Периодический сон

Человеку в каждом возрасте необходимо определенное оптимальное количество часов для сна. Суточный сон новорожденного ребенка должен достигать 21 часа. Ребенок в возрасте от 6 месяцев до 1 года спит около 14 часов в сутки. В возрасте 4 лет необходимо 12 часов сна. В 10 лет дети должны спать не менее 10 часов. Взрослым достаточно в среднем 7-8 часов сна в сутки.

При полном лишении сна в течение 3-5 суток появляется непреодолимая потребность во сне, наблюдается снижение скорости психических реакций, резкая утомляемость при интеллектуальной деятельности.

Характеристика реакций человека во время сна

Сон характеризуется понижением активности нервной системы, выключением сознания, снижением мышечного тонуса и всех видов чувствительности.

Во время сна рефлекторные функции снижены: условные рефлексы заторможены, безусловные значительно ослаблены. Порог раздражения рефлексов возрастает, а латентный период удлиняется. Чтобы вызвать у спящего ту или иную реакцию, требуется применить гораздо большую силу раздражения, чем в период бодрствования. В процессе сна сенсомоторные изменения являются доминирующими по сравнению с изменениями вегетативных функций (см. Вегетативная нервная система), хотя дыхание становится значительно реже, ровнее, обмен веществ и температура тела, частота сердечных сокращений, артериальное давление и диурез снижаются.

Наблюдения над реакциями, возникающими в ответ на различные раздражения, показали, что некоторые виды корковой деятельности могут сохраняться во время нормального периодического сна. К раздражениям, по отношению к которым реактивность сохранена и которые быстро вызывают пробуждение, принадлежат сигналы, представляющие высокую значимость для данного человека. Так, например, мать пробуждается при слабом плаче ребенка, но не реагирует на другие более сильные звуки; дежурный просыпается при телефонном звонке; военный мгновенно вскакивает при звуках тревоги и т. д.

Парадоксальный и ортодоксальный сон

Переход ко сну сопровождается сменой низкоамплитудных и быстрых ритмов электроэнцефалограммы на высокоамплитудные и медленные колебания. Эти проявления занимают 75-80 % общей продолжительности сна, характеризующегося признаками торможения основных функций организма. Такая фаза сна названа ортодоксальным или «медленным» сном.

В процессе сна выделяется период глубокого сна, который называется парадоксальный или «быстрый» сон. Только в этот период медленные и высокоамплитудные ритмы на электроэнцефалограмме сменяются на низкоамплитудные, и высокочастотные колебания, схожие с теми, которые наблюдаются во время бодрствования.

Если в это время разбудить человека, то он сообщает, что видел сновидение. Следовательно, появление высокочастотных колебаний на электроэнцефалограмме во время сна является электрофизиологическим выражением сновидений. По изменениям электроэнцефалограммы можно заключить, что у большинства людей сновидения возникают периодически с промежутками длительностью 80-90 мин.

У взрослого человека эти периоды парадоксального сна составляют примерно до 20-25% от общей продолжительности сна. В период «быстрого» сна отмечаются движения глазных яблок, сокращение мимических мышц, учащение дыхания и пульса, повышение артериального давления.

Структуры мозга, ответственные за сон

Афферентные сигналы, идущие через ретикулярную формацию, таламус в кору мозга (см. Головной мозг), оказывают на нее активирующее влияние и поддерживают бодрствующее состояние. Устранение этих влияний (при поражении нескольких рецепторных систем либо в результате разрушения ретикулярной формации, либо выключения ее функций при действии некоторых наркотических средств, например, барбитуратов) приводит к наступлению глубокого сна.

В свою очередь ретикулярная формация ствола мозга находится под непрерывным тонизирующим влиянием коры полушарий большого мозга.

Существование двусторонней связи между корой и ретикулярной формацией играет важную роль в механизме возникновения сна. Действительно, развитие торможения в участках коры снижает тонус ретикулярной формации, а это ослабляет ее восходящие активирующие влияния, что влечет за собой снижение активности всей коры. Таким образом, торможение, первоначально возникшее в ограниченной области коры, может вызвать торможение нейронов всей коры.

В возникновении сна важную роль играют так называемые гипногенные, или вызывающие сон, структуры ствола мозга.

В стволе мозга установлено существование двух взаимно антагонистических систем, определяющих состояние бодрствования или сна. Поддержание состояния бодрствования связано с активностью ростральных отделов ретикулярной формации ствола мозга, вызывающих десинхронизацию электрических колебаний в мозге. Возникновение сна определяется возбуждением структур, расположенных в определенных областях таламуса, гипоталамуса и некоторых отделах ретикулярной формации, которые названы гипногенными.

Нейронные механизмы парадоксального и ортодоксального сна

Долгое время считали, что сон — это покой или выключение деятельности организма, необходимое для восстановления его работоспособности. Действительно, например, для скелетных мышц нормальный сон создает состояние покоя. Однако по отношению к работе мозга сон — это не просто покой и торможение. Во время сна корковые нейроны моторной, зрительной и других областей все время находятся в состоянии ритмической активности, частота которой в среднем оказывается не меньшей, а в ряде случаев даже большей, чем во время бодрствования.

Во время сна не обнаружено глобального торможения корковой активности. Изменяется лишь ее характер: непрерывные разряды нейронов, характерные для бодрствования, сменяются короткими групповыми разрядами, между которыми наблюдаются длительные паузы.

В период «медленного» сна такие групповые разряды синхронизированы, что находит свое отражение в медленных волнах на электроэнцефалограмме.

Во время «быстрого» сна длительность и частота групповых разрядов значительно увеличиваются; они не синхронизированы, и на электроэнцефалограмме отмечаются более частые волны.

Таким образом, корковое торможение во время сна следует понимать не как отсутствие активности, а как переход этой активности на новый режим.

Роль сна в переработке информации

Потребность в состоянии сна связана с тем, что при таком режиме работы клетки мозга оказываются как бы отключенными от периферических раздражений, благодаря чему становится возможной переработка информации, которая поступила в мозг в период бодрствования. Этот процесс, очевидно, происходит в период «быстрого», или парадоксального сна, который по внешним проявлениям более глубокий, чем «медленный» сон. Вместе с тем, судя по характеру биоэлектрической активности мозга, в период «быстрого» сна активная деятельность клеток мозга сохраняется (на фоне максимального их отключения от влияний окружающей среды). Такая интенсивная работа мозга необходима для классификации и упорядочения поступившей во время бодрствования информации. При этом новая информация сопоставляется с прошлой (хранящейся в памяти) и находит свое место в системе существующих у организма представлений об окружающем мире. Новая информация требует осмысливания, доработки или переработки существующих представлений. Для этого необходима напряженная творческая работа мозга, которая, как полагают, осуществляется во время парадоксального, а по некоторым данным и в другие фазы сна. В такой переработанной и упорядоченной форме в виде органического сочетания со связями, образованными прошлым опытом, осуществляется фиксация и хранение новой информации в долговременной памяти мозга. Искусственное лишение человека «парадоксального» сна приводит к расстройствам памяти и может вызывать психические заболевания.