Нейрофизиологические механизмы сна и бодрствования кратко
Нейрофизиологические механизмы сна и бодрствования кратко
Основными признаками быстрого сна являются десинхронизация корковой активности в виде появления на ЭЭГ низкоамплитудной частой активности, исчезновение мышечного тонуса лицевой и шейной мускулатуры, появление так называемых быстрых движений глаз. Эта фаза сна отличается, характерными вегетативными проявлениями и появлением эмоционально насыщенных сновидений с яркими зрительными образами.
Среди основных структур, обеспечивающих быстрый сон, выделяют ретикулярные ядра варолиева моста и голубое ядро (locus coeruleus).
По окончании быстрого сна первый цикл считается законченным. Ночной сон здорового человека состоит из последовательной серии 3—6 вышеописанных циклов сна.
Таким образом, фазы медленного и быстрого сна представляют собой существенно разные функциональные состояния, различающиеся поведенческими и электрофизиологическими характеристиками, вегетативными и обменными особенностями, глубиной сна и своим физиологическим значением для организма.
Особый интерес для нас представляют нейрохимические механизмы сна и бодрствования. Как уже говорилось, активирующая восходящая система, поддерживающая уровень бодрствования, по химической природе является адренергической. Фенотиазины, обладающие адренолитическими свойствами, снижают уровень бодрствования. Они же могут привести к развитию лекарственного паркинсонизма.
Экскреция с мочой адреналина, норадреналина, дофа и дофамина максимальна в период бодрствования, снижается в фазе быстрого и, особенно, в фазе медленного сна. Все адреномиметики повышают уровень и длительность бодрствования, вызывая реакцию десинхронизации на ЭЭГ.
1-Дофа обладает меньшим активирующим действием на ЭЭГ по сравнению с адреналином, норадреналином или фенамином, но тем не менее способен вызывать десинхронизирующий эффект на ЭЭГ. Введение 1-дофа больным паркинсонизмом вызывает нормализацию структуры сна за счет усиления активационных сдвигов на ЭЭГ ночного сна.
При высоких дозах 1-дофа вызывает нарушение сна за счет превалирования состояния бодрствования. Известно также, что среди разнообразных побочных эффектов 1-дофа нередко называют инсомнию.
Согласно современным представлениям, фаза медленного сна вызывается и регулируется нейронной системой ядер шва, содержащих серотонин. Разрушение ядер шва в экспериментальных условиях приводит к полной инсомнии. Фаза быстрого сна управляется нейронами голубого ядра, которые содержат в большом количестве норадреналин и моноаминоксидазу.
В поведенческих и ЭЭГ-проявлениях бодрствования принимают участие дофаминергические нейроны черной субстанции и, как уже говорилось, ретикулярные нейроны центральной части покрышки, содержащие норадреналин.
Нейрофизиологические механизмы сна и бодрствования кратко
Нарушения сна могут развиться как в остром периоде инсульта, так и на более поздних этапах. В острую фазу, если пациент находится в ясном сознании, он испытывает стресс. Больничная обстановка, храп соседей по палате, пробуждения для приёма лекарств также оказывают негативное влияние на качество сна. В дальнейшем на первый план выходит депрессия и тревожность, мышечные спазмы, боли, ограничение подвижности в постели из-за параличей. Всё это очень часто приводит к бессоннице. В некоторых случаях после перенесения инсульта появляются или усугубляются нарушения мочеиспускания: учащение мочеиспускания по ночам или недержание мочи, что также нарушает сон.
Отсутствие полноценного ночного сна приводит к дневной сонливости и препятствует активной реабилитации. Поэтому коррекцию нарушений сна следует рассматривать как важный фактор, влияющий на восстановление после инсульта.
Применение снотворных препаратов нежелательно, т.к. после инсульта человек обычно принимает много других лекарств. Кроме того, некоторые снотворные угнетают головной мозг, усиливают нарушения координации, дневную сонливость. При длительном приёме снотворные могут вызвать привыкание и усугубить нарушения сна. Поэтому важно применять немедикаментозные методы лечения, такие как транслингвальная нейростимуляция (ТЛНС), психотерапевтическая коррекция, физиотерапия.
У людей, перенесших ЧМТ, нарушение сна является второй по частоте жалобой после головной боли. Обычно нарушения сна сохраняются от 6 до 18 месяцев после травмы. Чем серьёзнее травма, тем существеннее её влияние на головной мозг, в том числе, на процессы сна и бодрствования. Однако даже после лёгких травм может развиться тяжёлая бессонница.
Нарушения сна после ЧМТ связывают с расстройством регуляторных механизмов головного мозга. Имеет значение тревога и депрессия, которая часто развивается после травмы. Поэтому лечение таких пациентов всегда комплексное.
