Физиология цнс физиология сна

Сон является жизненно необходимым явлением для человека. Долгое время преобладало мнение, что это отдых, который требуется для восстановления энергии мозга после бодрствования. Но с появлением возможностей исследовать активность мозга на точных аппаратах выяснилось, что активность мозга даже выше во время сна, чем в то время, когда он бодрствует. Каковы же физиологические основы сна?

Теории сна

Физиология сна объяснялась несколькими теориями, первые из которых признаны уже безнадежно устаревшими.

Гуморальная считает, что в крови при длительном бодрствовании появляются вещества вызывающие засыпание. Теория родилась в результате наблюдений над собакой, которой переливали кровь долго не спящей собаки. Собака-реципиент сразу засыпала.
Корковая и подкорковая основана на наблюдениях над больными с опухолевыми или инфекционными поражениями подкорки мозга. У таких больных отмечаются разного рода и продолжительности нарушения сна, что указывает, по мнению исследователей, на присутствие подкорковых центров сна.
Химическая – в процессе бодрствования активизируются гипнотоксины, вызывающие засыпание. В более современном виде теория называется биохимической.
Теории центра сна физиолога Гесса, открывшего, что во время электрического раздражения ядер гипоталамуса в области 3-го желудочка подопытное животное засыпает.
Теория И.П.Павлова: разлитое торможение коры больших полушарий по мнению ученого возникает в результате его иррадиации из локальных участков, где оно произошло первоначально.
Теория П.К. Анохина – при утомлении развивается торможение локальных участков коры, которая, в свою очередь, перестаёт возбуждать центры сна ретикулярной формации, что вызывает торможение в нейронах. В ретикулярной формации начинает развиваться разлитое торможение.
Регуляция сна и бодрствования осуществляется центрами сна образующими сомногенные структуры – скопления нейронов, при возбуждении которых развивается сон. Другими словами единого центра сна не существует, а его функционирование – результат скоординированной работы многих структурных образований мозга, располагающихся на разных уровнях мозга, но связанных между собой сложными отношениями.

Насчитывается 3 вида таких гипногенных структур:

Центры медленного сна: передние отделы гипоталамуса, неспецифические ядра таламуса, ядра шва содержащие серотонин и тормозной центр Моруцци.
Центры быстрого сна: к ним относится голубое пятно, вестибулярные ядра продолговатого мозга, ретикулярная формация и верхнее двухолмие среднего мозга.
Центры, ответственные за регуляцию ритма сна: голубое пятно и определенные участки коры.

Довольно сложны и биохимические механизмы сна, активирующие нейрофизиологические. В них принимают участие адрен-, серотонин-, холинергические системы, дельта-пептид, бета-эндорфин, аргинин-вазотонин и пр. Тесно связан с ночным сном пролактин, его секреция резко повышается. Снижается во время сна секреция тиреотропина, кортизола, адренокортикотропина. Тормозной жидкостью системы считается гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), которая подавляет активность нейронов.

Почему человек спит

Современная концепция сна была опубликована в 2005 г. на основе исследований Кл. Сейпера из Гарварда. Согласно концепции, точно такой же сложный активный процесс, который вовлекает множество структур мозга – бодрствование. Многие структуры вовлечены одновременно и в те, и в другие процессы. Центры бодрствования также располагаются в голубом пятне, дорсальных ядрах шва и в вентролатеральной преоптической области гипоталамуса.

Механизм включения сна объясняется слаженной работой этих центров, регулируемой по принципу переключателя флип-флоп. Как только одна из сторон получает преимущество, система сразу, как качели, переходит в противоположное состояние. То есть центры сна и бодрствования поочередно блокируют друг друга, а орексин стабилизирует состояние, чтобы переключения не происходили чересчур быстро. Нарушение работы орексиновой системы приводит к развитию нарколепсии – состоянию, когда человек по несколько десятков раз в день погружается в состояние глубокого сна и выходит из него.

Факторы сна

На сегодняшний день выделяется 4 группы факторов, предопределяющих суточный сон:

Эндогенные – связанные с утомлением организма и с повышенной секрецией анаболических гормонов.
Циркадные ритмы.
Безусловные – покой, темнота, положение тела и пр.
Условнорефлекторные – привыкание к конкретному времени засыпания, к его продолжительности и пр.

