Цикл сна человека

Цикл сна человека

Сон делится на две основные фазы — медленный сон и быстрый. У первого, медленного, четыре подфазы.

Медленный сон и его этапы

Первая фаза медленного сна

Длительность фазы — 10–15 минут. Это то, что мы обычно называем дремой, дремотой. Тело начинает расслабляться, дыхание выравнивается, пульс замедляется. На этом этапе мозг обрабатывает всю поступившую за день информацию, ищет выход из сложных ситуаций, решает проблемы, строит планы. Некоторые люди рассказывают, что время от времени задремывают в середине обдумывания сложной задачи, а через 10–15 минут просыпаются с готовым решением. На этом этапе вам может грезиться что-то, связанное с вашей жизнью, нередко появляются слуховые галлюцинации, которые кажутся вам абсолютно реальными: вы даже можете повторить целые предложения, которые «кто-то» произнес вам прямо в ухо.

Вторая фаза медленного сна

Длительность фазы — примерно 20 минут. Мозговая деятельность замедляется, так же как пульс и дыхание. Мышцы расслабляются. Но сон еще чуткий, и слух обостряется несколько раз в минуту. Резкий или неожиданный звук, даже негромкий, может легко вас разбудить. В этот период, чтобы заснуть, человеку нужна тишина.

Третья фаза медленного сна

Эта фаза переходная между второй и четвертой. Это уже глубокий сон, когда разбудить вас обычными звуками почти невозможно.

Четвертая фаза медленного сна

Третья и четвертая фазы в совокупности длятся от 30 до 45 минут. Четвертая фаза — самая важная для качественного отдыха. Разбудить вас сложно, зато, если вы склонны к лунатизму, болтовне во сне или кошмарам, все это фиксируется именно на этой стадии. Обычные сны тоже снятся, но вспомнить их вы не сможете. Во время этого этапа сна тело запускает рост и регенерацию клеток, строит мышцы и кости, усиливает иммунную защиту.

Быстрый сон

В норме занимает не больше 20 % всего времени сна. В эту фазу тело полностью расслаблено, но мозг уже не отдыхает, а работает. Учащается пульс. Вам снятся сны, которые, если вы сейчас проснетесь, вы отчетливо вспомните. Для фазы быстрого сна характерны быстрые движения глазных яблок под сомкнутыми веками.

Ваш сон начинается с первой фазы медленного сна, последовательно доходит до четвертой, затем снова возвращается к третьей и второй. Только после этого вы переходите к фазе быстрого сна. Это полный цикл, занимающий около полутора часов. Если вы спите достаточно, цикл успевает повториться 4–5 раз.

В первом цикле ночи четвертая фаза медленного сна самая долгая. С каждым следующим циклом она все больше укорачивается, а фаза быстрого сна, наоборот, удлиняется.

Зависимость самочувствия от фазы пробуждения

Когда человек просыпается без будильника, утром выходного дня, он чаще всего чувствует себя бодрым и отдохнувшим. (При условии, что он не проспал слишком долго.) Так происходит, потому что в норме человеку нужно пробуждаться в начальных фазах медленного сна, когда мозг уже восстановил ресурсы и готов к бодрствованию, но еще не перешел к быстрому сну.

Если резкий звуковой сигнал будит вас в фазе медленного глубокого сна, вам будет трудно просыпаться, двигаться и начинать день. Лучшее время для пробуждения — первая или вторая фазы медленного сна. Вы проснетесь легко, снов помнить не будете, быстро восстановите мышечные функции. Пробудившись на этапе быстрого сна, вы сможете в подробностях рассказать, где путешествовали и кого видели во сне, но можете обнаружить легкую головную боль и туманность сознания. Научные эксперименты подсказывают, что люди, лишенные полноценной фазы быстрого сна, начинают страдать нервно-психическими расстройствами.

Для полноценного функционирования тела и мозга важны обе фазы сна: и быстрого, и медленного. Чтобы высыпаться даже в условиях нехватки сна, нужно организовывать сон так, чтобы количество часов было кратно полутора. Существуют специальные программы-будильники и фитнес-гаджеты, умеющие отслеживать фазы сна и будить вас на нужном этапе.