В нашей Клинике мы применяем ТЛНС, релаксацию, психотерапевтическую коррекцию, специальные методики лечебной физкультуры.
Нервная система ребёнка несовершенна, регуляция циклов сна и бодрствования происходит не сразу после рождения, а формируется некоторое время. Поэтому дети первого года жизни могут просыпаться по ночам, бодрствовать ночью, а днём спят. Со временем они перестраиваются на ночной сон, и проблема проходит сама собой. В некоторых случаях нарушения сна у детей возникают при отклонении от стереотипных и привычных действий при засыпании. Например, некоторые дети не могут уснуть без соски, кого-то нужно укачивать, дети постарше могут требовать чтения любимых книжек и т.д. Такие ритуалы и помогают, и вредят одновременно. Если родители замечают, что ребёнок затягивает время отхода ко сну, или что его требования постоянно увеличиваются, сочетаются с нервозностью, носят характер манипуляций, следует пересмотреть эти ритуалы или обратиться за советом к психологу. Важно следить за тем, чтобы ребёнок соблюдал режим, это обязательное условие для профилактики нарушений сна.
Качественный отдых даёт возможность набраться сил и восстановить израсходованные в течение дня ресурсы. Дети, у которых нарушен сон, могут иметь проблемы с обучаемостью. Вследствие недостаточного отдыха может появиться раздражительность, невроз, проблемы с коммуникацией, замкнутость, депрессия.
Очень важна гигиена сна. Даже если ребёнок крепко спит, нельзя шуметь или включать свет. Родителям следует оберегать детей от просмотра фильмов и телепередач, которые могут стать причиной ночных кошмаров. Ни в коем случае нельзя пугать малыша («если не будешь спать, тебя заберёт…»), так как последствия могут быть очень серьёзными: страх перед засыпанием, невроз, заикание и проч.
На некоторые виды нарушений сна необходимо обращать особое внимание.
Сомнамбулизм (лунатизм, снохождение) представляет собой различной сложности нарушения, возникающие во время сна (глубокий медленный сон). Координация движений сохранена полностью и является иногда более совершенной, чем в период бодрствования. Правильно функционируют и сенсорные системы, в т.ч. органы чувств. Характерна полная амнезия на весь эпизод снохождения. Лунатизм опасен, так как в этом состоянии ребёнок не отдаёт отчета своим действиям, может получить травму или выйти из дома и не помнить об этом после пробуждения. Сомнамбулизм может встречаться и у взрослых, но чаще всего им страдают дети. Наблюдается либо у эмоционально чувствительных личностей, либо при эпилепсии, иногда задолго до других проявлений заболевания. При лечении снохождения необходимо в первую очередь воздействовать на основное заболевание: невроз или эпилепсию.
Ночные страхи проявляются внезапным пробуждением как при сильном испуге, ребёнок обычно громко и пронзительно кричит, у него напрягается тело, попытки родителей успокоить его не приносят эффекта: он как будто не узнаёт их и даже сопротивляется. Через несколько минут ребёнок успокаивается и засыпает, а на утро, как и при сомнамбулизме, ничего не помнит о случившемся. Это отличает ночные страхи от кошмарных сновидений, при которых ребёнок всё помнит, ищет утешения у родителей и успокаивается в их присутствии. Ночные страхи могут иметь те же причины, что и сомнамбулизм.
Миоклонии: кратковременные асинхронные непроизвольные сокращения отдельных мышц или мышечных групп. Выглядят как вздрагивания при засыпании, приводящие к пробуждению. Могут наблюдаться как у здоровых детей, так и при эпилепсии. Если ребёнок часто вздрагивает при засыпании, следует обратиться к врачу с целью исключения диагноза эпилепсии.
Бруксизм – скрежетание или постукивание зубами во сне. Причина: неврозы, нарушения прикуса, наследственная предрасположенность. Может привести к разрушению зубной эмали. Требуется наблюдение невролога и стоматолога.
Для лечения нарушений сна у детей мы применяем ТЛНС, ЛФК, релаксационные сессии, психотерапию, при необходимости – медикаментозное лечение.
Нейрофизиологические механизмы сна и бодрствования кратко
Простая не информированность, недостаток знаний о себе, о том как работает наш организм и в чём он нуждается, это часто становится причиной расплаты за безумную погоню. Гонка с преследованием успеха! В этом состязании, в этой игре, если угодно, есть свои правила, которые необходимо соблюдать, а иначе – уход с дистанции. Какой бы ни была «дистанция» и на каких бы «соревнованиях» и «чемпионатах» не участвовал, правила остаются правилами. А правила достаточно просты:
хочешь успевать – много работай;
много работаешь, значит необходимо полноценно отдыхать.
