Стадии сна человека и их периодичность в ночном сне

Многие слышали о том, что сон состоит из последовательно сменяющих друг друга фаз и стадий. Некоторые знают, что в одни фазы проснуться легче, в другие – тяжелее, поэтому в идеале пробуждение стоит подстраивать на определенные этапы сна. Кто-то скажет, что сны снятся только в какую-то одну фазу (небольшой спойлер – на самом деле это не так, см. ниже). В данной статье мы предлагаем углубиться в эти и другие вопросы, связанные с различными периодами сна, и рассмотреть, какие фазы выделяются, какова их характеристика и продолжительность, сколько фаз нужно, для того чтобы выспаться, и как самостоятельно рассчитать сон по фазам. Кроме того, в последней части текста мы рассмотрим, как с точки зрения фаз и стадий оцениваются некоторые так называемые рациональные схемы сна.

Фазы сна человека: предисловие

Сны кажутся такой обыденной вещью, и тем не менее это – одна из тех областей, которая еще таит множество загадок. В частности, пока у ученых не наблюдается единства мнений даже в отношении того, видим ли мы цветные сны или черно-белые. А вот стадии и фазы сна человека можно считать вполне изученными, в том числе потому что их проще исследовать с помощью различных приборов. Основные источники данных для ученых – активность мозга в целом и его долей в частности (показывается на электроэнцефалограмме – ЭЭГ), движения глазных яблок и мышц затылка. Эти и ряд других показателей позволяют составить более или менее ясную картину циклов фаз сна.

В целом мы предлагаем не углубляться в термины и методики сомнологии (науки о сне), а рассмотреть фазы сна на более практическом уровне: понять, сколько фаз выделяется, разобрать их главные черты и то, что отличает фазы друг от друга. Эти знания помогут ответить на вопросы, в какую фазу легче проснуться, сколько должен длиться здоровый сон и т.д. Но сначала сделаем несколько ремарок:

• фазы и стадии рассматриваются на примерах взрослых (с возрастом соотношение и длительность фаз меняется);
• для простоты и единообразия периоды сна будут показаны на примерах тех, кто ложится спать вечером или в начале ночи, а не под утро и не работает по ночам;
• мы рассматриваем только физиологический сон – медикаментозный, гипнотический и т.д. в данном материале в счет не берутся;
• мы сфокусируемся на тех, кто имеет счастье спать достаточное для своего организма количество часов и не вынужден, например, бежать к первой паре после ночного написания курсовой.

Итак, каким должен быть нормальный сон у среднестатистического здорового человека в подобных условиях?

Фазы и стадии сна

В целом специалисты делят сон на две фазы:

• Медленный сон, он же ортодоксальный, или NREM-сон. Название NREM происходит от английского Not Rapid Eye Movement и отражает тот факт, что для данной фазы не характерны быстрые движения глаз.
• Быстрый сон, он же парадоксальный, или REM-сон (то есть быстрые движения глаз присутствуют). Название «парадоксальный» связано с тем, что во время этой фазы сна сочетаются полное расслабление мышц и высокая активность мозга. Получается, что в этот период мозг работает почти так же, как при бодрствовании, но при этом не обрабатывает информацию, получаемую от органов чувств, и не отдает телу приказов, как реагировать на эту информацию.

Цикл «медленный + быстрый сон» длится примерно 1,5-2 часа (подробнее чуть ниже), и в ходе ночи данные фазы последовательно сменяют друг друга. В среднем 3/4 цикла приходится на медленный сон и, соответственно, около четверти – на быстрый.

При этом у медленного сна выделяется ряд стадий:

1. дремота – переход от бодрствования ко сну;
2. легкий сон;
3. умеренно глубокий сон;
4. глубокий сон – именно на этой стадии сон самый крепкий.

Стадии 3 и 4 носят общее название – дельта-сон, что связано с наличием на ЭЭГ специфических дельта-волн.

