Ритмы сна и бодрствования значение сна
Урок № 28
Дата 21.12.2018
9 класс
Предмет: биология Тема: Ритмы сна и бодрствования. Значение сна. Цели урока:
Образовательные: охарактеризовать физиологическую сущность сна, природу сна и сновидений; разъяснить значение сна для нормального функционирования мозга; рассказать о нарушениях сна, связанных с различными состояниями человеческого организма; показать необходимость выполнения правил гигиены сна, предупреждающие его нарушение.
Развивающие: расширять кругозор и словарный запас учащихся, развивать умение анализировать и классифицировать явления в жизни растений, животных и человека.
Воспитательные: прививать интерес к предмету, пропагандировать здоровый образ жизни, способствовать гигиеническому воспитанию.
Оборудование: проектор, презентация, рабочие тетради и учебник.
Тип урока: Изучение нового материала. Вид урока: Комбинированный. Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная и парная. Методические приёмы: Рассказ, беседа, выступления. Демонстрация наглядных пособий.
Ход урока
1.Организационный момент 2. Проверка домашнего задания. (слайд № 2) Фронтальный опрос. 1. Что такое биологические ритмы? 2. Какие разновидности биоритмов бывают? 3. Как влияют биоритмы на жизнедеятельность организмов? 4. Что такое фотопериодизм и как его используют организмы для приспособления?
Объясните какой биоритм изображен на слайде и что вы можете о нём сказать? (слайд № 3)
3. Актуализация опорных знаний. -Приведите примеры биоритмов человека? (Ученики приводят примеры, среди которых должен прозвучать пример сна и бодрствования.) Суточные колебания содержания глюкозы, натрия,калия и гормона роста в крови, которые регулируют ритм температуры тела и ритм сна – бодрствования.
4. Изучение нового материала. Учитель:Загадка: Что слаще сладкого, А на тарелке не поднести? Что можно видеть с закрытыми глазами? (Сон) Учитель:
–Именно о сне пойдет речь на этом уроке. Смена сна и бодрствования – это повторение ритма Земли – смена дня и ночи, к которому приспособлены все живые организмы. Учитель: – Давайте попробуем дать определение понятию «сон»? (Выслушиваются мнения учащихся, анализируются и дополняются учителем) (слайд № 4) Сон – это периодически наступающее состояние мозга и организма в целом, которое сопровождается значительной обездвиженностью, почти полным отсутствием реакций на внешние раздражители. (Рассказ учителя ) (слайд № 5) Наука, изучающая сон – сомнология. Основывается на изучении: электроэнцефалограмм, движении глазных яблок и тонусе мышц. Большой вклад в понимание процессов сна внесли русские учёные И.М. Сеченов, и, особенно, И.П. Павлов, они рассматривали сон как один из важнейших процессов ВНД (высшей нервной деятельности). Ученые – сомнологи выяснили, что во сне мы проводим треть своей жизни. Учитель: У сна выделяют две фазы(рассказ – беседа с использованием презентации (слайд № 6 ), параллельно учащимися заполняется в тетрадях таблицу –«Фазы сна»)
Фазы сна
Медленный сон
Быстрый сон
75% всего времени сна (без быстрого движения глаз)
25% всего времени сна (с быстрым движением глаз)
Физиологическое состояние организма
После засыпания и длится по 1-1,5 часа.
После медленного сна длится по 10-15 мин.
Снижается активность нервной системы, частота сердцебиений, кровяное давление, температура тела, деятельность внутренних органов, мышцы расслабляются
Повышается активность нервной системы, учащается сердцебиение, увеличивается кровяное давление и температура тела, мышцы в тонусе
Психические процессы мозга
Наблюдаются разговоры во сне, страхи и лунатизм
Сновидения. Обработка дневной информации
Учитель: – Все вы слышали поговорку «Утро вечера мудренее». Благодаря чему это стаёт возможным? (фазе быстрого сна, во время которого происходит обработка дневной информации) Учитель: – Центры сна расположены в гипоталамусе и эпифизе (шишковидной железе). (слайд № 7 ) 
Учитель: – Но сон человека отличается от сна других животных, как вы думаете чем? (ответ учеников –сновидениями)
Учитель: Как вы думаете, что такое сновидение? (Выслушиваются мнения учащихся, анализируются и дополняются учителем) (слайд № 8) Сновидения – сложные психические явления, основанные на ранее пережитых впечатлениях , вступающих в разнообразные сочетания В далекие времена снам верили. Считали, что сны могут быть «вещими», они могут предсказать человеку что-то. Увидел во сне пожар – к скандалу, мясо – к болезни. Учитель: -В чем причина такого совпадения?(ответ учащихся) (у учащихся формируется научное объяснение «вещим снам» )
Учитель: – Ученые-сомнологи выяснили, что во сне мы проводим треть своей жизни, как вы думаете зачем? (ответ учащихся – о значении сна) Значение сна. (слайд № 9) 1. Отдых организма. 2. Переработка и хранение информации. 3. Приспосабливает организм к биоритмам. 4. Восстанавливает иммунитет путём активизации Т-лимфоцитов.
Учитель: – Почему человек и животные не могут обходиться без сна? (рассказ с элементами беседы) – Если человека лишать быстрого сна несколько дней, у него возникают серьёзные нарушения психики: изменяются эмоциональные реакции, поведение, появляются галлюцинации. А если вовсе не давать спать 3-4 суток – погибнет. Но иногда, бывает, что человек заставляет себя не спать. Как вы думаете, зачем? (ответы учащихся: для выполнения работы, развлечения, боязни пропустить что-то важное)
– Поэтому создаются очень необычные изобретения. Так изобретатель Саркисов предложил водителям очки против сна. К верхней части оправы крепятся две скобы с пружинящими пластинками. Они подпирают веки и не дают им закрыться. В чём ошибка изобретателя? А как действительно должно быть устроено такое приспособление?
Нарушения сна (слайд № 10) (Звучат сообщения учащихся и рассказ учителя с элементами беседы об основных нарушениях сна) 1. Летаргия. 2. Микросон. 3. Бессонница. 4. Лунатизм.
Учитель: – Какие условия необходимы для спокойного сна?Ответ на этот вопрос найдите в текстеучебника.(самостоятельная работа с текстом учебника) Гигиена сна . (слайд № 11) 1. Засыпать в одно и тоже время. 2. Перед сном много не есть и не пить. 3. Не заниматься напряжённой умственной работой (уроки заканчивать за 1,5-2 часа до сна) 4. Создать вокруг себя спокойную обстановку (выключить свет, телевизор, радио). 5. Гулять на свежем воздухе и проветривать комнату перед сном.
Учитель: – Если соблюдать все эти условия, можно не только выспаться, а и сделать важные открытия (сообщение учащегося)
Интересно знать: (слайд № 12 ) Знаменитые открытия, сделанные во сне. 1. Менделеев – периодическая таблица. 2. Маштоц – армянский алфавит. 3. Декарт – математические принципы в применении познания природы. 4. Кекуле – структуру молекулы бензола. 5. Бурдах – идея о кровообращении. 6. Леви – передача сердечных импульсов. 7. Бор – структура атома — ядро и электроны. 8. Бантинг – изобрел инсулин. 9. Антонов – увидел форму хвостового оперения самолёта-гиганта «Антей» 10. Хоуф – иголка для швейной машины
5. Закрепление изученного материала. Вопросы (слайд № 13) (Устный опрос учащихся) Какое отношение к природным биоритмам имеет смена сна и бодрствования? Что такое сон? Что происходит во время сна? Чем быстрый сон отличается от медленного? Каково значение сна? Сновидений? Какие нарушения сна вам известны? Чем они опасны?
Давайте выясним, что вы хорошо усвоили на этом уроке? (Письменный опрос учащихся по вопросам, вынесенным на доску (слайд № 14-15) 1.Человек во сне проводит примерно: А) половину своей жизни; Б) две трети своей жизни; В) одну треть своей жизни. 2. Сон- особый тип: А) возбуждения; Б) торможения. 3. Природу сна научно обосновал: А) И.М. Сеченов; Б) И.П.Павлов; В) Н.И. Пирогов. 4. Когда человек видит сновидения? А) во время быстрого сна; Б) медленного сна. 5. Сновидения видят: А) все люди; Б) только некоторые. 6. Все ли участки коры полушария охвачены во время сна торможением: А) да; Б) нет. 7. Центр сна расположен в: А) гипофизе; Б) гипоталамусе; В) таламусе. 8. Во время этой фазы сна мы видим сновидения: А) быстрого сна; Б) медленного сна. (Ребята обмениваются работами с соседом по парте для взаимопроверки.) На доске вынесен ключ ответов (слайд № 16).
Верных ответов
Оценка
7-8
5
5-6
4
3-4
3
1-2
2
5. Рефлексия и подведение итогов урока. Учитель: (слайд № 17) – Наш урок подходит к концу. Давайте подведём итоги. Ответьте на вопросы аплодисментами – если всё отлично, улыбкой – если всё хорошо, вздохом – если скучно, топотом – если всё плохо. Вам урок понравился – Вам было интересно – Вы всё поняли – Вам пригодятся полученные здесь знания – Вы получили удовольствие от своей работы – Выставление оценокучащимся. 6. Домашнее задание. (слайд № 18) Пересказ § 13. 1. Дополнить правила гигиены сна 2. Подготовить сообщение на тему «Кома» и «Гипноз»
Источник
Сомнология — наука о сне.
Её девизом можно считать слова крупнейшего сомнолога ХХ века Мишеля Жуве: “Кто познает тайну сна, познает тайну мозга”.
Сон — физиологическое состояние организма, при котором снижается мозговая активность и способность воспринимать внешние раздражители.
Сон — регулярная физиологическая потребность организма. В состоянии сна человек проводит одну треть своей жизни.
Лишение сна переносится организмом тяжелее, чем лишение пищи.
Фатальная семейная бессонница
Фатальная семейная бессонница — наследственное заболевание прионной природы.
Известно порядка 40 семей, поражённых этой болезнью.
В 1979 году зафиксирована гибель от бессонницы членов одной итальянской семьи на протяжении нескольких поколений.
При наблюдении за развитием болезни и исследовании мозга удалось выявить причину заболевания. Болезнь возникает в результате генной мутации в 20-й хромосоме: белковая молекула превращается в прион. Под действием приона другие, нормальные белковые молекулы тоже становятся прионами.
Болезнь начинается в возрасте от 30 до 60 лет, и человек, не зная о ней, успевает передать мутацию потомству.
Симптомы развиваются на протяжении трех лет: прогрессирующая бессонница, панические атаки, галлюцинации. На последней стадии человек не способен спать, перестаёт говорить и не реагирует на окружающее. Болезнь всегда заканчивается смертью.
Сон является биологической адаптацией к суточным ритмам:
снижение активности в период наименьшей доступности пищи;
снижение активности в связи с резкими изменениями условий среды (ночное похолодание и т.п.);
снижение активности во время максимальной опасности со стороны хищников;
снижение ежедневных энергетических затрат.
Физиологические особенности состояния сна:
отсутствие реакций на внешние раздражители;
торможение условных рефлексов;
уменьшение частоты и силы сердечных сокращений;
снижение артериального давления;
уменьшение частоты и глубины дыхания;
снижение скорости обмена веществ;
понижение температуры тела;
снижение активности пищеварительной и мочевыделительной системы;
снижение мышечного тонуса.
Механизмы сна
Механизмы сна до сих пор до конца не раскрыты.