Поговорим о минимуме. Сон – самый естественный и доступный способ самовосстановления и, даже, самоисцеления! В чём его уникальность, почему говорят – «поспи и всё пройдёт», или – «спит, значит выздоравливает»? Учёные-нейрофизиологи выяснили следующие факты: во время засыпания мозг человека начинает вырабатывать так называемые альфа-волны – колебания частотой в диапазоне от 8 до 13 герц. То есть, если человек расслабился, закрыл глаза и ни о чём особенном не думает его мозг начинает менять режим своей работы, что в свою очередь ведёт к целому ряду изменений во всём организме. Не вдаваясь в подробности можно сказать, что т.н. АЛЬФА-СОСТОЯНИЕ ЯВЛЯЕТСЯ САМО ПО СЕБЕ ЦЕЛИТЕЛЬНЫМ, т.е. чрезвычайно благотворно влияющим на весь организм в целом. Стоит отметить, что некоторые медитативные практики (именно НЕКОТОРЫЕ) способствуют модуляции таких альфа-ритмов в головном мозге. По-видимому, альфа-состояние является «нейтральным», бездеятельным состоянием мозга; на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) здорового, не находящегося под влиянием стресса человека альфа-волн всегда много. Недостаток их может быть признаком беспокойства, стресса, нарушения в деятельности мозга или болезни. Альфа-состояние может быть уникальным тем, что человек способен в этом состоянии успешно выполнять свои повседневные дела и в тоже самое время как бы отдыхать! Для некоторых такое состояние легко доступно, для других может потребоваться тренировка, но в любом случае можно говорить, что большинство способно пользоваться способностью своего мозга самовосстанавливаться, т.е. восстанавливать свою энергетику. Именно из альфа-состояния проще всего получить дополнительную энергию, необходимую для нормальной жизни.
Хочется повториться и отметить, что подобное положение дел ЕСТЕСТВЕННО ДЛЯ КАЖДОГО ЧЕЛОВЕКА, т.е. хорошее самочувствие, то, что называется – бодрость духа, здоровое тело (что по большей степени зависит именно от работы мозга, его нормального функционирования), и ПОСТОЯННОЕ РАЗВИТИЕ, СТРЕМЛЕНИЕ К БОЛЬШЕМУ – всё это естественно и нормально! Для каждого, без исключения!
Мы лишь очень кратко, сжато рассмотрели один из режимов работы головного мозга человека и то, каким образом можно запустить процесс естественного самовосстановления, самоисцеления и развития. Но, кроме альфа-режима работы головного мозга, есть ещё тетта-, дельта-режимы и их необычайное воздействие на весь организм человека. Такие, одновременно, простые и потрясающие факты из области психологии и физиологии могут вызвать самый живой интерес у многих, и, даже, изменить жизнь тех, кто проявит уже практический интерес!
Природа и физиология сна
Известно, что обычного покоя тела и мышц для полноценного отдыха нам недостаточно. Нужно, чтобы органы чувственного восприятия временно «отключились» от внешней среды. Такое состояние у физиологов получило название «покоя» или «сниженной реактивности».
В последние годы исследователи сна открыли несколько уникальных факторов, не укладывающихся в ранее принятые схемы представления о природе сна и сновидений. В 80-х года прошлого столетия в Московском медицинском институте В. Ротенбергом и С. Кобриным было проведено изучение сна пациентов, страдающих полной атрофией мышц. Несмотря на то что, вследствие основного заболевания, пациенты не нуждались в долговременном телесном отдыхе, продолжительность их сна не сокращалась. Это означает, что сон, как таковой, не являет собой состояние обычного покоя, а отдых тела вовсе не означает обязательного компонента физиологии сна.
Появилось свободное время?
Тогда используй его! Получи дополнительное образование!
Медленный или быстрый сон?
Во второй половине прошлого века появился такой важный и информативный метод исследования работы мозга как электроэнцефалография. Благодаря ему физиологи смогли провести разграничение между различными фазами сна, однако чётких признаков, достаточных для того, чтобы определить сон, как таковой, выявлено не было. Дело в том, что проявления, свойственные для разных фаз сна, могут встречаться и при других состояниях, в которых периодически свойственно оказываться человеку и другим живым существам. Например, при определённых стадиях гипноза, отдельных патологических процессах и введении некоторых лекарственных веществ на энцефалограмме можно наблюдать ряд изменений, аналогичных тем, которые происходят в естественном сне.