Глимфатическая система головного мозга

Каждый день головной мозг человека обрабатывает гигабайты информации, которая поступает к нему от органов чувств, интерпретирует полученные данные, регулирует процессы запоминания. Кроме этого, именно головной мозг контролирует все процессы происходящие в организме: эмоции, координацию движений и все остальное.

В процессе работы клетки головного мозга активно работают, набухают и выделяют побочные продукты жизнедеятельности – нейротоксины. Какое это все имеет отношение ко сну? Дело в том, что до совсем недавнего времени считалось, что мозг полностью автономен, закрыт от всех систем организма гематоэнцефалическим барьером. Поэтому вопрос очищения головного мозга от продуктов собственной жизнедеятельности раньше рассматривался только в теории.

Организм человека пронизан лимфатической системой, выводящей из него токсические отходы жизнедеятельности. Однако с головным мозгом, как считалось раньше, эта система не сообщалась. В 2012 г. докторам из университета Рочестера Дж.Илиффу и М.Недергарду удалось приподнять завесу тайны, над тем как работает система очистки головного мозга – была открыта глимфатическая система.

Дело в том, что все продукты метаболизма из организма выводятся через печень. Но до печени от мозга очень большое расстояние. Принцип работы глимфатической системы схож с лимфосистемой. Кровеносные сосуды головного мозга обвиты глиальными клетками, между которыми образуется свободное пространство. В это пространство просачивается тканевая жидкость, содержащая токсины, выведенные из головного мозга через митохондрии. Тканевая жидкость обменивается со спинномозговой, которая, в свою очередь, вымывает мощным потоком токсины из мозга.

В 2015 г. в головном мозге были обнаружены и менингиальные лимфатические сосуды, которые вместе с кровеносными сосудами выходят в шейные лимфоузлы. Таким образом был сделан вывод, что мозг все-таки не является автономной системой организма, а отходы его жизнедеятельности выводятся через глимфатическую и лимфосистему человека, которая и доставляет токсичные продукты жизнедеятельности до печени.

Нарушения в работе глимфатической системы являются причиной распространенной болезни Альцгеймера, вызванной скоплением токсинов в головном мозге. Согласно лабораторным данным у больных Альцгеймером наблюдается большое количество в головном мозге белка бетаамилоида, который, накапливаясь, вызывает повреждения нервных клеток. Именно этот белок выводит глимфатическая система.

Название системы было сформировано из двух составляющих. Глимфатическая система действует как лимфосистема, но управляется клетками, известными под названием глиальные. Многие исследователи считают, что дальнейшие исследования физиологических механизмов сна позволят найти новые, более эффективные методы борьбы с болезнью Альцгеймера, Паркинсона, инсультами и прочими заболеваниями, связанными с головным мозгом.

Организм человека существует в условиях довольно ограниченного энергопитания. Мозг не в состоянии одновременно очищать себя от токсинов и обрабатывать входящую информацию. Поэтому на 80% глимфатическая система работает в то время, когда человек спит. В это время уменьшаются в объеме клетки мозга, которые ранее набухли во время работы, в результате чего освобождается межклеточное пространство, по которому беспрепятственно совершается отток токсинов, растворенных в межклеточной жидкости, в лимфосистему. За изменение размеров межклеточных пространств в мозге отвечает гормон норадреналин.

К процессу можно даже отнести понятие смыва. То есть токсины, накопившиеся между клетками в процессе их жизнедеятельности, вымываются потоком тканевой жидкости, которая начинает беспрепятственно течь во время сна. Таким образом, глимфатическая система – это канализация головного мозга, а сон обеспечивает условия для её функционирования.

То есть, те функции сна, которые раньше считались единственными – регулирование функций организма, структурирование полученной информации, формирование памяти дополнились еще одной важной составляющей: чисткой мозга от токсинов. Именно этим объясняется восстанавливающий эффект сна и негативное влияние недосыпа на организм.

В 2015г. исследование докторов Дж.Илиффа и М.Недергаарда было дополнено. Ученые установили, что даже поза для сна важна для процессов очистки мозга. Наиболее эффективной показала себя поза сна на боку, а наименее результативной – на животе.