Ссылка на источник: http://imedicum.ru/content/fazy-sna-kak-vysypatsja-za-ljuboe-vremja

Цикл сна человека

Сон является физиологическим процессом, при котором человек (а также млекопитающие, рыбы, птицы и некоторые насекомые) находится в состоянии, кардинально отличающемся от состояния бодрствования. Данному состоянию присуще измененное сознание, снижение уровня мозговой деятельности и реакций на внешние раздражители. Естественный сон существенно отличается от таких схожих с ним состояний, как кома, анабиоз, обморок, сон под воздействием гипноза и летаргический сон. Наряду со сном в привычном понимании этого слова (т.е. сном в ночное время), определенные культуры допускают существование так называемого дневного отдыха или сиесты. Кратковременный дневной сон является частью традиций многих народов. В соответствии с результатами проводимых исследований, регулярная послеполуденная дрема способна ощутимо снизить (почти на 40%) процент риска возникновения сердечного приступа. Словом, сон является важнейшим элементом жизнедеятельности человека и с подачи исследователей, начиная с 2008 года, каждую 3-ю пятницу первого месяца весны отмечается День Сна.

Основные функции сна

Благодаря сну, организм получает необходимый отдых. В процессе сна, мозг перерабатывает накопленную за день информацию. Так называемый медленный сон позволяет лучше усвоить изученный материал и закрепить его в памяти. Быстрый сон обеспечивает возможность моделирования предстоящих событий на уровне подсознания. Важной функцией сна так же является восстановление иммунной системы человека посредством активизации деятельности Т-лимфоцитов, которые оказывают сопротивление вирусным инфекциям и борются с простудными заболеваниями.

Физиология процесса сна

Здоровый сон может длиться от 4 до 8 часов. Однако данные показатели достаточно субъективны, поскольку продолжительность сна зависит от физической усталости человека. Значительный объем работы, выполненный в течение дня, может потребовать и более длительного ночного отдыха. Нормальный сон цикличен и требуется человеческому организму не реже одного раза в сутки. Циклы сна носят название циркадных ритмов. Каждые 24 часа циркадные ритмы переопределяются. Важнейшим фактором сна считается освещенность. Именно от ее естественного цикла и зависит концентрация в организме фотозависимых белков. Как правило, циркадный цикл соотносится с длительностью светового дня. Непосредственно перед тем, как наступает сон, человек чувствует сонливость, его мозговая активность снижается, а также отмечается изменение сознания. Кроме того, у человека, пребывающего в сонном состоянии, отмечается снижение сенсорной чувствительности, сокращение сердечного ритма, зевота, а кроме того снижение секреторной функции слезных и слюнных желез. Еще одной физиологической особенностью сна является процесс, который носит название “вегетативная буря”, т.е. когда наблюдаются разнообразные формы аритмий, повышение или понижение АД, усиление кровоснабжения мозга и секреции надпочечников, эрекция клитора и полового члена.

Структура процесса сна

Любой сон делится на несколько стадий, которые повторяются с определенной закономерностью на протяжении всей ночи (естественно, при условии, что суточный график абсолютно нормален). Каждая стадия сна напрямую зависит от активности той или иной структуры мозга. Первая стадия сна – это медленный сон (Non-REM). Продолжительность Non-REM сна составляет от 5 до 10 минут. После этого следует вторая стадия, длящаяся примерно 20 минут. В течение последующих 30-45 минут отмечается еще 3 и 4 стадии сна. Далее человек вновь впадает во вторую стадию медленного сна, по окончании которой наступает быстрый REM сон (1-й эпизод). Это примерно 5 минут. Все вышеперечисленные стадии являются первым циклом сна, длительность которого составляет от 90 до 100 минут. После этого цикл вновь повторяется, но при этом стадии медленного сна сокращаются, а быстрый сон наоборот нарастает. Как правило, последний цикл сна завершается эпизодом быстрого сна, длящимся в некоторых случаях около 1 часа. Полноценный сон включает 5 полных циклов. Последовательность, в соответствии с которой одна стадия цикла сна сменяет другую, а также длительность каждого цикла обычно представляют в форме гипнограммы. Цикл сна регулируется определенными участками коры головного мозга, а также голубым пятном, расположенным в его стволе.