Схема ночного цикла по фазам и стадиям сна

С точки зрения циклов сна наша ночь проходит следующим образом:

• Сначала наступает стадия 1 медленного сна, то есть мы переходим от бодрствования ко сну через дремоту.
• Далее мы последовательно проходим стадии 2, 3 и 4. Потом двигаемся в обратном порядке – от дельта-сна к легкому (4 – 3 – 2).
• После стадии 2 наступает фаза быстрого сна. Из-за того что она активизируется последней в цикле – после того, как прошли все остальные этапы, – иногда ее называют 5 фазой или 5 стадией, что, строго говоря, не совсем точно, потому что быстрый сон – совсем другой по сравнению с медленным.
• Затем мы снова возвращаемся в стадию 2, и дальше опять погружаемся в дельта-сон, потом легкий, потом быстрый, потом снова легкий… И так смена фаз и стадий идет по кругу. Другой вариант – после быстрого сна наступает пробуждение.

Продолжительность фаз и стадий сна

Как мы уже говорили выше, на весь сонный цикл (медленный и быстрый сон) в среднем уходит примерно от 1,5 часов до 2 часов. При этом продолжительность фаз и стадий и их соотношение в рамках одного цикла меняется с течением ночи. Рассмотрим, как в среднем распределяются фазы и сколько длится каждая из них.

• Обычная длительность стадии 1 (дремота) составляет 5-15 минут. Если человек засыпает, только опустив голову на подушку, это говорит о том, что ему надо раньше ложиться, больше спать или в принципе больше отдыхать.
• В течение ночи около 50% сна приходится легкий сон – это медленный сон, но не в самых глубоких его проявлениях. Средняя продолжительность одной «порции» такого сна – около 20 минут.
• Когда мы только уснули, длительность глубокого и умеренно глубокого сна (дельта-сна) больше, чем под утро. В рамках первого цикла на дельта-сон может уйти до 40 минут, а в последующих эта цифра уменьшается. В общей сложности в течение ночи 3 и 4 стадии занимают 15-20% от всего сна.
• У быстрого и легкого сна, соответственно, все наоборот: эти периоды длиннее всего ближе к утру. Продолжительность быстрого сна в начале ночи весьма коротка (в первом цикле – 5-10 минут), а затем увеличивается до 30-40 минут, а иногда и больше. Всего на быстрый сон приходится, соответственно, около четверти всего времени в течение ночи.

Таким образом, в первом цикле полноценный глубокий сон (стадия 4) наступает примерно через 40-50 минут после сна, а быстрый – через 1,5 часа. Исходя из средней потребности во сне, получаем, что в нормальном состоянии человеку за ночь нужно проспать 3-6 циклов – в зависимости от их продолжительности и от его потребности во сне. В свою очередь, данная потребность весьма разнится: некоторым нужно 4 часа, для некоторых норма может превышать 10 часов.

В какую фазу лучше просыпаться и как это рассчитать

Как известно, просыпаться легче всего на фазе быстрого сна, на втором месте – стадия легкого. Зная последовательность разных периодов, вы сможете подгадать оптимальное время пробуждения. С другой стороны, надо учитывать, что длительность фаз неодинакова у разных людей, кроме того, потребность в том или иной «виде» сна колеблется в зависимости от состояния. Например, если вы устали, болеете или восстанавливаетесь после болезни, медленный сон способен занять больше времени.

Конечно, чтобы облегчить себе пробуждение, можно купить различные гаджеты, которые считывают характерные особенности фаз (подробнее чуть ниже) и будят

вас именно в положенное время. Но узнать, как проснуться в фазу быстрого сна, можно и самостоятельно – в первую очередь надо поэкспериментировать. Например, примите за фазу сна 2 часа, рассчитайте, во сколько надо лечь/проснуться, чтобы выдержать целое число циклов. Например, если вам надо встать в 8 утра, кратное число фаз будет в 6 утра, 4 утра, 2 ночи, полночь и т.д. При расчете времени учитывайте и то, что еще немного времени вам потребуется на то, чтобы заснуть. Как мы говорили, на стадию 1 обычно уходит 5-15 минут. То есть, чтобы встать в 8, лечь надо в 1:45 или 23:45.

