 3 и 4.

Теперь нас полностью охватывает мир сна, от­нося к бескрайнему горизонту. Для обеих стадий, 3 и 4, характерны крупные, медленные, «перека­тывающиеся» мозговые волны. Если сравнить моз­говые волны во время активного бодрствования с малыми, быстрыми волнами ряби у океанского бе­рега в ветреный день, то медленные волны в ста­диях 3 и 4 можно было бы описать в виде высоких, длинных, набегающих на берег волн, идеальных для серфинга. Эти медленные волны никогда не возникают у нормальных людей при дневном бод­рствовании, хотя их иногда находят у лиц, страдающих поражением мозга. Здесь мы снова имеем ясное свидетельство того, сколь фундаментально различны физиология сна и физиология бодрствования.

Волны на стадиях 3 и 4 синхронизированы, в отличие от волн при бодрствовании. В бодрственном состоянии мозг вынужден иметь дело с таким множеством разных, иногда внезапных и часто сложных видов деятельности одновременно, что волны, записанные на ЭЭГ, десинхронизованы, они имеют вид быстрых нерегулярных всплесков, по­скольку различные отделы мозга выполняют свои специальные задачи. Но чем глубже сон, тем мень­ше число функций, требующих концентрации и го­товности, которые приходится контролировать моз­гу. В результате полной релаксации, характерной для глубокого сна, волны все больше и больше синхронизируются, показывая, что тело и мозг плавно ''затихают", подобно машине на холостом ходу.

Итак, мы глубоко уснули. Глаза у нас двигаются очень слабо, тело полностью отдыхает в той или иной позе сна. Но появляется и кое-что новое, чего не было в состоянии бодрствования. Речь идет о не­которых биологически активных веществах семей­ства аминов, подача которых начинает возрастать, и они накапливаются в различных клетках и клеточных группах мозговой ткани. Если мы не спим достаточное время, то этот процесс не будет идти с должной регулярностью - и это одна из причин того, что недостаток сна в течение долгого времени оказывает ослабляющее действие на функциониро­вание организма.

Когда мы спим, в действие вступают другие фи­зиологические процессы. Начинают вырабатываться различные гормоны. Некоторые из них расходуются во время сна, тогда как другие запасаются организ­мом для времени бодрствования.

Исследование биологических процессов, происходящих в организме во время сна, - это центральный пункт многих экспериментов, которые постоянно проводятся учеными исследующими сон. Это новая область, и здесь еще много не узнанного и непонят­ного. Но мы, например, знаем, что антитела, которые борются с инфекцией, вырабатываются во время сна в больших количествах. Когда мы отдыхаем, орга­низм может сосредоточиться на восстановительных процессах, и именно поэтому лучшее предписание во время болезни - это вдоволь выспаться.

Помимо всего этого имеется и другой важный аспект сна. Когда мы проходим через полный цикл, стадии НБДГ через определенные интервалы вре­мени сменяются другим, фундаментально отличным видом сна - БДГ, или сном со сновидениями. Правда, некоторое подобие сновидений может быть и в фазе НБДГ, но такие сны - это не тот причудливый вид сна, который типичен для БДГ. Содержание снов в фазе НБДГ ближе по природе к мыслям бодрствующего человека и включает обычные, повседневные образы, например, заполнение списка продуктов для посещения универсама или какие-то специфические проблемы работы в учреждении.

Первый период БДГ, наступающий примерно че­рез девяносто минут после засыпания, - самый ко­роткий, он обычно длится от пяти до десяти минут. По мере продолжения нашего путешествия через ночь длительность каждой последующей фазы БДГ возрастает. Самая длинная из них, которая может за­нимать более получаса, наступает утром, как раз пе­ред пробуждением.

В момент, предшествующий начальному периода сна со сновидениями, поза спящего человека изменя­ется. Хотя в НБДГ такие изменения изредка возмож­ны (особенно у людей, спящих плохо из-за болезни или беспокойства), большинство движений тела ночью происходит непосредственно перед или после каждого БДГ-сновидения. Этого не случается во вре­мя самого сновидения, поскольку тонус мышц теря­ется и тело охватывает своеобразный ''паралич".

Понаблюдайте, как засыпает кошка (стадия БДГ). Задние мускулы шеи теряют свой тонус пол­ностью, и голова внезапно падает на лапы - это похоже на движение старика, который кивает в своем кресле-качалке.

Когда со времени засыпания проходит чуть больше полутора часов, приближается время наше­го первого, в эту ночь, сновидения. Мы поворачи­ваемся в постели. Если поза, в которой мы заснули - "полузародышевая", т.е. мы лежим на боку, со слегка поджатыми коленями, то в этот момент мы можем повернуться, скажем, с левого бока на пра­вый, оставаясь в той же "полузародышевой" позе.