Известно, что ночной сон состоит из четырёх неоднозначных циклов. Первая половина ночи характеризуется глубоким и медленным периодом, а под утро начинается парадоксальная фаза, часто сопровождающаяся яркими сновидениями. В парадоксальной фазе у человека наблюдается высокая активность психики: глазные яблоки двигаются, а активность нервных клеток ретикулярной формации становится выше.
Один из очевидных признаков состояния сна — это его ритмичность. Под ритмичностью понимают то, что физиологические симптомы сна чередуются между собой в определённой последовательности, что позволяет отличить сон, как таковой от иных состояний сознания сноподобного типа. Критерием «нормального» сна в данном случае принято считать цикличность четырёх стадий, завершающуюся парадоксальной фазой.
Таким образом, основываясь на полученных данных, можно вывести следующее определение сна. Сон — это особое, наследственно запрограммированное состояние живого существа, главной характеристикой которого является смена нескольких стадий подряд, чередующихся между собой.
В чём же заключается суть такого циклического чередования? Учёные неоднократно пытались понять, что будет, если человека лишить сна на долгое время. Безусловно, подобного рода опыты на людях не проводили, для этого использовали лабораторных животных. Сутки без сна — не так опасно для организма, в худшем случае появляются раздражительность, разбитость и усталость. Но если лишить человека сна на двое-трое суток подряд, последствия для организма и психики могут быть необратимыми и очень печальными.
Рассмотрим, какие опыты проводились на животных, когда исследователи временно пытались лишить их медленной фазы сна. Американские специалисты в 80-е годы прошлого столетия (в частности, А. Речшаффен и его коллеги) установили, что если животное разбудить, когда оно начинает засыпать, наступает так называемое «временное дробление» сна на короткие фазы. Аналогичные опыты на обезьянах проводили и российские учёные. Такое явление было названо чередующимся однополушарным медленным сном. Именно участки мозга, отвечающие за медленный сон, при условиях хронической депривации (лишения возможности заснуть), со временем адаптируются к новой ситуации, и критического уровня не наступает.
Критичным является угнетение не медленной, а парадоксальной фазы, что и показали как опыты Речшаффена, так и российских специалистов. Спустя несколько недель без сна подобные опыты неизбежно приводили к тому, что подопытные животные умирали от физического и психического истощения. Электроэнцефалографические исследования показывали резкое снижение амплитуды энцефалограммы незадолго до смерти животного (примерно за сутки). Это свидетельствует о необратимости патологических процессов в мозге.
Итак, подобны непростые в психологическом отношении опыты лишний раз подтверждаю наличие медленной и парадоксальной фаз сна, о которых более 40 лет назад говорил учёный М. Жувэ.
Появилось свободное время?
Тогда используй его! Получи дополнительное образование!
Физиологические механизмы сна
И.П. Павлова и его коллег всегда волновал вопрос: существует ли в головном мозге «центр сна»? Во второй половине текущего столетия был проведён ряд исследований, свидетельствующих о том, что в нашем мозге имеются несколько систем так называемой тонической деполяризации, обеспечивающих его активность в состоянии бодрствования. Их как минимум пять или шесть, а расположены они на всём протяжении условной мозговой оси. Также местом зон бодрствования являются стволовая ретикулярная формация, дорзальные ядра шва, голубое пятно и несколько других мозговых отделов.
Логически следует вывод о том, что если в мозге есть «бодрствующие» центры, то обязательно должны присутствовать и «сонные». Однако всё далеко не так просто. Центры, отвечающие за бодрствование, природа наделила механизмом обратной связи с особыми видами нервных клеток, тормозящих активные нейроны. Примечательным является то, что эти клетки находятся в разных мозговых отделах, но больше всего их сконцентрировано в ретикулярной формации. Медиатор, выделяемый этими клетками, получил название гамма-аминомасляной кислоты. Именно она является главным «тормозящим» мозговым веществом.
Почему нельзя полностью подавить медленный сон?
В нормальном состоянии у человека и животных наблюдается смена активности покоем, а бодрствования — фазой медленного сна. Он охватывает весь головной мозг полностью, а если поставить живое существо в сложные условия депривации, бодрствование и медленный сон начнут «включать» компенсирующие механизмы, восстанавливая постоянство внутренней среды организма. Следовательно, если медленный сон отвечает за оптимизацию работы внутренних органов, истина о том, что здоровый сон — это источник долголетия, подтверждается лишний раз.
Появилось свободное время?
Тогда используй его! Получи дополнительное образование!