Что такое медленный сон?

Медленный сон (его еще называют ортодоксальным сном) имеет продолжительность от 80 до 90 минут и наступает сразу же после того, как человек заснул. Формирование и развитие медленного сна обеспечивается передними отделами гипоталамуса, ядрами шва, неспецифическими ядрами таламуса и средней частью моста (так называемым тормозным центром Моруцци). На первой стадии медленного сна альфа-ритм снижается, преобразуясь в медленные низкоамплитудные тэта-ритмы, равные по своей амплитуде альфа-ритму либо превышающие его. Человек пребывает в состоянии дремоты (полусна), наблюдаются сноподобные галлюцинации. Активность мышц падает, частота пульса и дыхания снижается, обменные процессы замедляются, глазные яблоки совершают замедленное движение. На данной стадии сна интуитивно формируются решения задач, казалось бы, неразрешимых в период бодрствования. По крайней мере, может возникнуть иллюзия их существования. Первая стадия медленного сна так же может включать гипногогические подергивания.

На второй стадии Non-REM сна (это, как правило, легкий и неглубокий сон) происходит дальнейшее сокращение мышечной активности, ритм сердца замедляется, температура тела падает, глаза становятся неподвижными. Вторая стадия – это примерно до 55% от всего времени сна. Длится первый эпизод второй стадии ориентировочно 20 минут. Электроэнцефалограмма показывает в этот момент преобладающие тэта-ритмы и появляющиеся сигма-ритмы (т.н. “сонные веретена”), которые являются по сути учащенными альфа-ритмами. В момент появления сигма-ритмов, отключается сознание. Однако, в паузах между сигма-ритмами, возникающих с частотой от 2 до 5 раз в 1 минуту, человек может быть легко разбужен.

На третьей стадии медленного сна суммарное количество дельта-ритмов не более 50%. На четвертой стадии эта цифра превышает 50%. Именно четвертая стадия – это медленный и глубокий сон. Достаточно часто III и IV стадии объединяют, называя дельта-сном. Разбудить человека в период дельта-сна крайне сложно. На этой стадии обычно появляются сновидения (до 80%). Человек может начать разговаривать, не исключается хождение во сне, могут возникнуть ночные кошмары и развиться энурез. В то же время, ничего из вышеперечисленного человек обычно не запоминает. Третья стадия длится от 5 до 8% от времени всего сна, а четвертая занимает от 10 до 15% от всего периода сна. Первые четыре стадии медленного сна у нормального человека длятся от 75 до 80% от суммарной продолжительности этого физиологического процесса. По предположению исследователей, Non-REM сон обеспечивает полное восстановление затраченной за день энергии. Кроме того, фаза медленного сна позволяет зафиксировать в памяти осознанные воспоминания декларативного характера.

Что такое быстрый сон?

Быстрый сон называют также REM-сном, парадоксальным сном или быстроволновым сном. Кроме того, общепринято название – стадия БДГ (быстрое движение глаз). Стадия БДГ имеет продолжительность от 10 до 15 минут и следует за медленным сном. Быстрый сон был открыт в 1953 году. Центрами, отвечающими за быстрый сон, являются: верхнее двухолмие и ретикулярная формация среднего мозга, голубое пятно, а также ядра (вестибулярные) продолговатого мозга. Если посмотреть в этот момент на электроэнцефалограмму, то можно увидеть довольно активные колебания электроактивности, значения которых максимально близки бета-волнам. В период быстрого сна электроактивность мозга практически идентична состоянию бодрствования. Однако в данной стадии человек совершенно неподвижен, так как его мышечный тонус на нуле. В то же время, глазные яблоки активно двигаются под сомкнутыми веками, быстро перемещаясь с определенной периодичностью. Если разбудить человека на стадии БДГ, то с вероятностью 90% он расскажет о захватывающем и ярком сне.