Это исследование открыло новые горизонты в объяснении того, зачем человеку нужен сон. Эта загадка озадачивала умы ученых на протяжении тысячелетий. Исследования прошлого века привели пытливую мысль исследователей к тому, что сон помогает мозгу с консолидацией и хранением в памяти информации. Но это не способно сбалансировать те огромные недостатки, которые присущи сну. С точки зрения эволюции, функция сна сопряжена с огромным риском, ведь именно в этот момент существа наиболее уязвимы для окружающих хищников.

Физиология снов

Сновидения считаются следствием активности нейронов мозга при недостатке торможения. Считается, что сновидения в какой-то мере выполняют защитную функцию, отвлекая недостаточно спящее сознание от раздражителей, способных разбудить.

Сны могут вызывать внешние раздражители, внутренние, какая-либо мотивационная доминанта. Голодный будет видеть сны о еде, на фоне половых переживаний могут возникнуть сновидения с сексуальным контекстом. Несколько десятилетий преобладала психоаналитическая концепция, согласно которой организм в сновидениях разряжается от подавленных биологических побуждений. Однако сегодня она считается недостоверной.

Список использованной литературы:

Ковров Г.В. (ред.) Краткое руководство по клинической сомнологии М: “МЕДпресс-информ”, 2018г.
Полуэктов М.Г. (ред.) Сомнология и медицина сна. Национальное руководство памяти А.Н. Вейна и Я.И. Левина М.: “Медфорум”, 2016г.
А.М. Петров, А.Р. Гиниатуллин Нейробиология сна: современный взгляд (учебное пособие) Казань, ГКМУ, 2012г.

Сон — периодическое функциональное состояние человека, характеризующееся отсутствием целенаправленной деятельности и активных связей с окружающей средой. Во время сна активность мозга не уменьшается, а перестраивается. Третью часть жизни человек проводит во сне: он спит 25 лет из 75.

Анализ ряда фактов привел И.П. Павлова к выводу о том, что сон и условное торможение по своей природе являются единым процессом. Различие между ними состоит лишь в том, что условное торможение во время бодрствования охватывает лишь отдельные группы нейронов, в то время как в процессе развития сна торможение иррадиирует по коре полушарий головного мозга, распространяясь и на лежащие ниже отделы головного мозга.

Сон, развивающийся у человека и животных под влиянием условных тормозных раздражителей, И.П. Павлов называл активным, противопоставляя ему пассивный сон, возникающий в случаях прекращения или резкого ограничения притока афферентных сигналов к коре полушарий большого мозга.

Важное значение афферентной сигнализации в поддержании состояния бодрствования было доказано еще И.М. Сеченовым, который приводил известные из клинической практики случаи наступления длительного сна у больных, страдающих распространенными нарушениями органов чувств.

В клинике наблюдали больного, у которого из всех органов чувств сохранились функции только одного глаза и одного уха. Пока глаз мог видеть, а ухо слышать, человек бодрствовал, но как только врачи закрывали у больного эти единственные пути общения с внешним миром, пациент тотчас засыпал. А.Д. Сперанский и В.С. Галкин перерезали у собаки зрительные и обонятельные нервы и разрушили обе улитки внутреннего уха. После такой операции собака впала в сонное состояние, просыпаясь лишь на короткое время от голода или при переполнении прямой кишки и мочевого пузыря.

Все эти факты получили новое объяснение, после того как было установлено функциональное значение ретикулярной формации и выяснено взаимодействие между ней и корой больших полушарий.

Афферентные сигналы, идущие через ретикулярную формацию среднего мозга и неспецифические ядра таламуса в кору большого мозга, оказывают на нее активирующее влияние и поддерживают деятельное состояние. Устранение этих влияний (при поражении нескольких рецепторных систем либо в результате разрушения ретикулярной формации или выключения ее функций при действии некоторых наркотических средств, например барбитуратов) приводит к наступлению глубокого сна. В свою очередь, ретикулярная формация ствола мозга находится под непрерывным тонизирующим влиянием коры больших полушарий.

Существование двусторонней связи между корой большого мозга и ретикулярной формацией играет важную роль в механизме возникновения сна. Действительно, развитие торможения в участках коры снижает тонус ретикулярной формации, а это ослабляет ее восходящее активирующее влияние, что влечет за собой снижение активности всей коры головного мозга. Таким образом, торможение, первоначально возникшее в ограниченной области коры, может вызвать торможение нейронов всей коры полушарий большого мозга.

Ночной сон обычно состоит из четырех—пяти циклов, каждый из

Таблица 13.3

Физиологическое состояние организма

Наступает после засыпания, длится 60-90 мин. Снижается обмен веществ и активность сердечнососудистой, дыхательной, пищеварительной и выделительной систем, мышечный тонус падает, мышцы расслабляются, температура понижается. Полагают, что снижение температуры тела может являться одной из причин наступления сна. Пробуждение сопровождается повышением температуры тела

Наступает после медленного сна, длится 10—

15 мин. Активизируется деятельность внутренних органов: учащается пульс, дыхание, повышается температура, сокращаются глазодвигательные (глаза быстро двигаются), мимические мышцы, тонус скелетной мускулатуры отсутствует

Психические процессы мозга

Сновидения отражают процессы мышления и пересказ событий прошедшего дня, они абстрактны и познавательны. Может происходить разговор во сне, возникают ночные страхи у детей и снохожде- ние (лунатизм)

Возбуждение нейронов затылочных долей. Появление реалистичных эмоциональных сновидений со зрительными, звуковыми и обонятельными образами. Происходят классификация и упорядочение поступившей за день информации, консолидация памяти. Лишение человека этого вида сна приводит к расстройствам памяти и психическим заболеваниям

Сновидения И.М. Сеченов называл небывалыми комбинациями бывалых впечатлений

Физиологическая роль сна. Сон выполняет следующие функции:

• восстановительная — преобладание процессов анаболизма;
• антистрессорная — сон служит одним из механизмов психической защиты личности;
• адаптивная — синхронизация с циклом смены дня и ночи обеспечивает оптимальное взаимодействие организма со средой, подготовку организма к деятельности во время бодрствования;
• роль в переработке информации — осуществление процесса консолидации памяти: перевод информации из кратковременной в долговременную память.

• периодический ежесуточный сон;
• периодический сезонный сон (зимняя или летняя спячка животных);
• наркотический сон, вызываемый различными химическими или физическими агентами;
• гипнотический сон;
• патологический сон.

Первые два вида являются разновидностями физиологического сна, последние три вида — следствие особых нефизиологических воздействий на организм.

Нарушения сна. Нарушения сна очень распространены среди населения цивилизованных стран. Бессонница — хроническое заболевание, связанное с нарушением синхронизации биологических часов с суточными ритмами. Расстройства сна отмечены у 45% городского населения. Среди сельских жителей бессонница встречается значительно реже.

Сокращение длительности сна — один из постоянных признаков бессонницы — сравнительно редко бывает выраженным. При частичной бессоннице периоды бодрствования имеются в начале, середине и в конце ночи. При тотальной бессоннице преобладает бодрствование, лишь изредка прерывающееся дремотой. Этот вид бессонницы встречается значительно реже.

К расстройствам сна можно отнести и повышенную сонливость, так называемую гиперсомнию, которую можно наблюдать у людей со слабой нервной системой: ее можно рассматривать как защитную реакцию, предохраняющую нервные клетки от перенапряжения.

Повышенная патологическая сонливость приводит к длительному сну, который часто является следствием воспалительных заболеваний головного мозга, например вирусного энцефалита. В этих случаях сон может длиться неделю, месяцы и даже (в редких случаях) годы. Такой сон называется летаргическим.

Патологическая сонливость чаще всего возникает у людей, перенесших тяжелые инфекционные заболевания — сыпной тиф, менингит, грипп. Возникает сонливость при малокровии и функциональных нарушениях нервной системы.

Повышенная сонливость встречается реже, чем бессонница.

Последние исследования показали, что потребность ночного сна у молодежи в среднем составляет 8,5 ч; продолжительность ночного сна в 7,2—7,4 ч недостаточна, а сон менее 6,5 ч в течение длительного времени может подорвать здоровье.

В целях изучения роли отдельных фаз сна разработаны способы, позволяющие избирательно предотвращать их появление. При подавлении дельта-сна у испытуемых появляется чувство разбитости, усталости, ухудшается память и снижается внимание. Чувство разбитости и повышенной утомляемости, особенно нарастающее ко второй половине дне, у больных неврозом обусловлено хроническим дефицитом дельта-сна. Депривация быстрого сна ухудшает настроение, работоспособность, влияет на память.

Гигиена сна. Полноценный сон может быть обеспечен выполнением определенных правил. Перед сном необходимо исключить возбуждающие игры, умственную работу. Время после ужина должно протекать в спокойной обстановке, исключающей сильное возбуждение. Перед сном рекомендуется прогулка в течение 20—30 мин. Ужин должен быть легким, за 1,5—2 ч до сна. Шоколад, кофе и крепкий чай на ночь не рекомендуются.

Свежий, прохладный воздух в спальной комнате способствует более быстрому засыпанию и глубокому сну. Оптимальная температура в комнате для сна — 15—16 °С.

12.11. Физиология сна, сновидений, гипнотических состояний

Сон - жизненно необходимое, периодически наступающее особое функциональное состояние, характеризующееся специфическими электрофизиологическими, соматическими и вегетативными изменениями. Сон в процессе эволюции возник как процесс адаптации, подавляющей активность в ночной период наименьшей доступности пищи, угрозы резких колебаний внешних условий и максимальной опасности со стороны хищников. Сон снижает ежедневные метаболические затраты, навязывая организму смену деятельности, и является выражением внутренней инстинктивной потребности. У человека сон - монофазный, т.е. имеется суточная периодичность сна и бодрствования, которая является проявлением врожденного, так называемого циркадианного биоритма человека.

Во время сна многие функции организма меняют свою интенсивность: двигательная активность исчезает, уменьшается частота дыхания и сердечных сокращений, падает артериальное давление, уровень обмена веществ и возбудимости нервной системы. Отключается сознание. Активность некоторых других процессов возрастает: увеличивается кровообращение в стволовой части мозга и гипоталамусе, что сопровождается повышением температуры мозга, увеличивается потребление кислорода (в стадии "быстрого сна"), активность некоторых ферментов, выделение гормона роста, гонадотропных гормонов гипофиза (в период полового созревания).

Фаза медленного сна имеет 5 стадий:
I стадия наблюдается при переходе от расслабленного бодрствования к дремоте. На ЭЭГ в это время - альфа-ритм переменной амплитуды.
II стадия (дремота) характеризуется отсутствием альфа-ритма с появлением тета-, бета- и дельта-волн. В это время появляются медленные (1-2 с) движения глазных яблок (отсюда и название фазы) и снижение амплитуды мышечных потенциалов.
III стадия (поверхностный сон) отличается появлением "сонных веретен" (частота 12-15 гц)наряду с дельта-, тета- и изредка бета-ритмом.
IV стадия (сон средней глубины) характеризуется высокоамплитудной дельта-активностью на фоне сонных веретен и К-волн, образующих так называемые “вертекс-потенциалы”.
V стадия (глубокий сон) - преобладание дельта-ритма (дельта-сон).
В период медленного сна происходит замедление частоты сердечных сокращений, снижение артериального давления, понижение температуры тела.

Научный подход к изучению сна начался во второй половине XIX века. Некоторые из представлений того времени имеют лишь исторический интерес. Это циркулярная и гистологическая теории сна . В соответствии с первой сон наступает, когда кровообращение в сосудах мозга периодически снижается.
Гистологическая теория объясняла сон как следствие изменения формы нейронов, снижения их возбудимости и отключения мозга от внешнего мира.
Химическая теория объясняет сон как результат накопления в крови и тканях "гипнотических" продуктов обмена вследствие утомления (молочной кислоты, углекислоты, холестерина, карбоновых кислот и др.). Действительно, введение бодрствующему животному экстракта мозга, сыворотки или спинномозговой жидкости собак, лишенных сна в течение нескольких суток, вызывало у него сон. Однако наблюдения, проведенные в лаборатории Анохина над двумя парами сросшихся близнецов, показали, что несмотря на общее кровообращение и возможность проникновения гипнотоксинов из тела одного ребенка в тело другого, сон у близнецов наступал неодновременно.
В последнее время удалось выделить из церебральной жидкости и венозной крови вещество, вызывающее сон, в чистом виде. Это "дельта-пептид сна" из 9 аминокислотных остатков, известен также "фактор S" из мозга долго не спавших животных, увеличивающий продолжительность медленной фазы сна до 6 часов.
Кортикальная теория И.П.Павлова возникла при изучении условных рефлексов в переходном периоде от бодрствования ко сну и наоборот. Было показано, что наиболее сильным снотворным действием обладают слабые раздражители, а также ритмично (монотонно) действующие неподкрепляемые сигналы любой силы, вызывающие условное торможение условных рефлексов. По Павлову сон - разлитое по коре мозга торможение. Разница в том, что внутреннее торможение - как бы частичный сон, раздробленный на отдельные зоны коры.
Переходное состояние между сном и бодрствованием - от уравнительной фазы до тормозной - также подтверждало теорию Павлова.
Однако теперь показано, что сон - это не разлитое торможение по коре мозга, ибо во время сна нейроны мозга находятся не в тормозном, а в возбужденном состоянии
Следовательно, во время сна происходит реорганизация функций мозга, а не общее снижение нейронной активности.
Теория нервных центров сна . Гесс (1933) признавал наличие специальных центров сна и бодрствования в подкорковых структурах, поскольку раздражение определенных частей гипоталамуса и ретикулярной формации может вызвать как пробуждение спящих, так и засыпание бодрствующих.
Так, в клинике обнаружено, что сонливое состояние больных энцефалитом, названным летаргическим энцефалитом, связано с поражением гипоталамуса. Позднее Н.И.Гращенков во время Великой Отечественной войны, оперируя раненного осколком мины, заметил, что попытка извлечь осколок, находящийся в области гипоталамуса, приводит к мгновенному засыпанию больного.
Гесс обнаружил, что раздражение в области вентромедиального гипоталамуса вызывает сон, длящийся 10-40 минут после раздражения. Вентромедиальное ядро гипоталамуса было названо центром сна (центром Гесса), а сон стал рассматриваться как активный процесс. Большое значение в понимании механизма сна имели также известные опыты Бремера, а также Мэгуна и Моруцци, вскрывающие отношения между состоянием клеток коры (ЭЭГ) и ретикулярной формацией мозга.
П.К.Анохин , объединив разрозненные факты, создал следующую теорию сна и бодрствования - корково-подкорковую .
Сон рассматривается как результат циклических изменений во взаимоотношениях коры и важнейших подкорковых образований - гипоталамуса и ретикулярной формацией мозга.
В состоянии бодрствования кора тормозит гипоталамический центр Гесса, который способен тормозить деятельность активирующей ретикулярной системы либо на уровне продолговатого мозга, либо на уровне таламуса.
Свободная от тормозящего влияния центра сна ретикулярная формация активирует кору, которая еще более подавляет активность центра Гесса. Когда же в коре развивается внутреннее торможение, это приводит к снижению и прекращению тормозящих нисходящих влияний на гипоталамус. Высвобождение центра Гесса из-под тормозящего влияния коры приводит к подавлению ретикулярной активирующей системы, еще большему снижению корковой активности и возникновению сна.
Современные данные показывают, что во время сна ни в коре, ни в подкорке нет полного прекращения активности нервных клеток. Сон является активным состоянием мозга, а не периодом угнетения его деятельности. Само состояние сна является результатом активирования специальных сомногенных систем , а не угнетения мозговых механизмов поддержания бодрствования. Для каждого вида сна имеются определенные мозговые структуры, которые осуществляют их включение.
Во время быстрой фазы сна наблюдается возрастание нейронной активности в таламусе, гипоталамусе, ретикулярной формации среднего мозга, гиппокампе и зрительной коре.
В фазе медленного сна нейроны базолатеральной части миндалевидного комплекса обладают наивысшей активностью, а также повышается спонтанная активность ретикулярной формации продолговатого мозга.
Сегодня уже с несомненностью установлена корково-подкорковая локализация структур управления сном. Разработана теория М.Жуве о моноаминэргической регуляции стадий сна . Во время сна происходит перестройка продолжающейся деятельности клеток мозга, переход нейронов в другие режимы работы (по сравнению с бодрствованием), причем принципиально разные в фазах быстрого и медленного сна.
Стадия медленного сна обеспечивается функционированием серотонинергических нейронов ядер шва (по средней линии от продолговатого до среднего мозга). Аксоны этих нейронов направляются в спинной мозг, латеральное коленчатое тело, гиппокамп и миндалину.
Установлена прямая зависимость сна от функциональной активности этих структур, общего уровня серотонина и его обмена.
За различные компоненты быстрого сна отвечают разные норадренергические структуры варолиевого моста (голубоватого пятна) и ретикулярной формации среднего мозга . Кора больших полушарий участвует в переключении отдельных фаз сна, вносит свой вклад в формирование различных явлений, сопровождающих сон, и, наконец, важна для процесса просыпания.

Смена сна и бодрствования - исторически сложившийся ритм, при котором у человека сон совпадает с ночью, а бодрствование - с днем.
В основе этого ритма - закономерные колебания физиологических и биохимических констант. Наивысшая работоспособность наблюдается у человека в тот период суток, когда температура тела, артериальное давление, количество катехоламинов и кортикостероидов в крови максимальны. У одних это утром ("жаворонки"), у других - вечером ("совы").
Длительность и качество сна зависит от пережитых днем событий, сочетания физической и умственной работы, положительных и отрицательных эмоций.
Предпосылка для нормального сна - сама организация сна: привычка ложиться в определенное время, наличие ритуалов сна.

Сон с точки зрения физиологии

Этот краткий обзор посвящен одному из самых привычных физиологических состояний – сну. Большинство из нас не задумываются о роли сна в поддержании хорошего самочувствия до тех пор, пока не столкнуться с его нарушениями.

Правильный циркадианный ритм (цикл сон-бодрствование) обеспечивается взаимным влиянием множества структур нервной системы и специальных вещества-нейромедиаторов, отлаженная работа которых поддерживает хрупкое равновесие этой сложной системы.

Какие основные структуры мозга отвечают за здоровый сон?

Центральной структурой, отвечающей за процессы сна и бодрствования , является ретикулярный формация, расположенная в продолговатом мозге и медиальной части моста.

Центр бодрствования – ретикулярные ядра моста, улавливают различные стимулы из внешней среды и при достаточной интенсивности внешних сигналов (звонок будильника или яркий солнечный свет) мы просыпаемся.

Главным центром сна является центральное серое вещество среднего мозга, ядра шва, содержащие в себе серотониновые нейроны, которые с помощью одноименного нейромедиатора (серотонина) убирают лишние информационные потоки в мозге, после чего в игру вступают нейроны ГАМК (гаммааминомаслянной кислоты – главного тормозного медиатора ЦНС), которые интенсивно блокируют зрительные, слуховые и прочие стимулы, этот эффект закрепляется специальными структурами – ядрами таламуса.

Таким образом, в ЦНС идет конкуренция систем, отвечающих за сон и бодрствование. Главные центры бодрствования в качестве медиатора используют глутаминовую кислоту, активизирующую работу ЦНС.

В процессе перехода от сна к бодрствованию важную роль, помимо ретикулярной формации, играет голубое пятно – структура, расположенная в передней верхней части моста, активно выделяющая норадреналин. Норадреналин оказывает как тормозное, так и возбуждающее действие на нервную систему, в зависимости от того, на какую структуру мозга происходит воздействие. Для понимания процессов активации ЦНС важно знать, что на центральное серое вещество он действует как тормозный медиатор, таким образом нивелируя “снотворное” воздействие этой структуры на организм. Активация голубого пятна ведет к “пробуждению” нервной системы. Голубое пятно воздуждается в периоды стресса и опасности. Именно эта структура отвечает за бессонные ночи перед экзаменом, собеседованием и другими субъективно тревожными событиями.

Параллельно с этим существует система, распознающая время суток (день/ночь), которая в дальнейшем взаимодействует с центрами сна и бодрствования – супрахиазменные ядра гипоталамуса. Нарушения процессов засыпания и пробуждения после долгих перелетов, так называемый джетлаг, это и есть тот процесс, который требуется этой системе для адаптации к изменению часовых поясов.

Зачем нашему организму нужен сон? В чем его функция?

Достоверно известно, что во время ночного сна синтезируются и высвобождаются важные гормональные вещества, снижается температура тела и сердечный ритм, что способствует общему восстановлению организма.

Мы же сосредоточим внимание на пользе, которую сон оказывает на функции нервной системы.

Почему это важно?

Также во время сна активируются те нейроны, которые бездействовали днем, таким образом центральная нервная система настраивает саму себя, чтобы все нервные клетки были в тонусе и готовы приступить к работе в любой момент. Этот механизм также обеспечивает стабильность старых воспоминаний – информации о детстве, школьных и институтских знаниях и т.д.

В целом сон оказывает огромное положительной воздействие на память и нейропластичность – способность к формированию новых нейрональных связей.

Зачем нужна разные фазы сна и сколько их должно быть в норме?

У млекопитающих существует две фазы сна – REM и nonREM.

REM (rapid eye movement – быстрые движения глаз (БДГ)) – фаза сна, во время которой люди видят сновидения, ее также называет фазой парадоксального сна. Сновидения можно назвать побочным продуктом тех восстановительных процессов, которые происходят в головном мозге. Ученые выяснили, что сновидение – по сути галлюцинаторная активность, относящаяся к норме – это не что иное, как попытка нашего мозга составить более-менее связный образ из различных хаотичных сигналов, которые рождаются во время ночного сна в ЦНС.

Что же происходит с организмом во время сновидения? Во время REM сна электрическая активность мозга практически совпадает с той, что наблюдается в период бодрствования, при этом в ЦНС существенно снижена продукция ряда нейромедиаторов: норадреналина, серотонина и гистамина. Также снижается количество глицина и ГАМК, что в совокупности вызывает парализацию скелетной мускулатуры. Именно поэтому в норме, когда во сне человеку представляется, что он бежит, плывет, дерется или выполняет любые другие активные действия, в реальности он неподвижно лежит под одеялом. Из-за сбоев в проведении импульсов и нейромедиаторной активности во время REM фазы сна возникает ряд нарушений: лунатизм – хождение во сне, сонный паралич – ситуации, когда человек проснулся, но не может пошевелиться.

Некоторые исследователи пришли к выводу, что REM сон в большей степени отвечает за нормальное функционирование памяти. Его отсутствие, соответственно, ведет к серьезным мнестико-интеллектуальным нарушениям. Именно во время REM сна происходит повторение важной новой информации, полученной в течение дня.

Что делать, если возникли проблемы со сном?

Казалось бы, неудивительно, что настолько сложно устроенная система периодами дает сбой, что проявляется нарушениями сна. Наверняка каждый человек хоть раз в жизни сталкивался с теми или иными проявлениями бессонницы, возникающими в связи с внешними событиями: волнением перед экзаменом, похмельем после бурного веселья, серьезным стрессом.

Ряд проблем со сном можно решить соблюдением простых правил гигиены.

Как быть, если бессонница беспокоит постоянно?

Когда проблемы возникают краткосрочно (1-2 дня) в этом нет ничего катастрофического.

Но если вы на постоянной основе считаете овечек по вечерам и доходите в своих подсчетах до сотни или вскакиваете раньше будильника с роем мыслей в голове, то ситуация является очень серьезной и требует вмешательства специалиста.

Их разделяют на раннюю, среднюю и позднюю инсомнию – когда человек не может заснуть, спит поверхностным сном в течение ночи и мучается от ранних пробуждений, соответственно.

Нередко бессонница маскирует более существенные проблемы, а точнее, является их следствием.

Очень часто люди, обращающиеся за помощью, рассказывают о том, что перед сном в голову лезут навязчивые мысли – о жизненных проблемах, а иногда и просто какая-то бессвязная ерунда, сердце бешено стучит в груди и учащается дыхание. Это проявления тревоги, которая, в свою очередь, не позволяет уснуть.

Симптомы тревоги и депрессии являются частой проблемой человека, живущего в современном обществе, особенно если его профессия связана со стрессом и активным общением с другими людьми. Важно помнить о том, что любую проблему правильно решать в зачатке. Психологический дискомфорт, также как и любое заболевание, с течением времени только усугубляется, принимает хронические формы и намного сложнее поддается лечению. Тут уместна аналогия с больным зубом. Если вы регулярно посещаете стоматолога и вовремя решаете проблемы с дефектом эмали, то никогда не столкнетесь с воспалением нерва.

Только психика – это структура намного более хрупкая и тяжело поддающаяся восстановлению.

Нарушения сна и сопутствующие им проблемы требуют грамотного и своевременного лечения. Поэтому призываем вас внимательно отнестись к своему здоровью и при наличии проблем, пройти дигностику у специалиста.

Читайте также: