Сон человека фазы сна физиологические механизмы сна
Тайны человеческого мозга остаются до конца не разгаданными, в том числе и те, что касаются сна и сновидений. Нейрофизиология сна сложна и неприступна для пытливого исследовательского разума. В этой статье разберемся с тем, что уже известно современному научному миру.
Что такое сон и насколько он важен?
Сон имеет ряд важнейший функций для организма человека
Сон представляет собой состояние организма, во время которого человек остается на месте, не двигается в пространстве, у него понижены реакции на внешние раздражители. В течение жизни циклы сна и бодрствования, поочередно сменяющие друг друга, служат для восстановления сил и поддержания тела в хорошем функциональном состоянии.
Насчет значения сна до сих пор нет однозначного мнения. Он является отдыхом и необходим для многих физиологических процессов:
- Нормального метаболизма. В это время организм занимается восстановлением своих клеток и выведением вредных продуктов обмена веществ.
- Приспособления к смене освещенности.
- Переработки и сохранения информации, полученной в течение дня.
Изучение мозговой деятельности в период отдыха
Для наблюдения за телом человека во время сна используют полисомнографическое исследование. Оно включает запись работы мозга (электроэнцефалографию), скелетной мускулатуры (электромиографию) и движений глазных яблок (электроокулографию). Параллельно с вышеописанными исследованиями измеряют пульс, частоту дыхания, артериальное давление и газовый состав крови.
Для подобного обследования человеку перед отходом ко сну крепят датчики, и он спит под наблюдением докторов.
Фазы сна
Фазы сна имеют свои психофизиологические особенности
Физиология сна человека, как и у многих млекопитающих состоит из двух фаз: быстрой и медленной.
Первая фаза после засыпания ─ медленноволновая, сменяющаяся быстроволновой. Фазы сменяют друг друга циклично, несколько раз в течение всей ночи. Первая смена медленноволнового на быстроволновой сон происходит через полтора часа и длится примерно 5-10 минут. Далее продолжительность быстрых эпизодов постепенно увеличивается. Контроль за временем, проведенным во сне и бодрствовании лежит на системе поддержания постоянства внутренней среды и циркадных ритмов.
Стоит разобраться в фазах и стадиях, а также нейрохимии сна более подробно.
Стадии сна
Существует разделение сна на стадии согласно изменениям на электроэнцефалограмме (ЭЭГ).
Например, в период бодрствования на ЭЭГ регистрируются так называемый физиологический бета-ритм. Если человек лежит с закрытыми глазами и готовится спать, с ним чередуется альфа-ритм, с большей амплитудой волн, но меньшей частотой. Когда спящий вступает в фазу медленноволнового сна, электроэнцефалографические данные синхронизируются, частота волн еще больше снижается, а амплитуда ─ увеличивается.
Сразу после засыпания наступает медленноволновой сон.
ЭЭГ мониторинг сна
В нем нейрофизиологи выделяют четыре последовательно сменяющие друг друга стадии:
- 1 стадия продолжительностью около 10 минут. В эту стадию у человека возникают отдельные мысли и образы, он засыпает. Еще могут быть какие-то движения, но тонус мышц снижается. При этом еще низок порог пробуждения, т.е. человека в это время еще легко разбудить посторонним звуком. Кроме того, замедляется частота дыхания, работа сердца, понижаются температура и артериальное давление. В это время в сознании могут появляться варианты решения какого-то вопроса.
- 2 стадия, примерно 20 минут. Нейрофизиология этой стадии подразумевает появление на энцефалограмме острых пиков (К-комплексов) и серий колебаний средней и низкой частоты, называемых сонными веретенами. Продолжает снижаться тонус скелетной мускулатуры и еще больше замедляются основные жизненные функции. Самый чувствительный анализатор в это время ─ слух.
- 3 стадия. Здесь регистрируется появление серий медленных дельта-волн. Порог пробуждения ближе к высокому.
- 4 стадия. Дельта-волны занимают до половины нейрофизиологической активности. Именно в эту стадию сон самый глубокий, разбудить человека, находящегося в этой фазе, сложнее всего. 3 и 4 стадии по времени занимают от получаса до 1 часа.
По прошествии всех четырех стадий медленноволновой сон сменяется быстроволновым.
Последний характеризуется рассинхронизацией электроэнцефалографических волн, амплитуда колебаний которых становится меньше, а частота резко возрастает.
Тонус мышц в эту фазу минимален, утрачиваются даже сухожильные рефлексы, тогда как деятельность нейронов максимальная за весь период отдыха. В это время наблюдаются быстрые беспорядочные движения глазных яблок, из-за чего эту фазу также называют БДГ-сон, где БДГ ─ быстрые движения глаз. В это время повышается пульс и кровяное давление, растет частота дыхания, у мужчин появляется эрекция полового члена, а у женщин увеличивается клитор. Именно сейчас и происходят различные яркие и запоминающиеся сновидения. В начале ночи эта фаза длится всего несколько минут, постепенно ее доля увеличивается.
Ощущение бодрости или разбитости напрямую зависит от того, в какую стадию сна проснулся человек
Лучшее время для пробуждения ─ начало нового цикла, первая или вторая стадия. Если человека разбудить на третьей или четвертой стадии, может появиться чувство разбитости.
Мозговая активность
За регуляцию суточных ритмов, с точки зрения анатомии и физиологии, отвечает гипоталамус.
За время бодрствования происходит накопление продуктов обмена веществ и некоторых медиаторов, таких как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), аденозин, глицин и др. Все вместе они подавляют работу возбуждающих систем нервной системы и приводят к появлению вялости, сонливости. Чем дольше бодрствует человек, тем этот эффект очевиднее.
После засыпания активируются физиологические механизмы, способствующие углублению и поддержанию сна. В это время организм взрослого или ребенка переходит ко второй стадии медленноволнового сна. Таламус, представляя собой образную «преграду» на пути поступающих извне раздражителей, блокирует передачу сенсорной информации к полушариям головного мозга.
Включателем состояния сна является передний таламус
За быстроволновой сон отвечает сеть нейронов, расположенная в стволе головного мозга. Эти нейронные центры при активации и вызывают все компоненты быстрой фазы:
- выраженное расслабление скелетной мускулатуры;
- быстрые движения глазных яблок;
- активность ЭЭГ;
- возможные подергивания лицевых мышц и мышц конечностей;
- изменение показателей частоты сердечных сокращений, артериального давления, частоты дыхания;
- эрекцию пениса или увеличение клитора.
За активацию и выключение групп нейронов, вызывающих то или иное проявление сна этой фазы, ответственны следующие медиаторы центральной нервной системы: ацетилхолин, адреналин и норадреналин.
Сколько надо спать
С ночным отдыхом связано множество предубеждений и предрассудков. Считается, что для здоровья необходимо спать не меньше 8 часов в сутки подряд. Но так ли это на самом деле? Существует мнение, что полезнее разбить сон на два сегмента: например, спать 4 часа, потом час бодрствовать, а затем спать еще 4 часа. Сторонники этой схемы оправдывают ее тем, что она ближе к нашей природе, ведь сложно представить древнего человека, который ложился бы спать на всю ночь в опасном, наполненном хищниками, лесу. Если человек изначально привык спать в таком сегментированном режиме, ничего страшного, но специально подгонять свои внутренние часы под такую схему не стоит, с точки зрения физиологии, она не оправдывает себя, и по мнению докторов, сегментированный сон может только спровоцировать бессонницу.
То, что полноценный сон имеет огромное значение для здоровья, неоспоримо. Ученые доказали, что получасовой дневной сон понижает риск развития сердечного приступа в будущем.
Всегда заботьтесь о достаточном сне, ведь его нехватка или плохое качество приводят к дневной сонливости, плохому настроению, раздражительности, снижению иммунитета, эндокринным нарушениям, повышенному риску сердечно-сосудистых и даже онкологических заболеваний. Подумать только, скольких проблем со здоровьем можно избежать, если позаботиться о своем сне!