Попробуйте какое-то время придерживаться такого графика и посмотрите, получается ли у вас просыпаться в фазу быстрого сна. Если нет, «поиграйте» с границами – сделайте расчет исходя из 1 часа 50 минут или 1 часа 40 минут. Таким образом вы сможете найти именно вашу продолжительность ночного цикла и в дальнейшем отталкиваться от нее. Проводить эксперименты лучше всего, когда вы находитесь в нормальном физическом и эмоциональном состоянии и более или менее нормально высыпались накануне экспериментов.

Также намекаем, что под «лечь спать» мы имеет в виду именно лечь спать, а не «лечь в кровать со смартфоном в обнимку и еще час переписываться в мессенджерах». Заметим и то, что расчет фаз сна не придаст вам бодрости, если вы уже неделю спите только по одному циклу за ночь. Подстройка под фазы – инструмент для более легкого пробуждения, но от необходимости полноценно спать он вас не освободит.

Фазы сна и сновидения

Согласно исследованиям, неправильно ставить вопрос: «В какой фазе сна снятся сны». Корректнее другая формулировка: «Сны из какой фазы мы лучше всего запоминаем?» Исследования показывают, что сны снятся нам на всех этапах – даже на стадии глубокого сна. Другое дело, что мы их не запоминаем – возможно, вследствие того, что медленный сон слишком крепкий и активность мозга ниже. Впрочем, даже то, что мы видели в фазе быстрого сна, мы запоминаем далеко не всегда. Подробнее об этом в нашей статье «Интересные факты о снах».

Что происходит с нами в разные фазы сна

Одно из главных отличий фаз друг от друга – разная активность мозга, которую визуально можно проследить в волнах на ЭЭГ, однако физиология фаз сна характеризуется не только этим. Другое различие быстрого и медленного отражено в английских названиях REM и NREM – наличие и отсутствие быстрых движений глаз. В целом же определение фазы сна на глазок, без учета приборов и измерения различных показателей, достаточно проблематично. Можно только сказать, что если человек двигает глазами, конечностями и т.д., скорее всего, речь идет о быстром сне. А что можно зарегистрировать на различных приборах? Приведем несколько интересных фактов.

Черты медленного сна

Чтобы погрузиться в первую стадию медленного сна (дремоту), мозг вырабатывает специальные вещества, которые блокируют его активность, вызывают вялость, а также влияют на другие системы организма, в том числе замедляют метаболизм. В стадиях 2-4, особенно при дельта-сне, обмен веществ также замедляется.

Говорить, что во время медленного сна в принципе нет движения глаз, не совсем верно – они есть в стадиях 1 (дремота) и

2 (легкий сон), но специфически медленные; в английской терминологии они так и называются – slow rolling eye movement (SREM). В свою очередь, во время дельта-сна нет даже таких движений, зато именно в этой фазе люди ходят или говорят во сне, а также совершают иные неконтролируемые действия, если им это свойственно.

В фазе медленного сна на 1-1,5 градуса понижается температура тела (особенно в глубоком сне), снижается пульс и артериальное давление, дыхание становится более редким. Вместе с тем активнее продуцируются гормоны роста, половые гормоны и др., идут процессы по построению тканей и т.д. Именно поэтому говорят, что медленный сон в большей мере отвечает за физиологический отдых. Кроме того, эта фаза необходима для восстановления мозговой ткани после бодрствования (подробнее об этом в первом видео нашей статьи «Не отказывайте себе во сне»).

Черты быстрого сна

Одна из главных особенностей быстрого сна – самые яркие сновидения. Под словами «самые яркие» мы имеет в виду то, что практически все сны, которые мы помним после пробуждения, – именно из этой фазы. Считается, что быстрый сон, в свою очередь, отвечает за обработку полученной за день информации, внутреннюю работу над эмоциями и т.д. Но пока ученые точно не могут точно сказать, как что конкретно происходит во время быстрого сна и какие механизмы при этом задействованы.