Нейрофизиологические механизмы сна
Исходным состоянием любой формы активности и бодрствования является сознание. Сознание — это способность адекватно ориентироваться в окружающей среде, правильно оценивать свой статус и взаимосвязь с окружающими, способность адекватно воспринимать и перерабатывать информацию. Одним из состояний подавления сознания является сон.
Сон — это состояние, характеризующееся значительным ослаблением связей с внешним миром. Сон играет роль восстановительного процесса. Во время сна снижается интенсивность обменных процессов, мышечный тонус, уменьшается частота сердечных сокращений. Сон необходим для нормальной умственной деятельности. При длительном сокращении сна снижается умственная работоспособность, повышается раздражительность, могут наступить отклонения психики.
Работами И. П. Павлова и его учеников показано, что сон и внутреннее торможение по своей природе являются единым процессом. Внутреннее торможение во время бодрствования охватывает лишь отдельные группы клеток, а во время сна иррадиирует по коре больших полушарий и на нижележащие отделы головного мозга, обеспечивая необходимый покой и возможность восстановления. И. П. Павлов расценивал сон как охранительное торможение, распространившееся в высших отделах нервной системы.
В настоящее время установлено существование в стволовой части головного мозга образований, оказывающих влияние на наступление сна и бодрствования. Поддержание состояния бодрствования связано с функцией ретикулярной формации ствола мозга, которая, получая сигналы из всех сенсорных систем по неспецифическим афферентным волокнам, оказывает генерализованное активирующее влияние на кору больших полушарий. Перерезка мозга выше ретикулярной формации и прекращение тем самым восходящих активирующих влияний вызывает у животного непрерывный сон. Наступление сна связывается также с возбуждением определенных структур мозга, так называемых центров сна, расположенных в базальных отделах переднего мозга, таламуса и задней части ретикулярной формации, раздражение которых подавляет активность ретикулярной формации, и наступает глубокий сон. Повреждение центров сна вызывает бессонницу.
По энцефалической картике различают две стадии сна: медленный или ортодоксальный сон (дельта-волны) и быстрый или парадоксальный сон (альфа и бетта-волны), занимающий 25 % у взрослого и 58 % у новорожденного от длительности сна.
Наиболее глубокий сон характеризуется снижением всех функций организма, отсутствием сновидений и быстрых движений глаз. Хотя это и глубокий сон, но человек может быстро проснуться при действии особо важных для него раздражителей, например, при звуке шагов, детском плаче, скрипе дверей; при этом он может не просыпаться от громких, но привычных и безразличных для него раздражителей. И. П. Павлов объяснял это явление наличием в коре больших полушарий на фоне общего торможения «бодрствующих» центров, которые он назвал сторожевыми пунктами.
При изучении электрической активности мозга во время сна было замечено, что периодически через каждые 80—90 мин медленные ритмы в электроэнцефалограмме сменяются быстрыми, высокочастотными ритмами, сходными с ритмами бодрствующего мозга. В это время регистрируются быстрые движения глаз, увеличивается частота пульса и дыхания. Это периоды так называемого парадоксального сна. Несмотря на то, что в парадоксальном сне регистрируются такие же ритмы, как при активном бодрствовании, восприятие внешних сигналов резко угнетено. И разбудить человека еще труднее, чем во время медленного сна. Наиболее важной особенностью парадоксального сна является наличие сновидений. Предполагается, что характерные для этой фазы сна «активные» ЭЭГ отражают нейродинамические процессы, связанные со сновидением. Периодическое возникновение во время ночного сна парадоксального сна объясняется функционированием определенной нейрохимической системы. Разрушение так называемого голубого ядра, содержащего большое количество медиатора норадреналина и расположенного в нижней части ретикулярной формации ствола, приводит к выпадению стадии парадоксального сна.
В целом ночной сон складывается из циклов, а каждый цикл из пяти стадий: одной — быстрого и четырех — медленного сна. Эти периоды образуют биологический ритм продолжительностью 1,5 ч. Как выяснилось, быстрый сон, хотя и составляет одну часть стадий сна, крайне необходим организму человека. Если взрослого человека лишить быстрого сна в течение только одной ночи, то появляется резкая раздражительность. Более длительное отсутствие быстрого сна может привести к расстройству психики.
В процессе развития ребенка изменяется соотношение между продолжительностью бодрствования и сна. Прежде всего уменьшается продолжительность сна. Продолжительность суточного сна новорожденного — 21 ч, во втором полугодии жизни ребенок спит 14 ч, в возрасте четырех лет — 12 ч, в 10 лет — 10 ч. Потребность в суточном сне у взрослого составляет 7—8 ч. Становление электроэнцефалографической картины сна происходит на ранних этапах развития. Все стадии сна, включая парадоксальный сон, выражены уже у грудных детей.