В фазу медленного сна доминируют медленноволновые компоненты энцефалограммы
В фазу медленного сна доминируют медленноволновые компоненты энцефалограммы
а) ЭЭГ бодрствования. В зависимости от уровня бодрствования и от фазы сна на ЭЭГ регистрируют определенные изменения, которые необходимо учитывать при интерпретации ЭЭГ, поскольку они достаточно специфичны. Проведение стандартной ЭЭГ занимает около 30 мин, за которые выполняют запись во время бодрствования и во время ранних этапов сна. Последнее важно по той причине, что определенные нарушения (особенно эпилептиформные) можно зарегистрировать только во время сна.
Тип ЭЭГ, который регистрируют при активном бодрствовании, называют десинхронным, поскольку регистрируемые волны имеют непостоянную форму. Фоновая частота составляет около 9,5 Гц. Над передними областями головы может регистрироваться β-ритм с частотой более 14 Гц.
В состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами регистрируют последовательные волны, которые соответствуют α-ритму, имеющему частоту 8-14 Гц (α-частота). Более всего α-ритм выражен в теменно-затылочных областях.
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) в бодрствующем состоянии.
(А) Пациент ориентирован, глаза открыты. На Fp2-F4 и F4-C4 можно увидеть β-волны.
(Б) Пациент расслаблен, глаза закрыты. На Fp2-F4 виден артефакт, вызванный тем, что пациент моргнул. На Р4-O2 видны α-волны.
β-Волны характеризуются низкой амплитудой и высокой частотой; для α-волн характерны ритмичное синусоидальное увеличение и уменьшение амплитуды.
б) Нормальная ЭЭГ сна:
• Фаза быстрых движений глаз (БДГ-сон, фаза быстрого сна). Поверхностный сон, который сопровождается быстрыми движениями глаз и сновидениями. Эту фазу сна называют также парадоксальной, поскольку ЭЭГ, регистрируемая в это время, напоминает ЭЭГ во время бодрствования.
• Фаза медленных движений глаз (НБДГ-сон, фаза медленного сна). НБДГ-сон (стадии 1-4), стадии 3 и 4 называют также медленноволновым сном. При проведении стандартной ЭЭГ обычно удается зарегистрировать НБДГ-сон, однако из-за того, что процедуру проводят за короткий промежуток времени, определить БДГ-фазу сна в большинстве случаев не удается.
Определить наступление сна можно как по поведенческим признакам (например, отсутствие движений), так и по типу активности нейронов головного мозга (например, частота генерации нервных импульсов нейронами коры). Обычно за ночь человек проходит через 3-5 циклов сна, первый из которых длится около 90 мин. Полная последовательность событий приведена на рисунке ниже; α-ритм становится более выраженным (на затылочной области) при спокойном состоянии исследуемого и закрытых глазах.
Согласно общепринятому мнению, здоровому сну на ЭЭГ соответствуют медленные воны. Появление на ЭЭГ определенных ритмов позволяет судить о наступлении той или иной фазы сна. Сначала человек быстро проходит через первую стадию сна, для которой характерен равномерный θ-ритм. Далее наступает вторая стадия сна, при которой θ-волны прерываются появляющимися сонными веретенами (сигма-ритм) и редкими пиками К-комплексов. Для третьей и четвертой стадий сна характерно появление медленных δ-волн, благодаря которым эти стадии и получили название медленноволновых.
Большинство специалистов согласны с тем, что за последовательное затухание и возобновление активности коры больших полушарий во время сна отвечает таламус. Во время медленной фазы сна специфические переключательные ядра таламуса, отдающие проекции к нейронам коры, также начинают работать в определенном ритме. За стадией гиперполяризации следует стадия деполяризации, которая сопровождается вспышкой электрической активности нейронов. Активная генерация потенциалов действия запускается за счет открытия потенциалозависимых кальциевыех каналов. Поскольку эти каналы открываются транзиторно (быстро), их относят к каналам Т-типа.
Таламо-корковые проекции проходят через ряд тормозящих нейронов, которые расположены в ретикулярном ядре таламуса. Эти нейроны, в свою очередь, отдают реципрокные связи обратно к переключательным ядрам таламуса, как показано на рисунке ниже. Потенциалы действия возбуждают нейроны ретикулярного ядра, которые вызывают гиперполяризацию нейронов переключательных ядер за счет открытия G-белок-связанных калиевых каналов внутреннего выпрямления (GIRK). Считают, что последовательное повышение и понижение активности нейронов таламуса связано с тем, что нейроны ретикулярного ядра генерируют нервные сигналы в «пульсирующем» режиме.