Источник
Вся человеческая жизнь состоит из смены процессов бодрствования и сна. Отдых необходим для нормального функционирования организма. Но полное отключение головного мозга при этом на самом деле кажущееся. Во время отхода ко сну активность его может даже увеличиваться. Ученые давно задумывались над тем, что представляет собой физиология сна и сновидений. Существует множество докладов, рефератов, научных книг, учебников, раскрывающих основные аспекты этих явлений. Исследователи пришли к выводу, что подобное состояние не отключает центральную нервную систему. Оно больше влияет на сознание, которое перестает контролировать происходящие в голове процессы, при этом растормаживаются некоторые неврологические реакции.
Значение сна в жизни человека
Необходимость полноценного расслабления невозможно переоценить. Этот процесс помогает восстановлению всех жизненно важных органов и систем. Человек отдыхает, набирается сил. Также сон является отражением нашего внутреннего состояния. Во время длительного ночного отдыха сортируется полученная информация на нужную и бесполезную.
Сон – важная составляющая здоровья, бодрости, хорошего настроения, высокой трудоспособности. Первым признаком усталости является желание поспать. Так организм сигнализирует о необходимости отдыха для восстановления сил. Более детально о физиологии сна можно узнать из следующего раздела.
Физиологические особенности сна
Внутреннее торможение центральной нервной системы, главным образом коры головного мозга, вызывает засыпание. В это время повышаются в организме анаболические процессы, катаболические снижаются, рефлекторные реакции замедляются. В высшей нервной деятельности происходят фазовые изменения. Анатомия человека не оказывает влияние на физиологию ночного отдыха.
Определение сна
Засыпание – естественное состояние человека. В это время происходит снижение реакций на внешний мир. Физиологические механизмы сна и бодрствования присущи многим животным, птицам, рыбам, некоторым насекомым. Вначале появляется состояние дремы.
Оно характеризуется такими признаками:
- зевотой;
- понижением сенсорной чувствительности;
- уменьшением частоты сердечных сокращений;
- отключением сознания;
- затуханием секреторной деятельности.
Наиболее важным фактором для погружения в объятия морфея является длина светового дня. Человека настроен на засыпание при наступлении темноты. Организм некоторых людей требует также кратковременного дневного отдыха.
Структура
Сон включает в себя несколько стадий, повторяющихся в течение ночи и сменяющих друг друга: фаза быстрого сна и медленного. В самом начале наступает более длительная медленная, а ближе к пробуждению быстрая фаза сна. За ночь бывает от 4 до 6 циклов по 80-100 минут каждый, включающий оба вида сна.
Быстрая фаза
При быстром сне учащается, но становятся аритмичным дыхание и сердечный ритм. Тонус мышц падает, но глазные яблоки под веками двигаются очень интенсивно. В этот момент человек видит сновидения и, если его разбудить, будет отчетливо помнить, что ему приснилось.
С каждым циклом эта фаза становится более продолжительной, но глубина снижается.
Однако, несмотря на близость состояния к бодрствованию, разбудить находящегося в такой дреме крайне сложно.
Важно знать! В головном мозге анализируется полученная за день информация. Эта фаза помогает адаптироваться к изменениям внешней среды. Постоянное ее прерывание может иметь тяжелые психологические последствия.
Медленная фаза
Эта фаза длится приблизительно три четверти от общей продолжительности цикла. При ней снижается частота дыхания, реже становится сердечный ритм, мышцы расслабляются, движение глазных яблок затормаживается.
Существует четыре стадии медленной фазы с разной глубиной отключения и порогом пробуждения.
Внимание! Чем глубже погружение, тем сложнее разбудить человека, но частота пульса и дыхания возрастают. В это время происходит оздоровление организма, восстанавливается энергетический баланс.
Разновидности сна
Грезы бывают разных видов. Компенсационные помогают пережить свой собственный опыт. Наше подсознание старается привести в норму психологическое состояние, дать выход эмоциям. Прорабатываем план решения проблем, осознаем к чему стремимся или чего не хватает в жизни.
Творческие видения способствуют нахождению нужной информации, решению задач. В фактических мы повторно проживаем уже произошедшую в жизни ситуацию, но помогают сконцентрироваться на мелочах, которые не удается заметить наяву.
Повторяющиеся видения говорят о необходимости пересмотреть свою точку зрения, исправить ситуацию. Продолжающиеся свидетельствуют о том, что проблема решается. Физиологические сигнализируют о состоянии здоровья. Предупреждающие помогают предотвратить неприятные события. В осознанных грезах показывается, что выход из сложившейся ситуации возможен.
Обычный
Обыкновенные сновидения состоят из чередующихся фаз, имеющих каждая свою продолжительность, глубину. Засыпание происходит естественным путем. Продолжительность отдыха достаточная, человек после пробуждения чувствует себя бодрым, выспавшимся. Во время рабочего дня не возникает потребности вздремнуть или принять бодрящие средства.
Лечебный
Отдых благоприятно влияет на организм человека, оздоравливает, восстанавливает силы.
Также он позитивно действует на нервную систему, значит, показан при заболеваниях, причиной которых являются различные неврозы.
Медикаментозный лечебный отдых наступает от употребления снотворных средств. Они способствуют его удлинению до 12 часов, используются при целом ряде патологий. Но употреблять эти препараты самостоятельно не рекомендуется, прописать их может только врач.
Электросон применяют по назначению специалиста в медицинских учреждениях, в основе его лежит влияние импульсных токов. Они вызывают процессы торможения в клетках коры головного мозга, пациент засыпает. Показан такой вид лечения при нервных, психических расстройствах, язвенной болезни, гипертонии. Имеется и ряд противопоказаний, отправить на эту процедуру может только доктор.
Сон под гипнозом
Название «гипноз» происходит от имени древнегреческого божества дремоты. Но несмотря на эту связь по своей сути феномен со сном не имеет ничего общего. Это скорее психологический прием, в момент которого можно получить контроль над мозгом человека.
Внешне все выглядит как засыпание, но наблюдается высокая восприимчивость к словам, командам гипнотизера, а к другим раздражителям она почти отсутствует. Чувствительность к такому воздействия носит индивидуальный характер, зависит от склонности человека поддаваться чужому влиянию.
Нарушения сна
Широко распространенное расстройство засыпания называют бессонницей, она характеризуется недостаточной продолжительностью ночного отдыха или его плохим качеством на протяжении длительного времени. Возникает инсомния в любом возрасте по разным причинам.
Иногда может нарушаться непосредственно процесс засыпания, человек долго ворочается, не может уснуть. Или наоборот, быстро отойдя ко сну, просыпается и уже полноценное расслабление не наступает.
Причины бессонницы
Возникает нарушение сна в любом возрасте. Длительное расстройство приводит к нервозности, перепадам настроения, ухудшению умственной, физической трудоспособности.
Причинами могут быть:
- стресс;
- депрессия;
- злоупотребление алкоголем;
- сменный график работы;
- изменения часового пояса пребывания;
- побочное действие лекарственных препаратов;
- неблагоприятные условия сна;
- неврологический, соматические заболевания;
- переутомление.
Все эти факторы вызывают у человека дискомфорт и тем самым способствуют инсомнии.
Совет! Устранение неблагоприятных причин поможет нормализовать процесс отдыха. Если это не удается сделать самостоятельно, необходимо обратиться за врачебной помощью.
Летаргический сон: миф и реальность
Состояние летаргического сна похоже по видимым признакам с глубоким сном. Но внешние раздражители не оказывают на человека никакого действия. Кажется, что он находится в коме, разбудить невозможно.
В качестве тяжелого проявления такого состояния может возникнуть мнимая смерть. Температура тела падает, сердечный ритм значительно замедляется, видимые дыхательные движения отсутствуют.
Сейчас летаргия является малоизученным, сомнительным феноменом. Некоторые ученые считают его выдумкой, встречающейся только в литературе. Но известно, что физиолог Павлов обследовал находящегося долгое количество лет в таком состоянии мужчину.
Важно знать! Во многих странах существуют специальные ритуалы при погребении, чтобы при пробуждении от летаргического сна человек мог подать сигнал и его можно было спасти. Больше всего случаев летаргии описано в Библии.
Состояние сомнамбулизма
Человек может во сне совершать действия, соответствующие сценарию его сна. Он встает, ходит, выполняет какие-либо манипуляции. Это состояние называется сомнамбулизм, снохождение.