Определенно известно, что сон, как и остальные физиологические процессы, подчиняется нейрогуморальной регуляции.
На данный момент существует несколько теорий физиологии сна, которые можно разделить на две группы:
Гуморальные теории объясняют сон накоплением биологически активных веществ, запускающих процессы торможения в ЦНС.
Нервные теории объясняют сон особенностями функционирования и взаимного влияния корковых и подкорковых структур больших полушарий головного мозга.
Теория гипнотоксинов (“ядов сна”)
Согласно этой теории, сон является следствием самоотравления мозга продуктами обмена веществ, которые накапливаются при бодрствовании (молочная кислота, углекислота, аммиак и др.).
В организме выявлено несколько веществ, способствующих наступлению сна (гипногенные факторы), например, серотонин и образующийся из него мелатонин (гормон эпифиза). Однако, эти вещества могут вызвать сон лишь при определенных условиях, в частности при изменении белкового обмена в центральной нервной системе.
Доказательства теории:
В эксперименте бодрствующей собаке переливали кровь животного, лишенного сна в течение суток. Животное-реципиент немедленно засыпало.
Экстракты мозга спящих и находящихся в зимней спячке животных вызывают у кошек и собак длительное сонное состояние.
Французский ученый М. Монье в 1965 году проводил исследования перекрестного кровообращения двух кроликов. Кровь от мозга одного кролика попадала в туловище другого и наоборот. Если у одного из кроликов раздражали участки мозга, вызывающие сон, то второй кролик тоже засыпал. Подобный эффект можно объяснить переносом гипногенных веществ, активно синтезирующихся и накапливающихся в состоянии сна.
Опровержение:
Гипногенные факторы не могут служить единственной причиной возникновения сна. Об этом свидетельствуют наблюдения за поведением двух пар сиамских близнецов. У них разделение нервной системы произошло полностью, а системы кровообращения имели множество анастомозов (слияний). Эти близнецы могли спать в разное время: одна девочка, например, могла спать, а другая бодрствовала.
Кортикальная теория сна И. П. Павлова
В лабораторных опытах И. П. Павлов доказал, что развитие естественного физиологического сна связано с деятельностью нейронов коры больших полушарий.
В работающих нейронах коры головного мозга постепенно развивается утомление.
Утомление — временное снижение физиологической активности.
Утомление стимулирует тормозные процессы, способствующие восстановлению нервных клеток.
Торможение возникает в ограниченной группе клеток коры головного мозга и постепенно распространяется (иррадиирует) на всю кору, подкорковые центры, промежуточный и средний мозг. Человек засыпает.
КОРКОВО-ПОДКОРКОВАЯ ТЕОРИЯ П. К. АНОХИНА
В гипоталамусе находятся центры сна. Активация центров сна вызывает засыпание организма.
В стволе мозга расположена ретикулярная формация, которая передает в кору больших полушарий информацию о внешних сигналах. Когда возбуждение, распространяющееся по всей коре, доходит до лобных долей, они посылают нервные импульсы, тормозящие деятельность гипоталамических центров сна. Получается система отрицательных обратных связей.
Если ретикулярная формация не приносит импульсы от органов чувств, возбуждение по коре не распространяется, лобные доли не оказывают тормозного влияния на центры сна в гипоталамусе. Вместе с тем центры сна, которые при этих условиях находятся в активном состоянии, оказывают тормозное действие на нейроны ретикулярной формации ствола мозга. Поступление сигналов из окружающей среды не происходит, и человек засыпает.
Рис. Теория сна П. К. Анохина
У новорожденных лобная доля менее активна, чем у взрослых людей. Поэтому, обычно большую часть времени новорожденные спят и просыпаются только при возбуждении центра голода и т. п.
При напряженной умственной работе перед сном возникает бессонница, т.к. перевозбуждается кора больших полушарий. При этом усиливаются тормозные влияния нейронов лобной коры на гипоталамические центры сна, и подавляется механизм их блокирующего действия на ретикулярную формацию ствола мозга.
