Активность и работа мозга во время сна

СновиденияНа сон тратится треть жизни. Каждый человек (в том числе и слепой от рождения) видит сновидения. Мужчины-гетеросексуалы чаще видят в сновидениях не женщин, а других мужчин. Такие факты привлекают внимание людей к феномену сна. И пусть активность человеческого мозга во время сна уже изучена достаточно, чтобы удивлять, но ещё недостаточно, чтобы ответить на все вопросы исследователей.

Феномен сна в 10 удивительных фактах

  1. Половину сновидений люди забывают в течение 5 минут после пробуждения. Если сон неприятен, об этом и не жалеют. Но если относиться к увиденному во сне как к возможности лучше понять себя по подсказкам своего мозга, то сновидения запоминать нужно. Для этого на, первых порах, практикуют ведение специального дневника, куда записывается каждый сон. А позднее многие обращаются к практике осознанных сновидений.
  2. По сновидениям специалисты научились составлять психологические портреты. Так психолог Билл Домхофф берётся с высокой степенью достоверности описать личность человека по ста или даже по 70-ти пересказанным сновидениям. А если в его распоряжении будет 1000 рассказов об увиденном во сне, то портрет получится в мельчайших подробностях.
  3. Сновидения сняться всем, даже если люди о них не помнят. В одном известном интернет-проекте слепой от рождения человек, рассказывая о своих сновидениях, описывал не визуальные образы, а музыкальные и тактильные. Слепой человек «ощущает» перемещение, вспоминает запахи и звуки. Сны сняться всем, но для того чтобы их запомнить, надо проснуться в стадии «быстрого» сна.
  4. Чтобы выспаться, женщинам нужно спать приблизительно на час больше, чем мужчинам. Среднее время для высыпания составляет 7-8 часов. Некоторые исследования доказывают, что спать 8 часов полезнее, чем 9. Но здесь индивидуальные потребности и особенности оказывают более сильное влияние на процесс сна, далеко не всегда укладывается в среднестатистические показатели.
  5. По статистическим данным психолога Кэлвина Холла (которые сам исследователь просто озвучил, не давая им никакой экспертной оценки), мужчинам, независимо от страны проживания и культурных особенностей, чаще сняться мужчины. Соотношение с увиденными во сне женщинами приблизительно 70% к 30%. При этом в женских снах мужские и женские образы разделены поровну. К таким результатам учёный пришёл, перечитав «с калькулятором» более 50 тыс. записей.
  6. Во сне правое полушарие мозга активнее левого.
  7. Любая стадия сна способствует запоминанию, но при этом отмечается градация: в «быстром» сне закрепляются навыки у танцоров, музыкантов, спортсменов, а «медленный» сон способствует закреплению фактической информации.
  8. Существует генетическое заболевание, которому дали название «фатальная семейная бессонница». Заболевание редкое, но оно уже послужило причиной смерти в 30-ти семьях Отсутствие снапо всему миру. Проявляется болезнь сходным образом. Начинается она с того, что люди перестают спать, затем у них поднимается давление и учащается пульс. В предфатальной стадии больные не могут ни говорить, ни стоять. Длится болезнь около 2-х месяцев. Непосредственно перед смертью больные впадают в состояние, аналогичное коматозному. Такая болезнь чаще проявляется у людей среднего возраста и реже – у подростков.
  9. Натаниэл Клейтман для изучения особенностей восприятия мозга месяц провёл в подземной пещере без света. По его предположению биологические часы без регулярной смены дня и ночи должны были сбиться с 24-часового цикла. Но и через месяц цикл «сон-бодрствование» остался прежним.
  10. Во сне происходит обработка воспоминаний. В первую очередь, происходит консолидация памяти – мозг переводит «свежую» информацию из гиппокампа к неокортексу для долгосрочного хранения. В иллюстративном эксперименте одна группа студентов после тестового запоминания карточек имела возможность вздремнуть в течение 40 минут, а другая группа, запоминающая те же карточки, не спала. В итоге студенты первой группы смогли вспомнить 85% карточек, а студенты контрольной группы – только 55%. Параллельно с консолидацией памяти происходит сортировка информации по системам памяти с ассоциативным связыванием информации.

Стадии сна и ритмы мозга

По некоторым приведённым выше фактам видно, что целиком сон состоит из нескольких стадий, во время которых мозг демонстрирует разное качество умственной активности. Переход из одной стадии и фазы в другую можно зафиксировать путём измерения ритмов головного мозга. (Впервые это осуществили в средине XX века с помощью ЭЭГ). Взаимодействие фаз зависит от суточных ритмов, гормонального баланса, температуры тела и других факторов.