Существует множество теорий о значении сна. Тот факт, что в животном мире сон встречают повсеместно, свидетельствует о его универсальной природе. НБДГ-сон, по всей видимости, имеет две основные функции. Во-первых, во время сна нейроны могут поддерживать собственный метаболизм, что невозможно во время состояния бодрствования, когда они должны активно функционировать. Во-вторых, НБДГ-сон необходим для обучения и консолидации памяти.
Обычный 8-часовой сон и ритмы электроэнцефалограммы (ЭЭГ).
Обратите внимание на то, что БДГ-фаза (розовый цвет) не является одной из официально установленных четырех фаз сна, несмотря на то, что традиционно ее называют БДГ-сном.
Благодаря записи ЭМГ можно увидеть, что во время БДГ-сна скелетная мускулатура становится «парализованной».
После одного часа сна происходит повторение второй стадии сна, за которой следует более длинный период медленноволнового сна. После этого наступает БДГ-сон — состояние «сновидений», которое сопровождается:
• зрительными образами;
• быстрыми движениями глаз, которые вызваны сокращениями глазодвигательных мышц;
• отсутствием сокращений мышц ног и туловища, согласно данным ЭМГ;
• появлением на ЭЭГ β-ритма, который характерен для состояния бодрствования (отсюда термин — «парадоксальный сон»), БДГ-сон преобладает во время двух последних циклов сна (при обычном 8-часовом сне в кровати).
Несмотря на то, что назначение сновидений остается поводом для бесконечных дискуссий, активация зрительной коры связана с работой мосто-коленчато-затылочного пути, который идет от ретикулярной формации моста через латеральное коленчатое тело до коры затылочной доли. (У слепых с рождения людей сновидения целиком состоят из звуковых ощущений, появление которых, возможно, вызвано активацией латерального коленчатого тела.)
В клинических условиях запись ЭЭГ происходит за достаточно короткое время, поэтому пациент не успевает пройти через БДГ-фазу сна. Важно отметить, что в норме БДГ-фаза практически никогда не наступает во время первого погружения в сон. Если это все-таки произошло, врачу следует заподозрить расстройство сна, называемое нарколепсией.
Следует также отметить, что волонтеры, которых будили во время БДГ-сна, не всегда сообщали о том, что видели сон. В редких случаях сновидения возникают и в НБДГ-фазу сна.
в) Активационные пробы при ЭЭГ. Для повышения диагностической ценности ЭЭГ возможно выполнение определенных проб, которые обычно проводят в конце исследования для повышения вероятности обнаружения каких-либо отклонений. Не считая самого сна, двумя основными пробами являются проба с гипервентиляцией и проба с источником света, мерцающим на различных частотах.
У здоровых лиц стимуляция мерцающим светом сопровождается появлением пиков в затылочных отведениях (так называемая «реакция перестройки»).
Фотостимуляция — одна из активационных проб, которые выполняют при проведении ЭЭГ в надежде зарегистрировать какие-либо отклонения.
Выполнение фотостимуляции может привести к развитию судорожного припадка у больных эпилепсией.
г) Возрастные особенности ЭЭГ. Для корректной интерпретации результатов ЭЭГ специалист должен понимать, что некоторые формы характерны для определенных возрастных периодов, следовательно, они отражают процесс нормального развития человека. На самых ранних ЭЭГ, полученных у недоношенных детей, определяют лишь эпизодическую электрическую активность, при этом деятельность полушарий не синхронизирована друг с другом. Далее работа полушарий постепенно становится симметричной, волны сна и бодрствования становятся четко различимы. В раннем подростковом возрасте ЭЭГ начинает соответствовать таковой у взрослого человека.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 22.11.2018
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?
Диетолог назвала самый полезный способ готовить яйца
Цирроз печени: кому он грозит и действительно ли его нельзя вылечить?
