Методы изучения сна в психофизиологии

Фазы сна и что важно о них знать (2021-09-17 11:31:31)

Фазы сна и что важно о них знать

Циклы, стадии и ритмы ночного отдыха Словосочетание «фазы сна» звучит красиво и загадочно, интригуя познавательным подтекстом, скрытым за емким понятием. Вы наверняка слышали, что сон бывает быстрым или медленным, но также наверняка не помните всех тонкостей упомянутых определений. А поскольку качество ночного отдыха с каждым годом приобретает все большую ценность, не лишним будет заново освоить физиологию фаз сна и разобраться, в чем отличие между быстрым и медленным сном

Какие бывают фазы сна

Научная схема структуры человеческого сна включает две главные фазы: медленный сон (он же медленноволновой, ортодоксальный или Non-REM-сон) и быстрый (БДГ или REM-сон — аббревиатура от определения «быстрое движение глаз» / rapid eye movement).

Сон здорового человека при нормальном графике в соответствии с биологическими ритмами представляет собой цикл из двух базовых фаз (каждая из которых, в свою очередь, имеет определенные стадии), несколько раз повторяющийся в течение ночи. Фазы сна человека имеют разную продолжительность по времени и особые функциональные задачи, обусловленные активностью мозговых структур.

Как устроены фазы и циклы сна

Засыпая, человек погружается в фазу медленного сна, а точнее, в ее первую стадию, которая длится 5-10 минут. Фактически это «прелюдия» отдыха, переход тела из активного состояния к полному расслаблению: снижается частота дыхания и пульса, замедляется обмен веществ, движение глаз под веками, понижается температура, замедляются волны мозга, мышцы расслабляются (иногда с импульсивными подергиваниями).

Затем наступает вторая стадия, которая длится около 20 минут — неглубокий или легкий сон, во время которого продолжает снижаться мышечная активность, температура, сердечный ритм, а глаза прекращают двигаться. Стадия легкого сна, повторяясь, как и прочие, несколько раз, занимает примерно 45-55 % общего времени ночного отдыха.

Еще по 30-45 минут приходится на третью и четвертую стадии — наступает глубокий дельта-сон. Сердцебиение и дыхание переходят к самому медленному ритму, мозговые волны и мышцы полностью расслаблены. Именно в этот период человека очень трудно разбудить, он/она крепко спит и даже если разговаривает в забытьи, потом ничего не помнит.

После этого спящий человек возвращается ко 2-й стадии медленного сна, которую сменяет первый короткий сеанс быстрого сна продолжительностью примерно 5 минут. Описанная последовательность стадий называется циклом, первый из которых насчитывает 90-100 минут, и, в среднем, здоровый сон длится 4-5 полных циклов, в зависимости от возраста и потребностей организма. Говоря о нормах для конкретной фазы сна, стоит отметить, что при повторении циклов доля медленного сна уменьшается, а быстрого — возрастает.

Чем важна фаза медленного сна

Во время медленного сна, а особенно в третью и четвертую стадии, организм восстанавливает энергетические и физиологические ресурсы, запуская процессы регенерации клеток, улучшения кровоснабжения мышц, общего укрепления иммунной системы. Пока мы крепко спим, гипофиз трудится, выделяя важные для тела вещества, такие, например, как гормон роста, способствующий развитию и восстановлению мышечной и костной ткани.

Кроме того, глубокий сон помогает структурировать безудержный поток поступающей в него информации, позволяя мозгу формировать осознанные воспоминания, поддерживая кратковременную/долговременную память и общее обучение.

Что происходит в фазу быстрого сна

Фаза быстрого или парадоксального сна характеризуется повышенной активностью головного мозга, что проявляется в быстром движении глазных яблок, подмеченном исследователями. Активность мозга, как и частота пульса, в эти минуты приближается к состоянию бодрствования, дыхание учащается.