Как уже отмечалось выше, электроэнцефалограмма быстрого сна отражает активацию мозговой деятельности и больше напоминает ЭЭГ первой стадии сна. 1-й эпизод стадии БДГ длится от 5 до 10 минут и наступает спустя 70-90 минут с момента, когда человек заснул. В течение всего периода сна, длительность следующих эпизодов быстрого сна становится все больше. Финальный эпизод БДГ-сна может иметь продолжительность до 1 часа. Длительность REM-сна у взрослого здорового человека – это примерно 20-25% от всего времени сна. От одного цикла к последующему, фаза БДГ-сна становится все длиннее, а глубина сна наоборот уменьшается. Нарушения медленного сна не так тяжелы для психики, как прерывание REM-фазы. Если какая-то часть быстрого сна прервана, то она должна быть обязательно восполнена в одном из последующих циклов. Опыты, которые проводились на мышах, доказали пагубное влияние отсутствующей REM-фазы на этих млекопитающих. По истечение 40 дней мышь, лишенная фазы быстрого сна, погибала в то время как грызуны, лишенные медленного сна, продолжали жить.

Существует гипотеза о том, что в процессе БДГ-фазы мозг человека работает над упорядочиванием информации, полученной за день. Еще одна теория гласит о том, что фаза быстрого сна особенно важна для новорожденных, обеспечивая нервную стимуляцию, способствующую формированию и развитию нервной системы.

Продолжительность сна

Длительность нормального сна может варьироваться от 6 до 8 часов в сутки. Однако при этом не исключаются и большие отклонения в ту или иную сторону (4-10 часов). Если наблюдаются нарушения сна, то его длительность может быть равна как нескольким минутам, так и нескольким суткам. Когда продолжительность сна составляет меньше 5 часов, то это считается нарушением его структуры, которое может привести к развитию бессонницы. Если лишить человека сна, то уже через несколько дней его сознание утратит ясность восприятия, появятся непреодолимые позывы ко сну, будут наблюдаться “провалы” в так называемое пограничное состояние между сном и бодрствованием.

Сновидения

Наряду с соответствующим физиологическим процессом, слово “сон” означает также последовательность образов, возникающих в фазе REM-сна и, в некоторых случаях, запоминающихся человеку. Сновидение формируется в сознании спящего человека, слагаясь из разнообразных субъективно воспринимающихся тактильных, визуальных, слуховых и других образов. Обычно человек, который видит сон, не осознает, что находится в состоянии сна. В итоге, сновидение воспринимается им в качестве объективной реальности. Интересной разновидностью сновидений считаются осознанные сны, при которых человек понимает, что спит, а поэтому может управлять развитием сюжета в сновидении. Считается, что сновидения присущи фазе быстрого сна, наступающей с периодичностью один раз в 90-120 минут. Характеризуется такая фаза быстрым движением глазных яблок, учащенным пульсом и дыханием, стимуляцией варолиева моста (pons), а также непродолжительным расслаблением скелетных мышц. В соответствии с результатами последних проводимых исследований, сновидения могут быть присущи и фазе медленного сна. В то же время, они менее эмоциональны и не так продолжительны, как сны REM-фазы.

Патологии сна

Всевозможные расстройства сна являются достаточно распространенным явлением. К примеру, причиной бессонницы (инсомнии) могут стать психозы, депрессии, неврозы, эпилепсия, энцефалит и др. заболевания. Апноэ – это нарушения дыхания спящего человека, причины которых могут носить механический или психогенный характер. Такие парасомнии, как лунатизм, ночные кошмары, эпилепсия и скрежетание зубами формируются и развиваются на базе невроза. Такие патологии, как летаргический сон, нарколепсия и сонный паралич относятся к наиболее тяжелым расстройствам сна. В случае любых настораживающих факторов, связанных с явно выраженными отклонениями в структуре сна, необходимо обратиться за помощью к специалисту.

Снотворные фармакологические средства

Регуляция сна с использованием фармакологических средств должна осуществляться под наблюдением врача. Наряду с этим, следует помнить о том, что длительное употребление снотворных препаратов снижает эффективность последних. Сравнительно недавно в группу успокаивающих средств входили даже наркотики – морфин и опиум. Достаточно долго в качестве снотворного использовались и барбитураты. Одним из наиболее прогрессивных на данный момент препаратов считается мелатонин. Не менее эффективным лечением бессонницы является прием препаратов магния, улучшающих сон и способствующих выработке все того же мелатонина.