В целом весь процесс сна состоит из периода со сновидениями («быстрого») и периода без сновидений («медленного»), которые образуют своеобразный изменчивый цикл. Этот цикл в течение ночи повторяется несколько раз. Причём, если в начале ночи (а начале общего периода сна) на стадию медленного сна приходится большая часть времени, то к концу ночи это соотношение постепенно меняется в сторону удлинения «быстрой» стадии. «Медленная» стадия складывается из 4 фаз:

  1. Фаза № 1. Переход от сна к бодрствованию – засыпание – продолжается в норме от 1 до 15 минут. На эту фазу приходится около 5% общего времени цикла. Функционально фаза аналогична состоянию релаксации – человека может легко разбудить любой шум или прикосновение. За время засыпания в мозге увеличивается концентрация мелатонина и серотонина. Преобладают альфа-ритмы, наблюдаемые преимущественно в зрительных отделах (затылочной и теменной областях).
  2. Фаза № 2. На неё приходится около 45% общего времени цикла. Случайным шумом человека Выработка мелатонинаразбудить уже сложно, но на тревожные звуки (плач ребёнка, например) или собственное имя человек реагирует. В такой дремоте в мозге регистрируются медленные тета- и дельта-волны. Как только тета-ритмы начинают преобладать, человек засыпает.
  3. Фаза № 3. Во время этой фазы снижается температура тела, замедляется и углубляется дыхание. Стадия относительно быстротечная – занимает порядка 7% общего времени сна. Для неё характерна преобладающая активность дельта-волн.
  4. Фаза № 4. Основной ритм во время глубокого сна – дельта-ритм, характерный для восстановительных процессов, связанных с низкой активностью. В этой фазе, продолжительностью около 13% разбудить человека сложно. При попытке это сделать человек проходит все стадии в обратном порядке, что требует определённого времени.

После «медленной» стадии начинается стадия «быстрая», которую ещё называют парадоксальной.

Парадокс здесь в том, что чрезвычайная активность мозга сочетается с полной неподвижностью тела. Тело словно охватывает паралич. Быстро двигаются только глаза под веками, что хорошо заметно со стороны. В этой стадии человек и видит сновидения.

На прохождения всех фаз и стадий в начале ночи уходит порядка полутора часов. Из них 80 минут занимает «медленный» сон и 10 минут – «быстрый». Затем циклы повторяются. Причём периоды «медленных» стадий сокращаются, а «быстрых» – удлиняются. Так утром, в последнем цикле перед пробуждением, соотношение может быть уже 30:60 в пользу «быстрого» сна. Такое количество утренних сновидений даёт возможность запоминать их после пробуждения – вероятность того, что будильник зазвонит именно в парадоксальной стадии выше.

В течение суток биологические ритмы «бодрствования-сна» регулируются:

  • гомеостатическим процессом, регулирующим режимы засыпания-пробуждения,
  • циркадным ритмом, отвечающим за отслеживание времени суток.

Циркадные ритмы каждого конкретного человека стабильны, но у разных людей они заметно различаются. Поскольку на реальный циркадный ритм сильное воздействие оказывают внешние маскирующие факторы (стрессовые факторы, стимуляторы и энергетики, освещённость, температура среды), полагаться в оценке следует, в первую очередь, на показатели температуры тела и синтеза мелатонина при слабом тусклом свете.

Наиболее известная дифференциация по этому признаку – разделение на «сов» и «жаворонков». Частично склонность к тому или иному типу обусловлена наследственностью. За поддержание ритма ответственно супрахизмальное ядро гипоталамуса, в регуляции участвуют подкорковые структуры.

От стабильности действия этой системы, регулирующей циркадный ритм, зависят:

  • краткосрочная память,
  • скорость восприятия,
  • познавательные способности,
  • концентрация.

Система контролирует те участки мозга, которые локализованы в теменной и лобной долях, за глазницами. В зависимости от времени суток в ответ на одни и те же задачи последует разная реакция. Циркадная система оказывает влияние, скорее, на бодрствование, чем на сон. В частности её действием объясняется улучшение когнитивных функций, наступающее в начале вечера, следующего после предыдущей бессонной ночи.

При патологическом течении гомеостатический и циркадный механизмы перестают дополнять друг друга и начинают конфликтовать между собой, что приводит к нарушениям сна, к его недостатку или полному отсутствию – депривации сна

Нарушения сна: чем это чревато

Индивидуальные реакции на лишение сна могут заметно отличаться у разных людей. Однако у одного и тоже человека эти проявления более-менее похожи.

Физиология при нарушениях

При отсутствии сна нарушается регуляция циркадного ритма. Связано это с тем, что мелатонин, который входит в число основных регуляторов суточного цикла, синтезируется, главным образом, в ночное время, а у человека, «пропускающего» ночь этого синтеза в полном объёме не происходит. Кроме этого, при депривации сна подавляется активность префронтальных и теменных областей мозга, таламуса.