Во время фазы быстрого сна мозг фильтрует полученную за день информацию, отбрасывая ненужную и второстепенную. Ученые-сомнологи считают, что проснувшиеся на этапе БДГ-фазы, более творчески настроены и готовы к решению незаурядных задач. А еще мы видим сны — 80% сновидений происходят во время быстрого сна, и те, кто просыпается в этот период, обычно помнят, что снилось и в подробностях описывают увиденное.

Как высыпаться, учитывая фазы сна

Качественный ночной сон не менее важен, чем правильное питание и регулярные воркауты. Недостаток сна, по выводам ученых, вызывает самые разнообразные проблемы со здоровьем — от лишнего веса, преддиабета и депрессии до снижения иммунитета и сексуального влечения.

Самый эффективный метод, гарантирующий крепкий и здоровый сон — соблюдение режима. Учитывая личные потребности и зная, сколько циклических повторений фаз сна организму требуется, чтобы хорошенько отдохнуть, определите час, когда вам лучше просыпаться, а когда лучше засыпать, и следуйте этому графику, отправляясь в постель и покидая ее в одно и то же время — ежедневно и при любых условиях.

Вот еще несколько советов, которые помогут высыпаться, не нарушая циркадного ритма и следуя тому, как фазы сна сменяют друг друга по часам:

упражняйтесь — как минимум 20-30 минут в день, избегая тренировок за несколько часов до сна;

во второй половине дня пейте только воду и напитки без кофеина — кофе, алкоголь и никотин затрудняют полноценный ночной отдых;

настраивайтесь на отдых после долгого дня — почитайте книгу или примите ванну;

избавьтесь от яркого света и громких звуков в спальне — от телевизора, ноутбука и, желательно, смартфона;

если не спится, не лежите в постели, ворочаясь, а лучше встаньте и займитесь чем-нибудь спокойным, например, почитайте, пока снова не начнет клонить в сон;

подумайте о замене подушек, одеяла, покупке мягкого и «дышащего» постельного белья или перестановке кровати — возможно, чтобы спать как дитя, вам нужно гнездышко покомфортнее.

Подробнее

Медицинский лекторий

Сахарный диабет и ожирение. Новый взгляд на проблему.

Вирус папилломы человека: профилактика, вакцинация, лечение.

Как правильно измерить температуру тела?

6 осенних ягод для крепких сосудов

Врач раскрыл эффективную методику быстрого лечения кашля

О здоровом питании детям

Рацион долгожителей: простые правила средиземноморской диеты

Какие продукты помогут защититься от вирусов

Правильный режим питания в профилактике заболеваний

Самые эффективные напитки в сезон простуд. Что пить, чтобы не заболеть?

Какие продукты вызывают зависимость? Выражение «шоколадный пьяница» появилось неспроста

Токсиколог объяснил, как действовать при отравлении грибами

Кофе будет работать эффективнее, если пить его правильно

Диагностику заболеваний почек можно автоматизировать

Что будет, если постоянно есть яблоки, рассказала диетолог

Как научить ребенка правильно полоскать горло

5 главных мифов о витамине С

Врач назвала способы борьбы с осенней депрессией

Российские ученые выявили пользу черного перца при коронавирусе

Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1657/21

О недоброкачественном медицинском изделии

Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1566/21

Об изменении дизайна первичной и вторичной упаковок лекарственного средства «Алерана®» производства АО «ВЕРТЕКС»

Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1565/21

Об изменении упаковочных материалов лекарственного средства «Эвкалипта настойка» производства ООО «Гиппократ»

Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1564/21

О выпуске лекарственных средств производства ООО «МОСФАРМ» с нанесением контрольного (идентификационного) знака

Источник

Глава 1. Теоретические подходы к изучению психофизиологии сна.

ФАКУЛЬТЕТ УПРАВЛЕНИЯ

КАФЕДРА СОЦИОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Психофизиология профессиональной деятельности»

на тему: «Функциональное значение сна»

Москва

Содержание

Глава 1. Теоретические подходы к изучению психофизиологии сна …..…..5

2.1.Исследование продолжительности сна………………………..16

2.3. Влияние сна на память человека……. ……………….………. 22

Введение
Сон представляет собой особое периодически возникающее функциональное состояние со специфическими поведенческими проявлениями в вегетативной и моторной сферах. Около трети своей жизни человек проводит во сне и без сна не может обходиться. Во сне у человека снижаются активность обменных процессов и мышечный тонус, активнее идут процессы анаболизма, тормозятся нервные структуры. Все это способствует восстановлению сил после дневных умственных и физических нагрузок. Но, как отмечал И.П. Павлов, сон — это не просто отдых, а активное состояние организма, которому свойственна особая форма деятельности мозга. В частности, во время сна происходит анализ и переработка информации, накопленной человеком за предшествующее время. Если такая сортировка прошла успешно, то мозг оказывается освобожденным от чрезмерной информации, накопленной накануне, и вновь готов к работе. Благодаря этому у человека нормализуется нервно-психическое состояние, восстанавливается работоспособность. Сон обеспечивает процессы программирования в мозгу и выполняет целый ряд других функций.

Актуальность данной проблемы заключается в том, что сон является неотъемлемой частью жизни человека и важным фактором его здоровья. Кроме мозга во время сна отдыхают мышцы, кости, внутренние органы и в целом весь организм человека.

Цель работы состоит в изучении функционального значения сна.

Объект исследования – сон человека.

Предмет исследования – функции сна.

В процессе написания данной работы необходимо выполнить следующие задачи:

1. Определить значение понятия «сон» в психофизиологии

2. Изучить функции и структуру сна

3. Рассмотреть методы изучения сна

Глава 1. Теоретические подходы к изучению психофизиологии сна.

1.1.Определение понятия «сон»

Существует множество определений понятия «сон». Вот лишь некоторые из них:

Сон — особое состояние сознания человека и животных, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи (при нормальном суточном графике)[13].

Сон– это естественный физиологический процесс пребывания в состоянии с минимальным уровнем мозговой деятельности и пониженной реакцией на окружающий мир, присущий человеку и другим живым организмам [4].

Сон – это наступающее через определённые промежутки времени физиологическое состояние покоя и отдыха, при котором полностью или частично прекращается работа сознания [10].

Ученые связывают сон с определенным состоянием клеток коры головного мозга и подкорковой области. Скопления определенного вида нервных клеток образуют так называемые ядра. Они располагаются в разных отделах головного мозга и руководят работой всего человеческого организма. Каждое ядро соответственно выполняет свои задачи и функции [1].

Состояние сна неразрывно связано с фазой активного бодрствования. Процесс сон-бодрствование определяет уровень активности всех систем и органов : гормональной, иммунной, эмоциональной и других. Во время бодрствования организм человека максимально приспосабливается к окружающим его условиям. Все биологические процессы распределены по времени суток, а лучшими биологическими часами для человека является смена дня и ночи [6].

По структуре различают 2 основных типа сна : медленный и быстрый, которые будут подробно затронуты с следующем параграфе. Здоровый сон человека начинается с первой стадии медленного сна которая длится 5-10 минут. Затем наступает 2-я стадия, которая продолжается около 20 минут. Ещё 30-45 минут приходится на период 3-4 стадий. После этого спящий снова возвращается во 2-ю стадию медленного сна, после которой возникает первый эпизод быстрого сна, который имеет короткую продолжительность — около 5 минут. Вся эта последовательность называется циклом. Первый цикл имеет длительность 90-100 минут. Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля медленного сна, и постепенно нарастает доля быстрого сна, последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. В среднем, при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов. Последовательность смены стадий и их длительность удобно представлять в виде гипнограммы, которая наглядно отображает структуру сна пациента [5].

Фаза медленного или ортодоксального сна состоит из четырех основных стадий :

1. Дремота. Во время дремоты человеку свойственно «додумывать» те идеи, которые были особенно актуальными для него на протяжении дня. Мозг интуитивно продолжает искать ответы на вопросы, которые не были разрешены, появляются полусонные мечтания, иногда человек видит образы подобные сновидениям, в которых реализуется успешное решение его проблемы. Электроэнцефалограмма на первой стадии медленного сна показывает существенное снижение, практически до минимальных показателей, альфа-ритма, который является основной характеристикой состояния бодрствования человека.