Около 15% населения хотя бы раз в жизни сталкивались с этой проблемой. Чаще всего наблюдается явление в детском и младшем школьном возрасте. Это одно из расстройств сна, в научной литературе называемое парасонмия, а в народе – лунатизмом.
Состояние возникает в первой половине ночи в фазу медленного сна. Коротко это можно объяснить так. В головном мозге происходят внезапные электрические вспышки, часть его растормаживается, отдых становится как бы неполным. Отвечающие за сознание участки коры спят, а двигательные бодрствуют.
Такой же механизм действия происходит при сне стоя. У взрослых сомнамбулизм чаще всего свидетельствует о неврологических проблемах. Дать толчок к снохождению может резкий звук, вспышка яркого света в момент сна.
Тайна сновидений
Наука, изучающая сновидения, называется сомнологией. Их видит каждый человек, но далеко не все могут вспомнить, что именно снилось. У одних картинки тусклые, черно-белые, краткие. У других – наоборот. Яркие, красочные образы снятся детям и личностям с развитым воображением. Бывают также осознанные сновидения, когда человек понимает, что спит и даже может пытаться управлять событиями.
Природа явления
Во время сна активизируются мозговые процессы. Сновидения являются продолжением высшей нервной деятельности, происходящей при бодрствовании, но только в измененном виде. Мозг предоставлен самому себе, он не контролируется сознанием.
Большинство случаев этого явления возникает в фазе неглубокого сна. В это время мозг очень чутко реагирует на внешние раздражители, не замечаемые в другие моменты. Он их воспринимает, анализирует.
Расшифровка снов
Сновидение – зашифрованное послание на важную тему, состоящее из символов. Получив во время бодрствования информацию, мозг перерабатывает ее, ищет ответы на вопросы.
Во время сна сознание получает доступ к подавляемым чувствам. Чтобы понять зашифрованные символы, есть много различных толкователей сна. Изучением и расшифровкой физиологии сна и фазы бодрствования организма, природы сновидений занимались Юнг, Павлов, Фрейд и другие ученые.
Продуктивность ночного отдыха: критерии и способы улучшения
Продолжительность сна влияет на умственную, физическую активность человека. Для разных возрастов нужна различная протяженность отдыха. Ребенку требуется значительно большее время в сравнении со взрослым. Учитывать стоит и индивидуальные особенности организма.
Для того, чтобы понять хватает ли сна, нужно задать себе такие вопросы:
- нужен ли будильник чтобы проснуться;
- требуется ли для сохранения бодрости днем употребление кофе или энергетиков;
- наступает ли засыпание в первые пять минут.
Если на первые два вопроса ответ будет «да», а на третий «нет», организму срочно необходим отдых. Иногда достаточно нескольких дополнительных часов, или может быть потребность в полноценном отпуске.
Многие люди испытывают хотя бы иногда проблемы со сном. Это истощает иммунную, нервную системы, понижает работоспособность головного мозга. Чтобы улучшить качество сна, необходимо обратить внимание на следующие рекомендации:
- соблюдать правильное питание;
- контролировать прием кофе;
- не нарушать режим сна;
- спать в одном месте;
- обеспечить удобную постель;
- отдыхать в темноте;
- не допускать дневного сна;
- устранять раздражающие факторы;
- проводить вечернюю гигиену;
- не пренебрегать вечерней прогулкой;
- принять вечером теплую ванну.
Все эти процедуры помогут быстро уснуть. Отдых будет спокойным, продолжительным. Ежегодно презентуется множество новых медикаментов для сна. Старайтесь не употреблять снотворные препараты без крайней необходимости.
Заключение
Физиология сна и бодрствования объединены общей темой. Ночной отдых является основой нормальной жизнедеятельности организма человека. Он содействует сохранению, укреплению здоровья. Достаточная продолжительность и качество помогают не растратить адекватное психическое, соматическое состояние.
В течение жизни на сон приходится около трети всего времени. Отсутствие этого удовольствия является сильнейшим испытанием для людей. Принудительное лишение отдыха способно привести к летальному исходу.
Источник