Как мы уже отмечали, визуально быстрый сон можно узнать по движениям глазных яблок, по иногда сбивающемуся дыханию, движениям рук и т.д. Также для этой фазы характерны изменения температуры тела и ритм сердца: они могут повышаться или понижаться в рамках одного и того же этапа.

Интересно, что мозговая активность во время быстрого сна насколько высокая, что ученые в течение долгого времени не могли заметить разницу на ЭЭГ между этой фазой сна и бодрствованием. Правда, на сегодняшний день несколько важных различий все же было найдено.

Интересные особенности, связанные с фазами сна

Для любой фазы характерно искаженное представление о времени. Наверное, всем знакомы ситуации, когда на минуточку закроешь глаза – и 5 часов как не бывало. Верно и обратное: казалось, уже вся ночь минула и много снов приснилось, а на самом деле прошло всего 20 минут.

Некоторые считают, что во время сна человек полностью отключается от реальности, однако на самом деле это не так. Многие сигналы мозгом действительно должным образом не обрабатываются, особенно во время

дельта-сна, но во время быстрого и легкого главным источником информации становятся звуки. Например, нас не всегда будит шум, но человек может проснуться от того, что кто-то даже негромко позовет его по имени. Также во время быстрого сна звуки могут встраиваться в сновидение и становиться его частью. Это говорит о том, что мозг обрабатывает звуки во время сна и решает, каким уделить внимание и как именно это сделать.

У детей доля быстрого сна больше, чем у взрослых, а у пожилых людей она еще меньше. То есть чем старше мы становимся, тем короче парадоксальная фаза сна и длиннее ортодоксальная. Интересно, что быстрый сон отмечается даже у детей, находящихся в утробе матери. Ученые говорят, что на ранних этапах жизни (в том числе до рождения) быстрый сон очень важен для формирования центральной нервной системы.

Исследования показывают, что мозг может не погружаться целиком в одну и ту же фазу, что особенно характерно для дельта-сна. Хотя бОльшая часть мозга, как правило, находится на одном и тот же этапе.

Значение фаз сна для организма: небольшое предостережение

Сказать, какой сон лучше или полезнее – быстрый или медленный – невозможно. Они обе фазы нужны для полноценного отдыха и восстановления организма как на физиологическом, так и психическом уровне. В связи с этим вызывают вопросы схемы сна, в которых отсутствует полноценный цикл. Наверняка многие слышали о схемах, предполагающих, что человек спит не 1 раз в сутки 6-8 часов, а несколько раз в течение дня.

Некоторые подобные схемы выглядят вполне безобидными, однако польза других вызывает серьезные сомнения.

В частности, в интернете встречается информация о якобы очень эффективном расписании, когда спать надо 6 раз по 20 минут или 4 раза по 30 минут. Исходя из типичного цикла сна, эти временные промежутки очень короткие, и за 20-30 минут человек не успеет перейти дальше 2-3 стадии, то есть о глубоком и быстром сне речь не идет в принципе. Между тем важнейшие для нашего организма процессы происходят именно на этих этапах. Возможно, у людей, которые описаны как успешно применявшие такие схемы, циклы сна очень сжаты, но велик шанс, что действительность просто приукрашена в угоду впечатляющей истории.

Конечно, какое-то время организм среднестатистического человека профункционирует и на 20 минутах 6 раз в сутки. Ему может даже казаться, что он стал более эффективно расходовать время, однако польза этих схем для организма в данном случае вызывает вопросы. Системный недостаток сна ударяет как психическому, так и физическому состоянию и приводит различным неприятным последствиям. Не отрицая пользу и эффективность других рациональных схем сна, призываем вас консультироваться с врачом и очень настороженно относиться к вариантам, которые не включают хотя бы несколько полноценных циклов в сутки.