2. Сон медленной глубины. Эта стадия характеризуется учащенным альфа-ритмом или ритмом «сонных веретен». Отключение сознания начинает чередоваться с порогами высокой слуховой чувствительности. Примерно 2-5 раз в минуту человек находится в состоянии, когда его очень легко разбудить.

3. На третьей стадии медленного сна «сонных веретен» становится значительно больше, затем к участившемуся сну медленной глубины добавляются дельта-колебания. По мере возрастания амплитуды ритм колебаний замедляется, и наступает четвертая стадия, которую принято называть глубоким сном (дельта-сном) фазы медленного сна. В стадии дельта-сна человек начинает видеть сновидения, сенсорная активность притупляется, и разбудить спящего становится довольно сложно. Чтобы восстановиться физически, человеку достаточно порядка 3-4 часов медленного сна.

После четвертой стадии медленного сна в сознании человека начинает свое функционирование быстрый или парадоксальный сон [25].

Быстрый сон, так же известный как быстро волновой характеризуется существенными изменениями в поведении спящего. Наблюдения позволяют сделать выводы, что для стадии быстрого сна характерно усиление деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем. При этом частоте сердечных сокращений, равно как и дыханию, свойственна некоторая аритмичность. Мышечный тонус падает, диафрагма рта и шейные мышцы полностью обездвиживаются, но при этом активный и выраженный характер приобретают движения глазных яблок под сомкнутыми веками. Именно в этой фазе человек видит сны, более того, если разбудить спящего «быстрым сном», он, скорее всего, будет отчетливо помнить и сможет рассказать о том, что ему приснилось.

Фаза быстрого сна становится более продолжительной от цикла к циклу, но одновременно с этим уменьшается глубина сна. Несмотря на то, что быстрый сон в каждом последующем цикле все больше приближается к порогу бодрствования, разбудить человека, пребывающего в парадоксальном сне значительно сложнее.

Функционально, в фазе быстрого сна происходит обработка информации, полученная мозгом за день, осуществляется обмен «данными» между сознанием и подсознанием. Эта фаза сна необходима человеку для того, чтобы сам человек и его мозг в первую очередь могли адаптироваться к меняющимся условиям окружающей его среды. Именно поэтому, прерывание быстрого сна чревато серьезными последствиями, связанными с нарушениями психической деятельности [2].

Человек, который лишен возможности полноценно впадать в состояние быстрого сна, лишается возможности полноценно восстановить функции психологической защиты, в результате чего становится вялым, раздражительным, плаксивым и рассеянным.

Следует отметить, что фазы сна чередуются на протяжении всего цикла сна. Если продолжительность ночного сна человека составляет 8 часов, длительность фаз от цикла к циклу меняется. При этом, в первом 90-100 минутном цикле, преобладает медленный сон, а фаза быстрого сна может отсутствовать. В следующем цикле, медленный сон становится чуть менее продолжительным, уступает свое место быстрому сну, который может длиться буквально несколько минут. При переходе к третьему циклу, доля быстрого сна увеличивается, а к моменту завершения сна, быстрый сон откровенно преобладает над медленным. Ученые утверждают, что именно поэтому, человек, проснувшийся не от воздействия раздражителя, например, будильника или телефонного звонка, всегда отчетливо помнит свои сновидения [2].

Чтобы определить основные функции сна ученые решили воспользоваться одним из проверенных в науке методом – доказательством от противного. Был проведен целый ряд экспериментов, в ходе которых подопытным частично либо полностью не давали спать. Выводы, сделанные на основании результатов наблюдений, позволили специалистам сложить несколько элементов мозаики и определить функциональную значимость сна.