Изучение сна

По мнению видных исследователей прошлого и настоящего, сон играет более важную роль для организма человека, чем пища. Во второй половине 20-го века были разработаны технологии регистрации активности мышц (ЭМГ), головного мозга (ЭЭГ) и глаз (ЭОГ), после чего удалось сформировать те представления о структуре сна и его природе, которые до сих пор никто так и не опроверг.

Ссылка на источник: http://anatomus.ru/physiology/son.html

Биология и медицина

Сон и циркадианные ритмы

Циркадианный ритм — циклическое колебание интенсивности того или иного биологического процесса с периодом в пределах 20-28 часов.

Из всех суточных ритмов человека наиболее выражен цикл сон-бодрствование.

Чередование сна и бодрствования относится к целому ряду функций организма, имеющих циркадианную (околосуточную) периодичность (примерно одни сутки). Суточные колебания присущи функциям терморегуляции, дыхания, кровообращения, пищеварения и выделения, функции эндокринной системы, когнитивным процессам. Эндогенный период цикла "сон — бодрствование" — около 25 ч, но в норме он подчиняется смене дня и ночи. Однако цикл нарушается в условиях изоляции человека от внешней среды либо при быстрой смене часового пояса (jet lag).

Важно различать реакцию функциональных систем на изменение окружающей среды или поведения (например, повышение АД и ЧСС при переходе в вертикальное положение) и те функциональные сдвиги, которыми управляет внутренний водитель циркадианного ритма (например, суточные колебания уровня кортизола в плазме , не зависящие от внешних воздействий).

У млекопитающих внутренние водители циркадианных ритмов локализованы в супрахиазмальном ядре гипоталамуса . Оно получает проекции от сетчатки глаз , а его нейроны работают как биологические часы. Двустороннее разрушение ядра ведет к утере многих биологических ритмов, в том числе цикла "сон — бодрствование". Восстановить циркадианные ритмы удается только с помощью трансплантации.

В норме циркадианные ритмы синхронизированы с 24-часовым циклом день-ночь: подстройку внутренних водителей ритма обеспечивает ретиногипоталамический путь — моносинаптический путь от сетчатки к супрахиазмальному ядру гипоталамуса . Внутренний водитель циркадианного ритма имеет собственный период, подстраивающуюся фазу, амплитуду, обладает способностью к перенастройке. У человека в условиях изоляции, когда отсутствуют внешние синхронизирующие сигналы, длительность цикла сон-бодрствование увеличивается в среднем до 25 ч. Однако в таких экспериментах обычно не контролируют изменение освещенности — то есть человек может включать свет «днем» и выключать его «ночью». Более поздние исследования показали, что, если чередование света и темноты следует естественной смене дня и ночи, период суточных ритмов человека в условиях изоляции почти не превышает 24 ч.

Синхронизация цикла сон-бодрствование с 24-часовыми сутками достигается за счет ежедневной подстройки внутреннего водителя ритма к чередованию светлого и темного времени суток.

Воздействие светом позволяет сдвигать фазу циркадианных ритмов — степень и направление сдвига зависят от времени и продолжительности освещения, длины волны и интенсивности света. Если правильно подобрать все эти параметры, в течение 2-3 сут можно перенастроить циркадианные ритмы на любой час. Естественный дневной свет действует намного эффективнее, чем электрическое освещение.

Водитель ритма цикла сон-бодрствование задает время суток, в которое наступает сон, и определяет его структуру. Потребность в сне, его общая продолжительность и длительность быстрого сна зависят от фазы цикла сон-бодрствование. Сонливость и склонность к быстрому сну достигают максимума сразу после самой низкой точки температурного цикла сна: за 1-3 ч до пробуждения. На восходящий фронт температурного цикла сна приходится 85% спонтанных пробуждений.

В цикле сон-бодрствование существует также период устойчивого бодрствования, когда уснуть очень трудно — даже тем, кто не выспался.

Рассогласование внутреннего и требуемого циклов сон-бодрствование может стать причиной бессонницы , ухудшения самочувствия и работоспособности — например, у тех, кто работает ночью, или при смене часовых поясов.