Эксперты рассказали о способе справиться с хандрой после выходных
Психосоматика заболеваний суставов и пути исцеления
Названы опасные для детей комнатные растения
20 причин для начала занятий ЛФК
Врач назвала минерал, необходимый здоровью человека осенью
Врач назвала способы борьбы с осенней депрессией
Симптомы, при которых мужчине следует сразу обращаться к доктору
Лишний вес у детей и подростков: 6 способов сохранить здоровье своего ребенка
13 причин, почему закладывает уши
Психолог рассказала, как провести нерабочие дни без ущерба для ментального здоровья
Смертельно ядовитый гриб-близнец опенка наводнил Подмосковье из-за потепления
Как научить ребенка правильно полоскать горло
Сладость с изюминкой: что нужно знать о пользе горького шоколада
В фазу медленного сна доминируют медленноволновые компоненты энцефалограммы
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И УСЛОВНО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАТТЕРНЫ БОДРСТВОВАНИЯ И МЕДЛЕННОГО СНА НА ЭЭГ.
В настоящее время многочисленными руководствами в достаточном объёме освещены теоретические и практические вопросы и методики электроэнцефалографии. Однако, оценка и интерпретация заключения, а также визуальный анализ ЭЭГ, представляют трудности для лечащего врача и вызывают больше вопросов, чем ответов.
Расшифровка ЭЭГ представляет собой процесс ее интерпретации с учетом клинических симптомов, имеющихся у пациента. Итоговый диагноз выставляется только при наличии определенных клинических признаков, беспокоящих пациента.
Описание записи предназначено, в первую очередь, для врача-нейрофизиолога, который использует его для последующего вывода, или, для другого эксперта, и должно быть детальным и объективным.
Корректная интерпретация ЭЭГ требует значительной подготовки и опыта врача. Для того чтобы обеспечить взаимопонимание между клиницистами и нейрофизиологами мы собрали и представили все основные физиологические и некоторые условно физиологические паттерны бодрствования и сна с подробным описанием.
Волны вертекса – одно- или двухфазная острая волна: чаще всего начальная фаза негативная, затем следует низкоамплитудная позитивная фаза, а затем медленная волна с негативным отклонением. Максимальны в области вертекса. Могут возникать асимметрично, с преобладанием то слева, то справа, изолированно или в виде ритмических пробегов. Возникает спонтанно во время сна или в ответ на сенсорный стимул во время сна или бодрствования. Может быть одиночным или повторяющимся. Амплитуда в целом редко превышает 250 мкВ, но могут быть высокоамплитудными и очень острыми, особенно у детей. У детей волны вертекса встречаются чаще, чем у взрослых и более выражены по амплитуде.
Гипнагогическая гиперсинхронизация – диффузные вспышки высокоамплитудных (300-600 мкВ) билатерально-синхронных ритмических тета- или дельта-волн (3-5 Гц), длительностью 2-6 секунд, характерны для периода расслабленного бодрствования I стадии медленного сна (первые 3 минуты от момента засыпания), исчезают по мере углубления сна. Является нормальным паттерном дремоты у детей от 3 месяцев до 14 лет, максимально выражен у детей 3-5 лет.
К-комплексы — непостоянные разряды, состоящие из высокоамплитудной негативной медленной волны, за которой следует меньшая позитивная медленная волна. Сопровождается сонными веретёнами, следующими сразу за К-комплексами. Амплитуда, как правило, максимальна в передней вертексной области. Разряды билатерально-синхронные, но в детском возрасте могут быть унилатеральные или с устойчивым амплитудным преобладанием в одной из гемисфер. Характерны для II стадии медленного сна. Возникают спонтанно или в ответ на неожиданные сенсорные стимулы, и не являются специфическими. Встречаются у взрослых и детей.
Веретёна сна — представляют собой ритмические билатерально-синхронные (у детей до 2 лет, как правило, асинхронные) веретёнообразно нарастающие и снижающиеся по амплитуде волны, частотой 12-16 Гц (11-15 Гц), по амплитуде до 50 мкВ, максимальны в области вертекса, иногда со сдвигом на лобные отделы, продолжительностью 0,5-2 секунды. Веретёна встречаются изолированно или в сочетании с другими паттернами фазы медленного сна (ФМС) часто с К-комплексами, вертексными волнами во II стадии. Редко встречаются так называемые «гигантские» веретёна – с высокой амплитудой, частотой 11-12,5 Гц, преобладанием в лобных отведениях и длительностью 3-5 секунд. В детском возрасте могут регистрироваться независимо два типа сонных веретён: частотой 11-12,5 Гц с максимумом в лобных отведениях и частотой 13-14 Гц с максимумом в центрально-теменных отведениях. Часть авторов рассматривают «гигантские» веретёна сна как признак патологии (ДЦП, органическое поражение ЦНС, олигофрения, медикаментозная интоксикация, когнитивные нарушения различной степени).