Что же чувствует человек, который не спит несколько дней подряд? Максимальный срок пребывания человека без сна составил 11 суток. Рекорд установил в 1965 году школьник Рэнди Гарднер. Прочие эксперименты заканчивались, как правило, на 8 сутки. Наблюдения позволили выявить определенную закономерность в реакции организма человека на отсутствие сна

Таким образом, сон выполняет целый комплекс защитных функций, а именно дает возможность всем органам и системам восстанавливать состояние, необходимое для полноценной жизнедеятельности и противостояния многочисленным внешним реагентам, а так же регулирует течение всех внутренних процессов [20].

Открытие фазовой организации сна потребовало продолжение экспериментов с целью выяснить, какая из фаз является более значимой, и какую функциональную нагрузку несут быстрый и медленный сон.

В 80-е годы группа американских специалистов А.Речшаффен и его помощники провели эксперименты над животными с применением электроэнцефалограммы и получили ряд важных выводов.

Если животное будить при первых признаках сна на ЭЭГ, возникает “дробление” сна на очень короткие периоды. Впервые дни эксперимента животное становится вялым, плохо ориентируется в пространстве, но постепенно его мозг адаптируется к новым условиям. Различные участки мозга начинают спать по очереди, наблюдается так называемая пространственная “локализация” сна. Исследователи пришли к выводу, что сколь бы длительным не было вмешательство в медленный сон, полностью исключить его не возможно. Животные от «урезания» продолжительности медленного сна не погибают. Более того, для ряда из представителей животного мира, например, дельфинов, такой поочередный отдых различных участков мозга является нормой [1

Опыты Речшаффена позволили судить о том, что отсутствие быстрого сна имеет более критические последствия. Был проведен эксперимент, во время которого крысу помещали на медленно вращающийся диск, установленный в неглубоком бассейне. В период дремы и медленного сна мышечная масса животного оставалась в тонусе, и животное удерживалось на диске. Как только наступала фаза быстрого сна, мышцы расслаблялись, и крыса падала в воду. Животное просыпалось, и эксперимент продолжался. Постепенно менялся внешний вид животного, ухудшались показатели работы внутренних органов, и в результате 40 дневной бессонницы крысы погибали [12].

Проверить, что же происходит с человеком в отсутствии быстрого сна, помогли, опять же, добровольцы. Специалисты в области нейрофизиологии тестировали 2 группы людей. Первая группа имела возможность парадоксального сна, вторая была ее лишена. Тестирование показало, что отсутствие фазы быстрого сна критично сказывается на способности человека к восприятию и усваивании нового материала и воспроизведении изученного ранее. А значит, быстрый сон отвечает за внимание и память человека. Видимо именно эта функция быстрого сна и объясняет феномен хорошего уровня усвоения материала, прочитанного или повторенного перед сном [9].

Методы изучения сна

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — запись электрической активности мозга

Электроокулограмма (ЭОГ) — запись движений глаз

Электромиограмма (ЭМГ) — запись напряжения мышц

Совокупность этих трех показателей позволяет в любой момент времени определить, в какой стадии сна находится человек. По результатам записи сна строится временной график сна — гипнограмма.

ПСГ позволяет ответить на 2 основных вопроса:

1.Соответствуют ли показатели сна пациента нормативным?

2.Какие феномены встречаются во время сна и могут быть причиной его нарушения?

Для того, чтобы получить данные не только о структуре сна, но и об упомянутых в п.2 вредных феноменах, связанных со сном, при ПСГ регистрируется еще несколько показателей:

1. Поток выдыхаемого воздуха из рта и ноздрей

2. Дыхательные движения груди и живота

3. Уровень насыщения крови кислородом

4. Шум дыхания (храп)

5. Число сердечных сокращений

6. Положение тела во время сна

Для диагностики храпа и апноэ во сне могут использоваться упрощенные варианты полисомнографии — ночное и дневное кардиореспираторное мониторирование. При этом накладываются только датчики для оценки дыхания во сне. Время сна определяется по данным видеомониторирования. В дневное время при трудностях засыпания пациент получает короткодействующий снотворный препарат, не изменяющий картину дыхания во сне.