Поведенческие изменения во время цикла "сон-бодрствование" коррелируют с изменениями ЭЭГ . У бодрствующего человека преобладают бета-волны ( рис. 42.5 ). При этом ЭЭГ десинхронизирована, т.е. регистрируется низкоамплитудная высокочастотная активность. Если человек находится в состоянии расслабленного бодрствования с закрытыми глазами, на ЭЭГ преобладают альфа-волны ( рис. 42.5 и рис. 42.6 ). Засыпая, мы последовательно испытываем в течение 30-45 мин четыре стадии медленноволнового сна (их называют стадии 1-4) ( рис. 42.6 ). На стадии 1 альфа-волны перемежаются низкочастотными тэта-волнами (3-7 Гц). На стадии 2 происходит дальнейшее замедление ЭЭГ, но медленные волны прерываются сонными веретенами — вспышками активности с частотой 12-14 Гц и большими К-комплексами (высокоамплитудными медленными потенциалами). Стадия 3 ассоциируется с дельта-волнами (0,5-2 Гц) и отдельными сонными веретенами. Для стадии 4 характерны дельта-волны.

При медленноволновом сне мышцы тела расслаблены, но поза время от времени корректируется. Сердечный ритм, кровяное давление и желудочно- кишечная моторика возрастают. По мере прохождения этих стадий пробуждение становится более трудным. В процессе пробуждения они протекают в обратном порядке.

Примерно каждые 90 мин медленноволновый сон сменяется другой формой, так называемым сном с быстрыми движениями глаз (БДГ-сон, или REM-сон от "rapid eye movement"). При БДГ-сне ЭЭГ снова десинхронизируется. Низкоамплитудные быстрые волны во время БДГ-сна похожи на ЭЭГ-активность бодрствующего человека ( рис. 42.6 , нижняя запись). Из-за этого сходства, а также трудности пробуждения в эту фазу сна БДГ-сон получил еще одно название — парадоксальный сон . В это время мышечный тонус полностью утерян, однако в некоторых мышцах происходят быстрые (фазические) сокращения, особенно явно — в глазных мышцах. В результате возникают быстрые движения глаз, которые и послужили основанием для соответствующего термина. Для этой фазы сна свойственны многие автономные (вегетативные) явления : приостановка терморегуляции; миоз ; возможна эрекция; время от времени изменяются сердечный ритм, кровяное давление, частота дыхания. В течение каждой ночи бывает несколько эпизодов БДГ-сна. Хотя спящего в эти моменты трудно разбудить, активность мозга обычно повышена. С эпизодами этого сна, как правило, совпадают сновидения.

Соотношение между медленноволновым (не БДГ-сном) и БДГ-сном меняется с возрастом. У новорожденных младенцев примерно половина времени сна приходится на БДГ-сон, тогда как у пожилых он укорачивается. У молодых людей БДГ-сон занимает примерно 20-25 % от общей продолжительности сна.

Функциональная роль сна до сих пор недостаточно выяснена. Очевидно, он очень важен, судя по тому, какую значительную часть жизни организм проводит в этом состоянии и к каким серьезным расстройствам здоровья приводит лишение сна. Среди связанных с ним нарушений назовем бессонницу , ночное недержание мочи ( энурез ), снохождение ( сомнабулизм ), сонные апноэ и нарколепсию .

Необходимо продолжать изучение механизмов сна. Стимуляция обширной области ретикулярной формации ствола мозга , известной как активирующая ретикулярная система, сопровождается пробуждением и низкоамплитудной быстрой ЭЭГ-активностью. Раньше считалось, что сон связан со снижением уровня активности в этой стволовой области. Однако накопились убедительные данные в пользу того, что сон — активный процесс. Так, наркоз на уровне нижнего отдела ствола мозга сопровождается реакцией пробуждения, а стимуляция продолговатого мозга около ядра одиночного тракта индуцирует сон. На основании ряда наблюдений возникло представление, что механизмы сна зависят от нейронных сетей ствола мозга, нейромедиаторами в которых служат серотонин , норадреналин и ацетилхолин . Экспериментально показано, что изменения в содержании этих нейромедиаторов в головном мозге могут влиять на цикл "сон — бодрствование".

Содержание

Случайный рисунок

Внимание! Информация на сайте

предназначена исключительно для образовательных

Ссылка на источник: http://medbiol.ru/medbiol/har/005b8ea3.htm