Доказательства:
При поражениях подкорковых и стволовых образований мозга, у больных отмечаются различные нарушения сна.
Раздражение гипоталамуса приводит к засыпанию животных. При снятии раздражителя животные просыпаются. Это указывает на наличие в гипоталамусе центров сна.
Наблюдения за больными, у которых отсутствовали почти все виды чувствительности, показали, что такие люди впадают в состояние сна, как только прерывается поток информации от действующих органов чувств. Например, у одной больной из всех органов чувств была сохранена чувствительность на небольшом участке правой руки. Женщина практически все время спала, просыпаясь только при тактильных сигналах.
Электрическая активность коры больших полушарий
Установлено, что нервные клетки коры головного мозга во время сна находятся не в состоянии покоя, а в состоянии ритмической активности. Во время сна изменяется активность нейронов коры головного мозга: нейроны ” отключаются” от внешних раздражений, что создает лучшие условия для переработки информации, поступившей к ним во время бодрствования.
Для изучения изменения электрической активности нейронов коры головного мозга применяют метод электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
Интересно, что при решении задач, требующих максимального сосредоточенного внимания, у неронов лобной доли фиксируется гамма-ритм. Существуют теории, связывающие гамма-ритм с работой сознания.
Рис. Гамма-ритм
Фазы сна
Весь период сна делится на 5 стадий.
1 — 4 стадии: фаза медленного (ортодоксального) сна;
5 стадия: фаза бистрого (парадоксального) сна.
Медленный и быстрый сон в течение ночи 6 — 7 раз сменяют друг друга.
Рис. Фазы сна
Особенности быстрого и медленного сна
| МЕДЛЕННЫЙ СОН | БЫСТРЫЙ СОН |
|---|---|
снижение частоты пульса понижение артериального давления медленное и глубокое дыхание | неритмичный и частый пульс повышение артериального давления частое нерегулярное дыхание усиление гормональной активности полное расслабление скелетных мышц активное движение глазных яблок |
Человек, проснувшись в фазу медленного сна, как правило не помнит сновидений.
Если разбудить человека в фазу быстрого сна, то он в 90 % случаев сообщает о сновидениях.
Если человека во время сна избирательно лишать только парадоксальной фазы сна, например, будить его, как только он переходит в эту фазу, то это приводит к существенным нарушениям психической деятельности.
Парадоксальный сон
В состоянии быстрого сна в мозг не поступает информация от органов чувств и не подается информация на мышечную систему, однако клетки мозга проявляют повышенную активность. Получается не сон и не бодрствование, а особое состояние организма, характеризующееся действительно парадоксальным сочетанием признаков: внешнего покоя с чрезвычайно высокой мозговой активностью и переживанием сновидений — как бы активное бодрствование, направленное внутрь.
Предположительно, в этом состоянии интенсивно перерабатывается та информация, которая была получена и сохранена в памяти в период предшествующего бодрствования.
Характерной чертой быстрого сна является возникновение быстрых движений глаз. Одновременно с этим наблюдается максимальное снижение тонуса скелетных мышц.
Феномен демонстрации переживаемых сновидений
М. Жуве и Э. Моррисон обнаружили феномен демонстрации переживаемых сновидений кошками: после разрушения одного маленького участка в задней части мозга, снимающего двигательное торможение в состоянии парадоксального сна, можно по характеру движений вполне представить себе, что именно кошка «видит» и что она «делает» во сне (охотится за мышью, убегает от собаки, дерется с соперниками и т.п.).
В эволюции четко обозначены три различных формы деятельности мозга: бодрствование, медленный сон и быстрый сон.
Парадоксальный сон является поздним приобретением в эволюции животных: он начинает слабо проявляться у птиц и активно проявляется у млекопитающих. Длительность парадоксального сна зависит от уровня организации животного.
Источник