Позитивные затылочные острые компоненты сна (POSTS) – острый компонент, состоящий из высокоамплитудной позитивной моно- или бифазной волны частотой 3-5 Гц с последующим возможным сопровождением низкоамплитудной негативной волной. Максимально выражены в затылочных отведениях. Возникают в виде коротких пробегов продолжительностью до 3 секунд, частотой 4-5 Гц, билатерально-синхронно, но в большинстве случаев отмечается выраженная асимметрия. Встречаются в I и II стадии медленного сна, при углублении сна замедляются по частоте (3 Гц и ниже). Наиболее часто регистрируются в возрасте 20-30 лет, у детей появляются с 3-4 лет, после 50-ти постепенно уменьшаются.
Wicket-волны – это пробеги нарастающих и убывающих аркообразных острых волн, напоминающие мю-ритм в средних и/или передневисочных, лобных отведениях, частотой 6-11 Гц, без последующей медленной волны. Негативная фаза волн – заострённая, позитивная фаза – закруглённая. Частота 6-11 Гц, амплитуда 60-200 мкВ, возникающие в височных отведениях унилатерально, билатерально или независимо, в состоянии расслабленного бодрствования и I стадии ФМС, встречаются в любом возрасте, но чаще у взрослых. 14-6 Гц позитивные спайки – аркообразные позитивные спайки или волны, частотой 13-17 Гц и/или 5-7 Гц, в виде коротких пробегов 1 секунда (редко до 3 секунд), амплитудой не выше 75 мкВ, в задневисочных отведениях унилатерально или билатерально (синхронно или асинхронно) с диффузным распространением. Встречаются в любом возрасте, чаще у подростков. Регистрируются I и II стадии ФМС.
Центральный ритм Циганека – аркообразные волны частотой 6-7 Гц с максимумом в лобно-центральных отведениях, пробегами 4-20 секунд. Возникают в состоянии пассивного бодрствования или дремоты.
Лобный ритм пробуждения (FAR) – ритмичные, нередко заострённые (зазубренные), пробеги колебаний частотой 7-20 Гц в лобных отделах обеих гемисфер, продолжительностью до 20 секунд. Регистрируются при пробуждении у детей.
Височное замедление у пожилых лиц — кратковременная, нерегулярная преходящая медленная активность частотой 4-6 Гц в височной области, чаще с преобладанием по амплитуде слева старше 45 лет.
Лямбда-волны — бифазные острые волны альфа-диапазона в затылочных отделах возникающие в состоянии бодрствования во время зрительной задачи («обследования») у детей 2-15 лет, реже молодых взрослых и пожилых. Главный компонент позитивен по отношению к другим областям. Синхронизированы по времени с саккадическими движениями глаз, с задержкой около 100 мс. Амплитуда варьирует, оставаясь в основном в пределах 50мкВ.
Медленная активность при гипервентиляции — вспышки высокоамплитудных медленных колебаний, тета-дельта-диапазона в частности, FIRDA Ритмические, генерализованные, с бифронтальным преобладанием. Регистрируются в бодрствовании у детей и подростков, реже молодых взрослых во время гипервентиляции. Всегда являются нормой!
Усвоение ритма при фотостимуляции — позитивные билатерально-синхронные колебания альфа-тета-диапазона «в такт» частоте ритмической фотостимуляции, с преобладанием в затылочных отведениях. Регистрируется в бодрствовании.
Вариант медленного фонового альфа-ритма — Кратковременное или продолжительное замещение нормальной частоты альфа-ритма его субгармониками: например, появление вместо колебаний 10-12 Гц колебаний частотой 5-6 Гц. Волны ритмические, билатерально-синхронные с преобладанием в затылочных отведениях. Регистрируется в бодрствовании. Пограничный вариант между нормой и патологией. Может указывать на дисфункцию диэнцефальных неспецифических систем мозга.
Артефакты движения глаз – высокоамплитудные билатеральные синхронные моно- и бифазные тета-дельта-волны. Артефакты, отражающие рефлекторное отведение глазных яблок вверх при смыкании век тета-диапазона регистрируются, как правило, под электродами F7/F8.
Выводы: знание тонкостей физиологических и условно физиологических паттернов позволит избежать терминологической путаницы, помогая клиницистам безошибочно интерпретировать ЭЭГ, выставлять корректный диагноз и, при необходимости, назначать адекватную терапию.