Существует и другой не менее эффективный метод изучения сна – Множественный тест латенциисна. Это исследование используется для количественной оценки дневной сонливости. В течение дневного времени 5 раз пациента укладывают спать с наложенными как при ПСГ датчиками. Затем усредняют время засыпания и сравнивают с нормативным. Этот тест используется для диагностики нарколепсии [14].

Еще одним инструментальным методом объективизации картины сна человека, получившим применение в специфической области изучения цикла сон – бодрствование, является актиграфия. Это метод длительной (в течение нескольких суток или даже месяцев) регистрации двигательной активности пациента при помощи носимого датчика. Чаще всего он имеет форму наручных часов и носится на запястье. Программное обеспечение позволяет выделять периоды высокой и низкой двигательной активности, соответствующие периодам сна и бодрствования пациента. Соответствие показателей сна (общего времени сна), полученных методом актиграфии, и «золотого стандарта» полисомнографии составляет 84–90% в зависимости от выбранной популяции.

Рекомендовано использовать актиграфию для оценки сна в общей популяции здоровых людей (для научных целей) и при расстройствах сна, которые сопровождаются изменением места сна в цикле сон – бодрствование. Так, при синдроме задержки фазы сна он наступает и заканчивается позже, чем обычно, а при синдроме ранней фазы сна, наоборот, раньше желаемого времени. Показано, что применение актиграфии совместно с ПМ позволяет более точно оценивать время сна у больных СОАС и, соответственно, точнее рассчитывать показатели расстройств дыхания (наиболее важным из них является индекс дыхательных расстройств – число эпизодов апноэ и гипопноэ за час сна). Также рекомендуется использовать актиграфию как метод оценки цикла сон – бодрствование у больных инсомнией и для оценки динамики показателей сна на фоне применения лечебных методик у больных инсомнией и депрессией, в особенности старшего возраста и находящихся в домашних условиях [6].

Для изучения проблемы расстройств дыхания во сне существует метод с использованием портативных мониторов (ПМ) с ограниченным количеством подключений (каналов), которые могут применяться как в условиях лаборатории сна, так и вне ее. Применение портативных мониторов значительно облегчает работу медицинского персонала (не требуется наблюдение за больным в течение всей ночи), больному не нужно приезжать в специальную лабораторию сна на ночь, ждать длительное время очереди на исследование, позволяет значительно снизить расходы на лечение [2].

Не рекомендуется применять ПМ при наличии серьезной легочной патологии, нервно-мышечных заболеваний, застойной сердечной недостаточности. При других расстройствах сна, эффективность применения этих приборов также не доказана. Не рекомендуется использовать ПМ при подозрении на наличие синдрома периодических движений конечностей, при расстройствах циркадианного ритма сна или нарколепсии. Для рутинного обследования лиц в общей популяции ПМ также непригодны, так как их специфичность и чувствительность были определены лишь на контингенте с определенными расстройствами дыхания во сне. Если не учитывать эти особенности, то технические погрешности при применении несопровождаемых ПМ могут достигать значительной величины – до 19% [6].

В связи с распространением портативных мониторов обсуждается вопрос «идеального» сочетания датчиков, дающего наименьшую погрешность при сборе данных. В международном консенсусе приводятся рекомендации с целью выбора оптимальных датчиков для регистрации каждого из типов интересующего клиницистов сигнала. Так, для оценки дыхательного потока воздуха наилучшим представляется сочетание двух типов датчиков: термистора, обеспечивающего наилучшее определение апноэ (остановка дыхания или значительное уменьшение его амплитуды) и назальной канюли, позволяющей лучше регистрировать гипопноэ (частичная остановка дыхания во время сна). Для оценки дыхательных движений грудной и брюшной стенок (что важно для определения типа дыхательных событий: центральный, обструктивный или смешанный) наиболее подходящим признано использование датчиков, основанных на методе индуктивной плетизмографии (регистрация изменения электрического сигнала в ответ на изменение объема измеряемого предмета). Для датчика сатурации (пульсоксиметра) приемлемым считается время усреднения сигнала 3 и менее секунды при ЧСС 80 уд. в минуту или более [5].

Источник