Префронтальная кора играет главную роль в регуляции сонливости. Спустя 35 часов непрерывного бодрствования начинает снижаться активность височной коры. Реакция этой коры на вербальное обучение у невыспавшихся людей отличается от нормы. Недосыпание меняет и состав нейронных рецепторов на поверхности клетки: количество рецепторов дофамина уменьшается, а рецепторов серотонина – увеличивается. И хотя недосыпание практически не влияет на объём памяти, оно серьёзно замедляет скорость реакции.

Генетические факторы

  • Одно из самых распространённых нарушений – способность заснуть только под утро. Для этого состояния типичен растянутый циркадный ритм, когда индивидуальные «внутренние сутки» растягиваются до 25 и более часов. Для нарушения характерен полиморфизм, затрагивающий количество повторов в гене PER3 – связь с аллелью 3111C CLOCK.
  • Обратное нарушение, когда человек засыпает гораздо раньше условной нормы и его «внутренние сутки» спрессовываются до 23 часов. Нарушение обусловлено мутацией гена PER2.
  • С нарушениями сна связывают и мутации аллели гена белка (HLA) DQB1*0602 – главного комплекса гистосовместимости, найденные у 15-35% здоровых людей, которые хуже других переносят частичное лишение сна.

Нарушения сна

Важность сна для сохранения жизни уже была проиллюстрирована последствиями «фатальной семейной бессонницы». Но существуют и другие патологии.

  • Поведенческие отклонения. Для этого нарушения характерны непроизвольные движения руками и/или ногами, которые чаще возникают при переходе между фазами или в стадии быстрого сна, в результате чего создаётся ощущение, что человек физически участвует в своём сновидении. Часто это отклонение наблюдается у людей с болезнью Паркинсона, что диктует соответствующий способ лечения.
  • Синдром апноэ (остановки дыхательных движений). Возникает во время глубоко сна, когда мышцы глотки расслабляются настолько, что перекрывают дыхание, в результате чего сон тут же прерывается.Нарколепсия
  • Нарколепсия. При этом заболевании, которым страдает 1 человек на 2,5 тыс. населения, нарушаются механизмы, регулирующие переход в «быструю» стадию. Человек может внезапно заснуть «на ходу» особенно при монотонной работе.

Ещё одно характерное проявление нарколепсии – катаплексия – непроизвольное и неожиданное расслабление мышц тела, возникающее в момент ярких эмоциональных переживаний (ярости, радости, сексуального наслаждения, значимых воспоминаний и др.). Нередко, перед тем как упасть при расслаблении мышц, человек успевает сознательно выбрать место падения.

К сопутствующим симптомам нарколепсии относятся:

  • «паралич» после пробуждения, в котором человек пребывает ещё несколько секунд после того как проснётся,
  • яркие сновидения, иногда переходящие в галлюцинации, в моменты засыпания и пробуждения,
  • выраженная необходимость дневного сна.

Депрессия и нарушения сна

Нарушения сна могут быть как симптомом депрессии, так и её причиной. При депрессиях человек дольше засыпает, часто просыпается в течение ночи, сон становится поверхностным. Удлиняются 1 и 2 фазы и укорачиваются 3 и 4. В тяжёлых случаях эти две последние фазы самого глубокого сна могут отсутствовать вообще. Из-за этого страдающие депрессией люди не высыпаются вообще независимо от продолжительности сна. Переход между фазами в состоянии депрессии происходит более резко.

Ещё чаще встречаются нарушения парадоксальной стадии. Человек с депрессией очень резко переходит в состояние бодрствования. «Быстрая» стадия, начиная с первого цикла, наступает горазда раньше. В отличие от нормально течения, депрессивный тип цикла проявляется в виде удлинения парадоксальной стадии не во второй, а в первой половине ночи.

После преодоления депрессии сон, как правило, нормализуется, но не всегда это происходит сразу. Иногда патологические проявления возникают ещё в течение полугода. В тех случаях, когда депрессия влечёт за собой нарушения сна (а такое бывает в 9 случаях из 10), применяют препараты, стабилизирующие эмоциональное состояние. Нередко, чтобы не усугубить положение при стрессовых обстоятельствах, в условиях надвигающейся депрессии или для плавного выхода из неё применяют «мягко» действующие природно-растительные комплексы, которые:

  • нормализуют сон,
  • избавляют от депрессивных состояний, страхов и тревог,
  • улучшают эмоциональный фон.

Речь о таких препаратах, как «ХэдБустер», «БрейнРаш» и подобных им. Одновременно с эмоциональной стабилизацией эти комплексы усиливают умственную активность, способствуют улучшению памяти и внимания. Мозговая деятельность улучшается одновременно с улучшением состояния тканей мозга и проводимости сигнала в нейронных сетях. В основе действия этих средств лежит количественный принцип постепенного накопления активного вещества в течение всего рекомендованного курса, что обуславливает безопасность препаратов. В зависимости от индивидуальных особенностей организма первые результаты становятся заметны после одной-двух недель применения. Каждый элемент подобран так, что он усиливает действие других компонентов средства.

Читайте далее

Отзывы и обсуждения