Непосредственно перед началом БДГ-сна ЭЭГ показывает всплески пилообразного вида, похожие на ряд печатных букв "m". Теперь, во время сно­видения, наши глаза под закрытыми веками опять начинают совершать такие же быстрые синхронные движения в разных направлениях, которые характеризуют нашу дневную активность. Эти быстрые движения глаз, по-видимому, отражают характер сна, который мы видим. Если нам снится, что мы входим в ком­нату, полную людей, наши глаза будут двигаться в горизонтальном направлении из стороны в сторону, как это делали бы мы в дневном мире, но если нам снится, что мы лежим, наши глаза будут двигаться вверх и вниз, в вертикальном направлении, как бы стремясь охватить взглядом землю внизу и облака вверху.

Мы действительно «видим» наши сны и следим за действием глазами. Значение такого "зрения" под­черкивается тем фактом, что слепые от рождения не имеют визуальных снов и, значит, не могут "видеть" свой сон. Слепой от рождения человек использует во сне другие органы чувств - осязание, слух и обоняние. Кончики пальцев будут совершать пор­хающие движения, пытаясь очертить форму объек­та, воспринимаемого во сне, будь это округлость жемчужины или вытянутость палки. Люди же зря­чие от рождения, но ослепшие позже в тот или иной период жизни, продолжают, конечно, иметь визуальные сны.

Для всех нас, и зрячих и слепых, дрожание пальцев на руках и ногах - один из немногих видов дви­жений, которые мы способны совершать во время сновидений. Туловище, шея, веки и крупные мышцы рук и ног - все они охвачены "параличом", упомя­нутым уже в этой главе.

Сон БДГ полон кажущихся противоречий. Мы спим, но двигаем глазами, как если бы мы могли видеть, - и, действительно, мы видим сны. К тому же во время БДГ-сна в на­шем теле происходит "реверс" по отношению к тем процессам, которые характерны для НБДГ-сна.

Когда мы видим сны, кровяное давление и тем­пература тела поднимаются, мы начинаем дышать чаще и менее регулярно, желудочный сок и адре­налин выделяются быстрее. Все эти функции в БДГ-сне существенно активизируются, достигая "уровня бодрствования", а иногда поднимаясь до такой интенсивности, которая при бодрствовании говорила бы о крайнем беспокойстве или даже панике. Создается впечатление, что организм чувст­вует возможною опасность в окружающей обста­новка и возбуждает себя в достаточной степени, чтобы следить за обстановкой не просыпаясь, подо­бно тому как подводная лодка высовывает пери­скоп, чтобы избежать всплытия.

Такая парадоксальная готовность в БДГ-сне фиксируется на энцефалограмме - на этой стадии наши мозговые волны аналогичны низкоуровневым быстрым нерегулярным энцефалограммам, отража­ющим нашу дневную жизнь.

Временами это возбуждение сопровождается ночными кошмарами. Если же оно вызывается ночными шумами, то мы просыпаемся. У людей, склонных к таким заболеваниям, как язва желудка, астма, сердечная недостаточность, ночью особенно вероятны приступы этих болезней во время периода возбуждения.

В состоянии сна без сновидений мы не чувству­ем изменений, происходящих в нашем мозгу и теле. Мы не осознаем своего собственного сущест­вования так, как это бывает наяву, - мы спим "мертвым сном". Но во сне со сновидениями про­является некоторое особое качество сознания. Мир наших сновидений может в некоторые моменты вполне походить на тот мир, к которому привыкло наше дневное "Я", а в другие моменты быть пол­ностью, фантастически отличным от него. Но мы переживаем этот опыт, осознаем его. Если нас раз­будить во время сновидений, мы способны в первые пять минут описать природу и содержание сна во всех деталях. Именно в сновидениях мы наиболее ярко переживаем уникальный образ жизни, кото­рый характеризует мир сна. Психологические ис­следования показывают, что в сновидениях (и в других измененных состояниях сознания, таких как гипнотический транс, некоторые виды религиозного экстаза или состояния, вызванные наркотиками) мы не испытываем ни чувства усталости, ни напря­женной сверхактивности. Что бы мы ни делали во сне, мы не ощущаем усталости.

Самый глубокий сон, когда обычно активные мозг и тело широко вовлечены в восстановительные функции, - это стадия НБДГ-4. Эта стадия кон­центрируется преимущественно в первой половине ночи. В течение первых полутора часов мы прово­дим в 4-й стадии сна фактически столько же време­ни, сколько за всю оставшуюся часть ночи. Таким образом, лабораторные эксперименты подтверждают бабушкины сказки о том, что лучший сон - первый сон. Тому факту, что мы получаем "столь много'' в первые часы ночи, обязаны многие знаменитые люди, хвастающие, что им необходимы только три- четыре часа ночного сна. Наполеон, Эдисон и дру­гие действительно были способны обойтись без по­следующих, не столь освежающих часов сна. Однако они, вероятно, спали урывками в дневные часы.

Эксперименты показали, что НБДГ-сон жизнен­но важен для здорового функционирования в дневном мире. Человека можно лишить БДГ-сна, если будить его каждый раз, когда ЭЭГ показывает, что он начал видеть сновидения, и это не принесет ви­димого вреда. Но если оставить того же самого че­ловека без НБДГ-сна, то в конце концов это при­ведет к раздражительности и потере психической готовности, как и при полном лишении сна.

Поиск по сайту: