Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Фізіологічні особливості сну

Циклічність притаманна багатьом явищам в навколишньому світі. Ми звикли до ритмічної зміни дня і ночі, пір року, роботи та відпочинку. Велике значення для всього живого мають біологічні ритми, в першу чергу так звані циркадні ритми, обумовлені обертанням Землі навколо своєї осі.
Види сну. У людини і багатьох тварин період сну і неспання приурочений до добової зміни дня і ночі. Такий сон називається монофазним. Якщо ж зміна сну і неспання відбувається кілька разів на добу, сон називається поліфазним.Періодичний щодобовий сон дорослої людини, як правило, є монофазним, іноді діфазним (двічі на добу), у маленької дитини спостерігається поліфазний тип сну.

У ряду тварин спостерігається також сезонний сон (сплячка), обумовлений несприятливим для організму умовами середовища: холод, посуха і т.д.

Крім перерахованих, описані ще кілька видів сну: наркотичний (викликається різними хімічними або фізичними агентами), гіпнотичний і патологічний. Останні три види сну зазвичай розглядають як наслідок нефизиологических впливів на організм людини або тварини.

Наркотичний сон може бути викликаний різного роду хімічними впливами: вдихання парів ефіру, хлороформу, введенням в організм різного роду наркотиків, наприклад, алкоголю, морфію та інших. Крім того, цей сон може бути викликаний електронаркозе (вплив переривчастого електричного струму слабкої сили).

Патологічний сон виникає при анемії мозку, мозкової травми, наявності пухлин у великих півкулях або ураженні деяких ділянок стовбура мозку. Сюди ж відноситься і летаргічний сон, який може виникнути як реакція на сильну емоційну травму і може тривати від кількох днів до кількох років. До явищ патологічного сну слід віднести також і снохождение (сомнамбулізм), фізіологічні механізми якого до цих пір невідомі.

Особливий інтерес викликає гіпнотичний сон, який може бути викликаний гіпнотичним впливом обстановки і впливами гіпнотизера. Під час гіпнотичного сну можливо вимкнення довільній корковой активності при збереженні часткового контакту з навколишнім і наявністю сенсомоторної діяльності.
Чергування сну і неспання спостерігається на всіх етапах еволюційної драбини: від нижчих хребетних і птахів до ссавців і людини. Безсумнівно, що подібна універсальна організація ритмічного чергування активності та спокою має глибокий фізіологічний сенс. Добре відомо, що під час сну відбуваються значні фізіологічні зміни в роботі ЦНС, вегетативної нервової системи та інших системах і функціях організму.

До числа основних законів психічної діяльності людини відноситься циклічне чергування сну і неспання.
Однак слід відзначити і часті порушення ритмічності сну, до яких можна віднести безсоння і так званий нездоланний сон (нарколепсію), що виникає під час пасивної їзди на транспорті, при виконанні монотонної роботи, а також при управлінні різними транспортними засобами: автомобілем, електровозом, метро.

Стадії сну. Сон людини має правильну циклічну організацію. Протягом сну розрізняють п'ять стадій. Чотири стадії медленноволнового сну і одна стадія швидкого. Іноді кажуть, що сон складається з двох фаз: повільної і швидкої.Завершеним циклом вважається відрізок сну, в якому відбувається послідовна зміна стадій медленноволнового сну швидким сном. В середньому відзначається 4-6 таких циклів за ніч, тривалістю приблизно 1,5 години кожен.

 

Фрагменти поліграми на різних стадіях сну (по В.М. Ковальзон, 1999).
Видно, що для зміни стадій повільного сну характерно поступове збільшення амплітуди і зниження частоти хвиль ЕЕГ, зміна швидких рухів очей повільними, аж до повного зникнення; прогресивне зменшення амплітуди ЕМГ. При парадоксальному сні ЕЕГ така ж, як при пильнуванні, ЕОГ демонструє швидкі рухи очей, а ЕМГ майже не реєструється
Поглиблене вивчення сну стало можливим тільки після винаходу електроенцефалографії. Саме за допомогою ЕЕГ були виявлені істотні відмінності як між стадіями сну, так і між станом сну і неспання.

Перша стадія є перехідною від стану неспання до сну, що супроводжується зменшенням альфа-активності і появою низькоамплітудних повільних тета-і дельта-хвиль. Тривалість першої стадії зазвичай не більше 10-15 хв. В кінці цієї стадії можуть з'являтися короткі спалахи так званих сонних веретен, добре видимих ​​на тлі повільнохвильовий активності. Однак, поки веретена сну не досягнуть тривалості 0,5 секунд, цей період вважається першою стадією сну. У поведінці ця стадія відповідає періоду дрімоти з напівсонними мріяннями, вона може бути пов'язана з народженням інтуїтивних ідей, що сприяють успішності вирішення тієї чи іншої проблеми.

Друга стадія займає трохи менше половини всього часу нічного сну. Ця стадія отримала назву стадії "сонних веретен", тому щонайбільш яскравою її рисою є наявність в ЕЕГ веретеноподібної ритмічної активності з частотою коливання 12-16 Гц. Тривалість цих "веретен", добре виділяються з фонової високоамплітудних ЕЕГ зі змішаною частотою коливань, становить від 0,2 до 0,5 секунд.

Третя стадія характеризується всіма рисами другої стадії, до яких додається наявність в ЕЕГ повільних дельта коливань з частотою 2 Гц і менш, що займають від 20 до 50% епохи записи. Цей перехідний період триває всього кілька хвилин.

Четверта стадія характеризується переважанням в ЕЕГ повільних дельта коливань з частотою 2 Гц і менш, що займають більше 50% епохи записи нічного сну. Третя і четверті стадії зазвичай об'єднують під назвою дельта-сну. Глибокі стадії дельта-сну більш виражені на початку і поступово зменшуються до кінця сну.У цій стадії розбудити людину досить важко. Саме в цей час виникають близько 80% сновидінь, і саме в цій стадії можливі напади лунатизму і нічні кошмари, проте людина майже нічого з цього не пам'ятає. Перші чотири стадії сну в нормі займають 75-80% всього періоду сну.

П'ята стадія сну. П'ята стадія сну має ряд назв: стадія "швидких рухів очей" або скорочено БДГ, "швидкий сон", "парадоксальний сон". Під час цієї стадії людина перебуває в повній нерухомості внаслідок різкого падіння м'язового тонусу, і лише очні яблука під зімкнутими століттями роблять швидкі рухи з частотою 60-70 разів на секунду. Кількість таких рухів може коливатися від 5 до 50. Причому була виявлена ​​чітка зв'язок між швидкими рухами очей і сновидіннями. Так, у здорових людей цих рухів більше, ніж у хворих з порушенням сну. Характерно, що сліпим від народження людям сняться тільки звуки і відчуття. Очі їх при цьому нерухомі.Вважається, що за інтенсивністю БДГ можна судити про яскравість і емоційності сновидінь. Проте рухи очей уві сні відрізняються від тих, які характерні для розглядання об'єктів в стані неспання.

Крім того, на цій стадії сну електроенцефалограма набуває ознаки, характерні для стану неспання (в спектрі переважають низькоамплітудних високочастотні складові). Назва "парадоксальна" виникло через видимого невідповідності між станом тіла (повний спокій) і активністю мозку. Якщо в цей час розбудити сплячого, то приблизно в 90% випадків можна почути розповідь про яскраве сновидінні, причому точність деталей буде істотно вище, ніж при пробудженні з повільного сну (див. рис. Дзеркальний гальванометр).

Парадоксальна стадія сну є у багатьох видів ссавців і навіть у деяких видів птахів.Відзначено також, що у тварин частка парадоксального сну має тенденцію збільшуватися зі збільшенням ступеня розвитку кори. Однак парадоксальний сон у тварин і людини протікає по-різному. Людина в парадоксальному сні нерухомий (рухаються тільки очі). У тварин рухаються вуса, вуха, хвіст, сіпаються лапи, відбуваються мигальні і смоктальні рухи, а у собак чутні навіть повизгивания.

Періоди БДГ сну виникають приблизно з 90 хвилинними інтервалами і тривають в середньому близько 20 хвилин. У нормальних дорослих ця стадія сну займає приблизно 20-25% часу, проведеного у сні. У немовлят ця частка значно вища; в перші тижні життя близько 80% всього дуже тривалого часу сну складає парадоксальний сон.

Потреба в сні. Ця вітальна потреба залежить від віку. Так загальна тривалість сну новонароджених складає 20-23 години на добу, у віці від 6 місяців до 1 року - близько 18 годин, віком від 2-х до 4-х років - близько 16 годин, віком від 4-х до 8років - 12:00, у віці від 8 до 12 років - 10:00, у віці від 12 до 16 років - 9:00. Дорослі сплять в середньому 7-8 годин на добу.

В середньому у дорослих процентне співвідношення між всіма стадіями сну таке:

o I стадія (дрімота) займає в середньому 12,1%

o II стадія (сонні веретена) - 38,1%

o III стадія (дельта сон) - 14,2%

o IV стадія (дельта сон) - 12,1%

o V стадія (парадоксальний сон) - 23,5%

Існує думка, що потреба у сні до старості знижується.

Проте встановлено, що люди старше 60 років, які страждають різними захворюваннями сплять, як правило, менше 7 годин на добу. У той же час практично здорові люди цього віку сплять більше 8 годин на добу. При збільшенні тривалості сну у "малоспящіх" літніх людей спостерігається поліпшення самопочуття. За деякими даними тривалість сну довгожителів Кавказу коливається від 9 до 16-17 годин на добу. В середньому ж довгожителі сплять по 11-13 годин. Іншими словами у міру старіння людини тривалість сну повинна збільшуватися.

Позбавлений сну людина гине протягом двох тижнів. Позбавлення сну протягом 3-5 діб викликає непереборну потребу у сні. В результаті 60-80 годинного відсутності сну у людини спостерігається зниження швидкості психічних реакцій, псується настрій, відбувається дезорієнтація у навколишньому середовищі, різко знижується працездатність, виникає швидка стомлюваність при розумовій роботі і менша її точність. Людина втрачає здатність до зосередженого увазі, можуть виникнути різні порушення моторики (тремор і тики), можливі й галюцинації, іноді спостерігаються раптова втрата пам'яті і суперечливість мови. При більш тривалому позбавлення сну можуть виникнути психопатії і навіть паранояльний розлади психіки.

Зміни вегетативних функцій при тривалій безсонні дуже невеликі, відзначається тільки невелике зниження температури тіла і незначні уповільнення пульсу.

В науці описані кілька випадків тривалої відсутності сну, які, поряд з явищами сомнамбулізму (лунатизму) і летаргічного сну до цих пір не знайшли пояснень.Найчастіше ці випадки були пов'язані із сильними психічними потрясіннями (втрата близької людини, наслідки катастрофи). Проте в більшості випадків подібні події призводять до зворотного результату - до летаргічному сну.
Повільний і парадоксальний сон в рівній мірі необхідні організму. Так, якщо будити людину щоразу при настанні парадоксального сну, тенденція впадати в парадоксальний сон стане наростати. Через кілька днів людина буде переходити від неспання до парадоксального сну без проміжної фази звичайного сну.
Таким чином, стадії сну утворюють своєрідну систему, в якій вплив на одну ланку тягне за собою зміну в стані іншого ланки.

Фізіологічні зміни під час сну. До найбільш характерних симптомів сну відноситься зниження активності нервової системи і припинення контакту з навколишнім середовищем за рахунок "виключення" сенсомоторної сфери.

Пороги всіх видів чутливості (зір, слух, смак, нюх і дотик) уві сні зростають. За величиною порога можна судити про глибину сну. У перших чотирьох стадіях пороги сприйняття збільшуються на 30-40%, в той час як в БДГ сні - на 400%.Рефлекторна функція під час сну різко ослаблена. Умовні рефлекси загальмовані, безумовні значно знижені. При цьому деякі види корковой діяльності і реакції на певні подразники можуть зберігатися під час нормального періодичного сну.Наприклад, спляча мати чує звуки рухів хворої дитини. Таке явище отримало назву часткового неспання.

Більшість м'язів у сні знаходиться в розслабленому стані, причому людина здатна довго зберігати певну позу тіла. При цьому посилений тонус м'язів, що закривають повіки, а також кільцевого мускула, замикаючого сечовий міхур. У міру занурення в сон ритми серця і дихання сповільнюються, стаючи все більш рівномірними.

Повільнохвильовий сон супроводжується зниженням вегетативного тонусу - звужуються зіниці, рожевіє шкіра, посилюється потовиділення, знижується слиновиділення, знижується активність серцево-судинної, дихальної, травної та видільної систем, зменшується обсяг циркулюючої крові; спостерігається надмірне кровонаповнення легеневих судин; зменшується частота дихання, що призводить до обмеження обсягу надходить у кров кисню і більш повільного видалення вуглекислого газу, тобто зменшується інтенсивність легеневого газообміну. Саме тому вночі знижується частота серцевих скорочень, а разом з нею і швидкість кровотоку.

Слід підкреслити, що, хоча в цілому у сні знижується рівень обміну речовин, одночасно з цим активізуються процеси відновлення працездатності всіх клітин організму, інтенсивно йде їх розмноження, відбувається заміна білків.

На противагу цьому під час парадоксального сну наступає "вегетативна буря". Дихання стає нерегулярним, неритмічним, змінюючись по глибині. Можлива і зупинка дихання (наприклад, в нічному кошмарі). У чоловіків на цій стадії спостерігається ерекція статевого члена, що виникає не тільки у дорослих, але також і у немовлят.

Протягом всієї ночі у людини активізується ріст волосся і нігтів. Температура тіла людини під час сну знижується (у жінок вона падає до 35,6 а у чоловіків до 34,9 градусів). Подібні добові коливання температури - зниження вночі і підвищення вдень - спостерігаються також і у відсутності сну або при денному сні і нічному стані.

При деяких формах так званого гіпнотичного сну, і зокрема при каталепсії (каталепсія - застигання людини в прийнятій ним позі, іноді навіть дуже незручною, що вимагає значного м'язового напруги), відбувається різке підвищення м'язового тонусу (див. Хрестоматія. 3.5).

Теорії сну

Перші ідеї про походження сну представляють в основному історичний інтерес.Так, відповідно до гемодинамічної теорією сон виникає в результаті застою крові в мозку при горизонтальному положенні тіла. За іншою версією, сон - результат анемії мозку і в той же час його відпочинок. Згідно гістологічної теорії, сон настає в результаті порушення зв'язків між нервовими клітинами і їх відростками, що виникає через тривале збудження нервової системи.

Хімічна теорія. За цією теорією, під час неспання в клітинах тіла накопичуються легко окисляються продукти, в результаті виникає дефіцит кисню, і людина засинає. За словами псіхіатор Е. Клапаред, ми засипаємо не від того що отруєні або втомилися, а щоб не отруїтися і не втомитися.
Гістологічний аналіз мозку собак, вбитих після десяти днів без сну, показує зміни форми ядер пірамідних нейронів лобової кори. При цьому кровоносні судини мозку оточені лейкоцитами і місцями розірвані. Однак, якщо перед умертвіння собакам дати трохи поспати, в клітинах не виявляється ніяких змін.
За деякими припущеннями, ці зміни викликаються особливим отрутою гипнотоксинов. Склад, приготований з крові, спинномозковій рідині або екстракту речовини головного мозку довго не спали собак впорскували бодрствующим собакам. Останні відразу ж виявляли всі ознаки втоми і впадали в глибокий сон. У їх нервових клітинах з'являлися ті ж зміни, що й у довго не спали собак. Проте в чистому вигляді виділити гипнотоксин так і не вдалося. Більш того, цієї теорії суперечать спостереження П.К. Анохіна над двома парами сіамських близнюків із загальною системою кровообігу - він дуже часто спостерігав, що одна голова спить, в той час як інша спить. Якщо сон викликається речовинами, які переносяться з кров'ю, то близнюки повинні засипати одночасно. Однак це не так.
Хімічна теорія не може також відповісти на ряд питань.Наприклад, чому щоденне отруєння продуктами втоми не приносить організму ніякої шкоди? Куди діваються отрути при безсонні? Чому новонароджене немовля практично весь час спить?

Сон як гальмування. Згідно І.П. Павлову, сон і внутрішнє гальмування за своєю фізико-хімічною природою є єдиним процесом. Різниця між ними полягає в тому, що внутрішнє гальмування у спить людина охоплює лише окремі групи клітин, в той час як при розвитку сну гальмування широко іррадіює по корі великих півкуль, поширюючись на нижележащие відділи мозку. Таке розлите гальмування кори і підкіркових центрів забезпечує їх відновлення для подальшої діяльності. Сон, що розвивається під впливом гальмівних умовних подразників, І.П. Павлов назвав активним, протиставляючи йому пасивний сон, що виникає у разі припинення або різкого обмеження припливу аферентних імпульсів в кору великих півкуль.

Сучасні теорії сну. В даний час більшість існуючих гіпотез щодо функціонального призначення сну і окремих його стадій можна звести до трьох основних типів:

1) енергетичним, або компенсаторно-відновлювальних,

2) інформаційним,

3) психодинамическим.

Згідно з "енергетичним" теоріям, під час сну відбувається відновлення енергії, витраченої під час неспання. Особлива роль при цьому відводиться дельта-сну, збільшення тривалості якого слідує за фізичним та розумовим напруженням. Будь-яке навантаження компенсується збільшенням частки дельта-сну. Саме на стадії дельта-сну відбувається секреція нейрогормонів, що володіють анаболічним дією.
Виділено морфологічні утворення, що мають відношення до регуляції сну.
Ретикулярна формація управляє початковим етапом сну. Гіпногенним зона, що знаходиться в передній частині гіпоталамуса також робить регулюючий вплив на функції сну і неспання. Периферичні гіпногенние зони розташовані в стінках сонних артерій. Отже, в організмі існує цілий ряд гіпногенних зон. Механізм настання сну і пробудження від сну складний і, ймовірно, має певну ієрархію.
Теорія П.К. Анохіна надає в цьому процесі вирішальне значення функцій гіпоталамуса. При тривалому пильнуванні рівень життєвої активності клітин кори мозку знижується, тому їх гальмівний вплив на гіпоталамус слабшає, що дозволяє гіпоталамусу "вимикати" активизирующее вплив ретикулярної формації. При зниженні висхідного потоку збудження людина засинає.

Інформаційні теорії стверджують, що сон це результат зменшення сенсорного потоку до ретикулярної формації. Останнє тягне за собою включення гальмівних структур. Висловлювалася й така точка зору, що потребують відпочинку не клітки, не тканини, не органи, а психічні функції: сприйняття, свідомість, пам'ять.Сприймана інформація може "переповнити" мозок, тому йому необхідно відключитися від навколишнього світу (що і є сутністю сну) і перейти на інший режим роботи. Сон переривається, коли інформація записана, і організм готовий до нових вражень.
В одному з варіантів вирішальне значення надається поняттю синхронізації в роботі мозкових структур. При стомленні синхронізація порушується. В результаті порушення синхронності біоритмів людина відчуває себе втомленим. Еталоном для створення оптимальної узгодженості ритмів служить "модель потрібного біоритмічні фону", що створюється під час неспання на основі вродженої програми поведінки і приходять ззовні сигналів.
Для створення моделі потрібна зовнішня інформація. Чим більше її отримає організм, тим менше (всупереч інформаційної теорії) йому знадобиться сну. У сновидіннях, можливо, і відбивається цей процес переналагодження та впорядкування фазових відносин між структурами. Тоді у швидкому сні відбувається своєрідне тренування нейронів, не брали участь в справах минулого дня клітини, щоб не "втратити форму", змушені займатися функціональної гімнастикою. Недарма після сильного шоку, коли всі до єдиного нейрона отримали сильну струс, людина спить як убитий і йому нічого не сниться. Той же, хто веде мляву, позбавлену подій життя, бачить багато сновидінь.

На думку відомого психоневролога А.М. Вейна, інформаційна теорія не суперечить енергетичної концепції відновлення, бо переробка інформації уві сні не підміняє собою переробку під час неспання, а доповнює її. Відновлення в самому широкому значенні цього слова - це не спокій і пасивне накопичення ресурсів, вірніше не тільки спокій, якого у нас уві сні достатньо, але, перш за все, своєрідна мозкова діяльність, спрямована на реорганізацію сприйнятої інформації. Після такої реорганізації і виникає у нас відчуття відпочинку, фізичної і розумової свіжості.
Згідно з "психодинамическим" теоріям сну, кора мозку надає гальмівний вплив на саму себе і підкіркові структури.

До психодинамічних теорій можна віднести гомеостатичні теорію сну. Під гомеостазом в цьому випадку розуміється весь комплекс процесів і станів, на якому заснована оптимальна робота мозку. Відповідно до його теорії, існує два типи неспання - спокійне і напружений.

Спокійне підтримується діяльністю ретикуло-таламокортікальной системи (активізує імпульси, які посилає ретикулярна формація, спонукають до посиленої роботи таламус і кору головного мозку), а напруга, крім того, і діяльністю лімбічної системи.

Поєднання роботи цих двох систем забезпечує напружений неспання - необхідну основу для цілеспрямованих і координованих реакцій. Під час швидкого сну працює одна лімбічна система: емоції збуджені, а координовані реакції паралізовані. Якщо судити по активності мозкових структур, то швидкий сон - аналог не спокійного, а напруженого неспання. Активність же мозкових структур в спокійному пильнуванні і в повільному сні - різна.

Було висунуто багато гіпотез про значення парадоксального сну.

Ряд дослідників вважають, що це періоди відновлення клітин, інші вважають, що БДГ-сон грає роль "запобіжного клапана", що дозволяє розряджатися надлишку енергії, поки тіло повністю позбавлене руху; на думку третіх, БДГ-сон сприяє закріпленню в пам'яті інформації, отриманої під час неспання. Деякі дослідження вказують навіть на тісний зв'язок між високим рівнем інтелектуального розвитку і великою загальною тривалістю періодів парадоксального сну у багатьох людей.

Сам швидкий сон можна розділити на дві стадії. На тлі суцільної десинхронізації, що триває від 5 до 20 секунд і супроводжується швидкими рухами очей, починається бурхливий розвиток тета-ритму, що генерується гиппокампом.Це емоційна стадія швидкого сну. Потім тета-ритм слабшає, а тим часом в новій корі, особливо в її сенсомоторної області, посилюється альфа-ритм - ознака емоційного байдужості. Потім слабшає альфа-ритм, і в гіпокампі знову наростає тета-ритм.

Обидві стадії, емоційна і неемоційна, чергуються під час сну кілька разів, причому перша завжди довше другий.

Посиленню тета-ритму в швидкому сні супроводжують ті ж вегетативні явища, якими супроводжується і насичене сильними емоціями напружене неспання. Як уві сні, так і в пильнуванні гиппокампального тета-ритм виникає з одного і того ж джерела: це відображення потужного потоку імпульсів генеруються заднім гіпоталамусом, одним з найактивніших учасників напруженого неспання. І уві сні, і в пильнуванні задіяні одні і ті ж структури, одні й ті ж ритми, і очевидно, одні й ті ж емоції. Тільки під час сну м'язи розслаблені і свідомість звернена всередину - ось і вся різниця.
Висновок. За деякими уявленнями, існує ієрархічно побудована мозкова система, регулююча цикли сну і неспання. У регульований контур цієї системи входить ретикулярна активує система, що підтримує рівень неспання, синхронізуючі апарати, відповідальні за повільний сон і ретикулярні ядра вароліева моста, відповідальні за швидкий сон. В регулюючому контурі здійснюється взаємодія між цим апаратами, їх включення і зміна. Там же сон і неспання пов'язані з іншими системами організму - вегетативної, соматичної, психічної. Безсумнівно, що регулює контур знаходиться в межах лімбіко-ретикулярного комплексу. Усередині цього комплексу є і спеціалізовані апарати (судиноруховий і дихальний центри, ядра гіпоталамуса, що регулюють діяльність гіпофіза і підсилюють зрушення у внутрішньому середовищі, зони, що забезпечують сон і неспання) і нейронні освіти, які здійснюють інтеграцію діяльності мозкових систем.