Сон - один из самых загадочных процессов, которые происходят в человеческом организме. И один из самых значимых, поскольку во сне мы проводим почти треть жизни. А полное лишение сна даже на относительно короткий промежуток времени в несколько дней может привести к невротическим расстройствам и разбалансировке всего организма. Сон - это очень сложный процесс, при котором изменяется активность головного мозга и жизненно важные функции организма. Ученые смогли выделить фазы медленного и быстрого сна, которые имеют свои особенности и назначение.

Немного истории

Исследовать сон пытались еще в Древней Греции. Правда, тогдашнее объяснение происходящего было скорее мистическим, чем научным. Считалось, что во время сна бессмертная душа может подниматься в высшие сферы и даже спускаться в царство мертвых. Немного видоизмененная, такая трактовка сна продержалась в научных кругах до середины 19 века.

Но и после того, как учеными было установлено, что сон обусловлен работой нервной системы и головного мозга человека и к бессмертной душе не имеет никакого отношения, проводить полноценные исследования было невозможно из-за отсутствия подходящей аппаратуры. И только во второй половине 20 века стала возможна регистрация нервных импульсов, исходящих от мышц и головного мозга, что позволило определять уровень их активности.

С помощью электроприборов в области сна было сделано множество важных открытий. Был обнаружен быстрый и медленный сон, исследованы различные виды бессонницы, изучены процессы, происходящие в организме во время летаргического сна.

Ученым удалось выявить, что активность человека регулируют циркадные ритмы - суточные чередования периодов сна и бодрствования, которые продолжают работать даже если невозможно ориентироваться во времени из-за отсутствия часов и солнечного света.

Компьютерная и магнитно-резонансная томография позволили более подробно исследовать мозговую активность, которая во время быстрого и медленного сна выглядит совершенно по-разному. Интересные процессы происходят с человеком при засыпании, когда тело и мозг начинают медленно отключаться и погружаться в состояние глубокого релакса, но при этом определенные участки мозга продолжают работать.

Но самым грандиозным открытием оказалось то, что реакции мозга и тела на яркое сновидение, которое человек видит в фазе быстрого сна, практически не отличаются от реакций на реально происходящие события. А это значит, что человек в буквальном смысле «проживает» свое сновидение физически и ментально. Но обо всем по порядку.

Засыпание

Человека, который хочет спать, всегда легко узнать, даже если он пытается как-то скрыть свое состояние. Признаками сонливости являются:

Сонный человек начинает потягиваться, тереть глаза, вертеться в поисках удобного для засыпания положения. Связано такое состояние с увеличением концентрации в крови особого гормона - мелатонина. Он мягко тормозит активность нервной системы, способствуя более глубокому расслаблению и ускоряя процесс засыпания.

На качество самого сна гормон практически не оказывает воздействия. Мелатонин является лишь природным регулятором суточных ритмов.

Процесс погружения в сон у здорового взрослого человека длится от 20 до 40 минут. При постоянной длительности засыпания более часа можно говорить о присутствии одной из многочисленных форм бессонницы и лучше принять меры по ее устранению, пока она не перешла в хроническую форму. Помочь в этом могут натуральные седативные препараты, прием дополнительных доз мелатонина или проверенные народные средства.

Медленная фаза

Пройдя через стадию засыпания, человек погружается в медленный сон. Он получил свое название из-за медленного вращения глазных яблок, которое можно наблюдать у спящего человека. Хотя дело не только в них. Во время медленного сна все жизненные функции организма затормаживаются - тело и мозг расслабляются и отдыхают.

По мере изучения этой фазы, ученые делали все новые и новые открытия. В итоге обнаружилось, что у младенцев медленный сон имеет всего две стадии, а у детей старше 1-1,5 лет и взрослых - целых четыре, через которые последовательно проходит организм:

Все четыре стадии медленной фазы по времени занимают примерно полтора часа плюс-минус 10 минут. Из них примерно пятую часть времени занимает глубокий и очень глубокий сон, а остальное - поверхностный.

Причем первую стадию медленного сна человек обычно проходит только после засыпания, а когда в течение ночи чередуются медленный и быстрый сон, она «выпадает».

Быстрая фаза

Что такое быстрый сон, как могут происходить такие странные процессы в организме, и какое он имеет значения для человека, до конца ученые так и не выяснили. Если с медленным все более-менее понятно - это период активного восстановления организма и полного расслабления, то реакции мозга и жизненно важные функции тела во время быстрого сна совершенно другие.

Во время быстрого сна глазные яблоки человека под закрытыми веками начинают быстро передвигаться по хаотической траектории. Со стороны кажется, что человек за чем-то пристально наблюдает. По сути, так оно и есть, так как именно в этой фазе появляются сновидения. Но движение глаз является не единственным и далеко не главным отличием быстрого сна.

Увиденное на энцефалограмме, а позднее и томограмме мозга во время быстрой фазы настолько поразило ученых, что она получила еще одно название «парадоксальный сон». Все показания в этот период могут практически не отличаться от тех, которые сняты в состоянии активного бодрствования, но при этом человек продолжает спать:

Фактически, все тело «включается» в сновидение так, как будто бы оно было реальным событием, и лишь сознание человека отключено. Но если разбудить его в этот момент, то он сможет очень подробно рассказать сюжет сна и при этом будет испытывать эмоциональные переживания.

Интересно, что именно в периоде быстрого сна происходят изменения гормонального фона. Некоторые ученые считают, что он необходим для эмоциональной «перезагрузки» и балансировки эндокринной системы.

Пережив во время сна еще раз волнующие события, человек затем отправляет эти воспоминания в подсознание, и они перестают его беспокоить.

Помогает быстрый сон и в регуляции уровня половых гормонов. Ночные эрекции, поллюции и спонтанные оргазмы происходят как раз в этой фазе. Причем далеко не всегда они сопровождаются сновидениями эротического характера.

В это же время случается и большинство инфарктов или инсультов, из-за того, что расслабленные сердце и сосуды подвергаются резкой нагрузке.

В начале ночи быстрая фаза длится недолго - от 5 до 10 минут, а большую часть времени человек проводит после засыпания в медленном сне. Но под утро соотношение фаз меняется. Периоды быстрого сна становятся все длиннее, а глубокого - все короче, и в один из моментов человек просыпается.

Правильное пробуждение

Интересным фактом является то, что активность и состояние человека, особенно в первой половине дня зависит от того, каким было его пробуждение. Если он проснулся от воздействия внешних раздражителей (будильника, яркого света, резких звуков, толчка) во время медленной фазы сна, ему еще нужно какое-то время, чтобы «прийти в себя». В первые секунды он может даже не понимать, где находится, настолько сильно еще заторможены некоторые отделы мозга.

Совсем другое дело, если пробуждение наступило во время быстрого сна. Организм и так уже бодр и активен, надо только включить сознание. Проснувшийся в этой фазе человек отлично себя чувствует, может быстро встать с кровати и заняться своими делами. При этом он прекрасно помнит последнее сновидение, может записать или пересказать его.

Современный ритм жизни предъявляет высокие требования к уровню физической активности. Возможно, поэтому в последнее время все большую популярность приобретают так называемые «умные будильники», которые считывают показания тела и посылают сигнал как раз в стадии быстрого сна.

Плюс такого прибора в том, что он значительно облегчает пробуждение, а минус - он может разбудить человека за 20-30 минут до установленного времени, так как начинает отслеживать фазы сна заранее, вычисляя подходящий момент.

Но даже если вы проснулись легко, медики не советуют сразу же вскакивать с кровати. Дайте организму 5-10 минут на то, чтобы все органы и системы плавно включились в работу. Потянитесь, полежите, настройтесь на новый день, прокрутите еще раз в голове свои планы. А когда почувствуете, что полностью готовы к активным действиям - вставайте и переходите к утренним процедурам.

Профилактика бессонницы

Здоровым качественным сном считается такое состояние, при котором человек быстро засыпает и плавно переходит из одной фазы в другую, просыпаясь в конце ночи в привычное для себя время самостоятельно, без будильника. Увы, похвастаться этим сегодня могут немногие. Хроническая усталость, стрессы, неправильное питание, негативные эмоции сильно снижают качество сна и становятся все более частыми причинами развития хронической бессонницы.

Чтобы избежать этой проблемы и связанных с ней множественных неприятностей - от неврозов до серьезных психосоматических заболеваний, постарайтесь принять хотя бы элементарные меры, способные обеспечить нормальное качество сна:

И главное, не хватайтесь за снотворное даже в том случае, когда несколько ночей подряд не удалось заснуть. Подобные препараты быстро вызывают привыкание и в большинстве случаев лишают человека быстрой фазы сна.

Под воздействием снотворного наступает «тяжелый» очень глубокий сон без сновидений, который сильно отличается от нормального - после него человек все равно чувствует себя разбитым.

Если проблемы с засыпанием или частыми ночными пробуждениями приобрели затяжной характер, вас часто мучают кошмары или близкие говорят о том, что вы ходите по ночам - отправляйтесь к врачу. Проблему невозможно решить, не выяснив спровоцировавшую ее причину. А это можно сделать только после обследования и консультации с несколькими специалистами: невропатологом, эндокринологом, сомнологом.

Но в большинстве случаев временная бессонница наступает в результате стрессов или при сильном переутомлении и с ней легко справиться, используя народные средства: теплые ванны, молоко на ночь, расслабляющий массаж, ароматерапию. Не менее важен и позитивный настрой. Значительно улучшить качество сна можно просто отучив себя думать по вечерам о проблемах.

НАТАЛЬЯ ЕРОФЕЕВСКАЯ

Продолжительность и качество сна – критерии, влияющие на многие факторы: настроение, самочувствие, ощущение бодрости. Готовясь к новому дню, мы стараемся лечь пораньше, но утром просыпаемся разбитыми и вялыми. В другой же день, наоборот, после непродолжительного сна, просыпаемся самостоятельно, чувствуем бодрость и силы. Почему так происходит и как научиться высыпаться ? Чтобы ответить на эти вопросы, разберем фазы быстрого и медленного сна человека по времени и их характеристики.

Открытия ученых

Сегодня сон – понятное физиологическое состояние. Но так было не всегда. Долгое время ученые не могли отследить, какие изменения происходят с человеком во время отдыха. Тема была закрытой и сложной для изучения. В XIX веке оценивали позу человека, измеряли артериальное давление и температуру, снимали другие показатели. Для детального изучения, спящих будили и фиксировали изменения.

Рука выключает будильник рано утром

Первые попытки вмешательства в сон дали результаты. Ученые установили, что сон проходит различающиеся по продолжительности стадии быстрого и глубокого сна человека, и их значение велико, поскольку сказывается на всех показателях организма. Немецкий физиолог Кёльшюттер установил, что глубокий сон приходится на первые часы отдыха, а затем он переходит в поверхностный.

После открытия электрических волн, ученые сняли полную картину, происходящего со спящим. Электроэнцефалограмма помогала понять происходящее с человеком во время отдыха. При этом испытуемого не приходилось будить. Благодаря новым технологиям стало известно, что сон проходит 2 фазы: медленного и быстрого сна .

Стадии медленного сна

Ортодоксальный сон делится на этапы. Стадии отличаются между собой продолжительностью и глубиной отдыха. Рассмотрим стадии медленного сна:

Первая . Наступает после того, как человек закрывает глаза. Называют первый этап дремотой. Человек еще не погружается в сон, мозг находится в активной стадии. В течение 10–15 мин. отдыхающий обрабатывает информацию, которая произошла за день. В этот период находятся решения на мучившие человека вопросы.
Вторая . На этом этапе возникают «сонные веретена». Они протекают с периодичностью в 3–5 мин. Во время их прохождения полностью отключается сознание. В перерывах между «сонными веретенами» человек чувствителен к происходящему вокруг. Он слышит голоса или звуки. Такая особенность дает возможность маме услышать плач ребенка ночью. Если спящего назвать по имени, то он сразу же проснется. Физиологические изменения сводятся к снижению мышечной активности, замедлению пульса.

Во время второй медленной фазы сна человек слышит звуки

Третья . Стадия дельта-сна или переходная. Сохраняются «сонные веретена», становятся более продолжительными. К ним добавляются дельта-колебания. Третий этап называют подготовительным перед глубоким сном.

Четвертая . На данной стадии учащается пульс, происходит повышение давления. Человек впадает в глубокий сон. Сновидения в этот период нечеткие и размытые. Если отдыхающий проснется во время четвертой стадии, то не вспомнит, что ему снилось.

Люди, страдающие лунатизмом или разговаривающие во сне, ничего не помнят наутро. Связано это с тем, что все события происходят в глубокой стадии сна. Даже если прервать хождение лунатика, он не поймет, почему не находится в кровати и как оказался в другой комнате. Именно на этой стадии людям, снятся кошмары.

Продолжительность глубокого сна напрямую зависит от возраста человека и физического состояния его организма. Например, длительность фазы детского глубокого сна составляет 20 минут, но качество сна совсем иное, чем у большинства взрослых: он значительно крепче, дети могут не реагировать на внешние раздражители (звук, свет, касание). Таким образом, даже самые маленькие восстанавливают энергию, «перезагружают» системы организма, заряжают иммунную систему.

Сколько длится фаза глубокого сна? Фаза глубокого сна, продолжительность которой варьируется в зависимости от конкретной стадии, в целом составляет полтора-два часа. Из них на дремоту «выделяется» 5-10 минут, на вторую стадию (замедление дыхания и сердечного ритма) – 20 минут, на третью и четвертую фазы – по 30-45 минут.

Девушка сладко спит, обняв подушку

Особенности быстрого сна

По завершении глубокого наступает быстрый сон. Открыл пятую стадию Клейтман в 1955 году. Зафиксированные показатели дали понять, что показатели организма в период быстрого сна у человека схожи с состоянием бодрствования. Фаза быстрого сна сопровождается :

постоянным движением глазных яблок;
существенным снижением мышечного тонуса;
эмоционально окрашенными и насыщенными действиями сновидениями;
полной обездвиженностью человека.

Сколько длится фаза быстрого сна? В общей сложности поверхностный сон составляет 20-25% среднего времени ночного отдыха, т. е. полтора-два часа. Одна такая фаза длится всего 10-20 минут. Самые яркие и запоминающиеся сны приходят на стадию быстрого сна. Если человека разбудит во время этого периода, то он полностью расскажет, что ему приснилось.

Малыш спит

Зачем нужны фазы сна?

Самочувствие человека неразрывно связано с отдыхом, сном. Недаром . В первые месяцы жизни маленький человечек имеет крепкую связь с природой и подчиняется ее законам. Во взрослом возрасте, мы принимаем решение, сколько спать. Зачастую неверное, поэтому нарушается психическое, эмоциональное состояние человека – именно поэтому важно знать периодичность быстрой и глубокой стадии в ночном сне и уметь рассчитать этапы сна для времени пробуждения.

Ученые проводили расчет фаз сна и после ряда исследований пришли к выводу, что за ночь проходит 4–5 циклов . За этот период происходит восстановление человека. Во время медленного сна пополняется энергия, затрачиваемая в течение дня. Быстрый сон на первых циклах короткий, затем удлиняется. Во время пятой фазы человек перерабатывает информацию и выстраивает психологическую защиту, адаптируется к окружающей среде. Зная, как рассчитать цикл сна, возможно научиться регулированию энергоспособности организма и его жизнедеятельности в целом.

Исследования, проведенные над крысами, показали, что отсутствие быстрого сна ведет к погибели . Грызунов намеренно будили, не давая крысам вступить в пятую стадию. Со временем животные утратили способность засыпать, после чего погибали. Если спящего лишить быстрой фазы, то человек станет эмоционально нестабилен, склонен к раздражению, смене настроения, плаксивости.

Девушка спит с рукой на будильнике

Как рассчитать фазы сна, чтобы знать, когда лучше просыпаться?

Возьмем за основу, что один цикл длится в течение 90 мин. Для полноценного отдыха требуется длительный быстрый сон. Следовательно, за ночь должно пройти от 4 циклов. Пробуждение во время медленного сна делает человека разбитым и вялым. Значит, надо рассчитать, как проснуться в фазу быстрого сна : пятая фаза характеризуется активной работой мозга, поэтому пробуждение происходит мягко и безболезненно.

Подводим итог. Для бодрого самочувствия по утрам важна продолжительность сна и пробуждение после завершения пятой фазы. Для взрослого человека идеальное время для сна составляет 7,5–8 ч. Лучший вариант – это самостоятельное пробуждение , без сигнала будильника или телефона.

Если в течение дня чувствуете слабость и желание вздремнуть, то позвольте такую роскошь. Чтобы не навредил, фиксируйте время отдыха. Если ночью вы проспали достаточно времени, то закройте глаза на 15–20 мин. Столько длится первая стадия медленного сна. Заснуть вы не успеете, но ощутите, что усталость снята. Если ночной сон был непродолжительный, то пройдите один цикл днем. Поспите в течение 1–1,5 ч.

Заключение

Приведенные данные приблизительные, но суть ясна. Для нормальной жизнедеятельности человеческого организма необходим фазовый сон. Важно просыпаться после прохождения 4–5 циклов . Идеально, когда пробуждение самостоятельное. Дневной сон не навредит, если не допустить вхождения второй фазы либо следует проходить один полный цикл.

20 января 2014, 11:36

Норма сна для взрослого человека составляет 7-8 часов. Однако каждый организм индивидуальный, потому и время отдыха рассчитывается по-разному. Некоторым хватает 4-6 часов для полного восстановления своих жизненных сил, а для других оптимальным будет 9-10-часовой сон. Независимо от того, какой режим соблюдает конкретный человек, у него есть фаза поверхностного и глубокого сна.

Смена фаз

Когда начинается наше ночное путешествие в царство Морфея, происходит погружение в глубокий сон. Он длится приблизительно 60 минут, далее следует фаза быстрого сна. Полный цикл, начиная с медленной фазы и заканчивая быстрой, у взрослого человека занимает приблизительно 90-120 минут.

За ночь проходит от 4 до 6 циклов, в зависимости от биоритмов людей. В первом цикле глубокий сон длится дольше всего, далее его продолжительность уменьшается. Чем ближе к пробуждению, тем больше времени мы проводим в парадоксальном сне, во время которого мозг активно обрабатывает и сортирует всю информацию, полученную нами за день. В последнем цикле он может занимать целый час.

Этапы медленной фазы

Медленный сон еще называют ортодоксальным или глубоким. Именно в него нам нужно погрузиться в самом начале отдыха, чтобы полноценно восстановить свои жизненно важные функции. Эта фаза, в отличие от быстрой, делится на основные этапы:

1. Дремота - в это время мы только начинаем засыпать, наш мозг еще активно работает, потому мы видим сновидения, они могут переплетаться с реальностью, часто именно на этом этапе человек может найти ответы на вопросы, которые остались неразрешенными днем.
2. Засыпание - этап, на котором наше сознание начинает отключаться, но мозг еще чутко реагирует на внешние раздражители, очень важно, чтобы в это время человека ничто не потревожило, его легко будит даже малейший шум.
3. Глубокий сон - время, когда в нашем организме плавно затухают все функции, тело расслабляется, но слабые электрические импульсы еще проходят через мозг.
4. Дельта-сон - этап самого глубокого сна, когда мы больше всего расслаблены, в это время мозг перестает реагировать на внешние раздражители, температура тела становится самой низкой, кровообращение и частота дыхания снижается.

Значение медленного сна

Ученые всерьез заинтересовались изучением сна в 70-х годах прошлого века. В ходе разных экспериментов на добровольцах было выявлено, что в зависимости от продолжительности медленного сна, у людей меняются умственные и физические показатели.

Испытание проходило в Стэндфордском университете и в нем были задействованы студенты, занимающиеся футболом. Если ортодоксальный сон длился дольше, чем обычно, то повышалась выносливость и продуктивность у спортсменов.

Также известно, что атлеты спят не по 7-8, а по 11-12 часов в сутки.

С чем же связано такое количество сна? Все дело в том, что именно на медленную фазу приходится процесс восстановления всех клеток организма. В эпифизе в это время вырабатывается гормон роста, который запускает катаболизм. Это значит, что белковые соединения не расщепляются, как при анаболизме днем, а наоборот, синтезируются из аминокислот. Во время засыпания и при погружении в дельта-сон ткани и органы самовосстанавливаются.

Также ученые выяснили, что если сон глубокий и имеет нужную продолжительность, иммунная система работает намного лучше. Если не отдыхать нормально ночью, то защитные функции организма снизятся, и мы станем подверженными инфекционным и воспалительным заболеваниям.

От того, насколько хорошо мы спим, зависит и молодость - если медленная фаза будет длиться не столько часов, сколько нужно, процесс старения будет проходить в ускоренном темпе.

Влияние глубокого сна на интеллект

Ученым удалось доказать, что медленный сон влияет не только на физическую выносливость, но и на умственные способности человека. В ходе эксперимента испытуемым перед сном давали списки самых разных слов, совершенно не связанных между собой, и просили их запомнить. Оказалось, что у людей, спавших большее количество времени в дельта-этапе, показатели были лучше - они смогли запомнить больше слов, чем те, у кого глубокий сон был короче.

Исследования также доказали, что искусственное лишение человека фазы глубокого сна равноценно бессонной ночи. Если быстрая фаза имеет свойство компенсироваться в последующие ночи, то медленную «доспать» невозможно.

Такие симптомы, как ухудшение концентрации, потеря памяти, снижение трудоспособности и другие признаки бессонницы наблюдаются и в том случае, если человек не проводит в ортодоксальной фазе столько времени, сколько ему нужно.

Независимо от того, сколько часов спит человек, медленная фаза всегда «открывает» его отдых. Она очень отличается от быстрого сна и имеет свои особенности. К примеру, учеными было доказано, что при определенных условиях дельта-сон может длиться дольше, чем обычно. Так происходит, если человек стремительно теряет вес, у него наблюдается гиперфункция щитовидной железы (тиреотоксикоз), или накануне он потратил много сил на физическую работу.

Любопытным фактом является то, что именно в глубоком сне начинают выражаться такие расстройства, как лунатизм, энурез, сноговорение; человек видит кошмарные сновидения.

Если в это время разбудить спящего, он ничего не вспомнит о своих снах или действиях, будет дезориентирован во времени и пространстве. Такое состояние связано с замедлением всех процессов в организме, которое происходит во время дельта-сна.

Подведем итоги

Каждому человеку нужно спать столько времени, сколько требуется для полного восстановления организма.

Глубокий сон имеет много полезных функций, он просто необходим для нормальной физической и интеллектуальной деятельности.

Тем, кто хочет увеличить его продолжительность, следует днем заниматься спортом, а вечером решать логические задачки, разгадывать кроссворды или тренировать мозг каким-либо другим методом. Умеренная активность в течение всего периода бодрствования поможет быстро уснуть и качественно отдохнуть ночью.

Быстрый сон (REM-сон) представляет собой уникальную фазу сна млекопитающих, характеризующуюся случайным движением глаз, низким мышечным тонусом по всему телу и способностью спящего видеть сны. Данная фаза также известна как парадоксальный сон (PS) и в некоторых случаях как десинхронизированный сон по причине физиологического сходства с состоянием бодрствования, включающего быстрые, низковольтные и десинхронизированные мозговые волны. Электрическая и химическая активность, регулирующая данную фазу, происходит из ствола головного мозга и характеризуется более заметным избытком нейротрансмиттера ацетилхолина в сочетании с практически полным отсутствием моноаминовых нейротрансмиттеров гистамина, серотонина и норэпинефрина. Быстрый сон физиологически отличается от других фаз сна, которые в целом носят название глубокий сон (NREMS, синхронизированный сон). Быстрый и глубокий сон чередуются в течение одного цикла сна, который длится около 90 минут у взрослых людей. Так как циклы сна возобновляются, они сменяются в направлении более высокой доли быстрого сна. Переход к быстрому сну связан с заметными физическими изменениями, начиная с электрических импульсов, называемых понто-геникуло-окципитальными волнами, которые происходят из ствола головного мозга. У организмов в фазе быстрого сна приостанавливается центральный гомеостаз, допуская большие колебания в дыхании, терморегуляции и циркуляции, которые не наблюдаются во всех других фазах сна или пробуждения. Тело резко теряет мышечный тонус, вступая в состояние, известное как атония быстрого сна. Быстрые движения глаз и их связь со сновидениями были установлены Натаниелем Клейтманом и его студентом Евгением Азерински в 1953 г. и позднее описаны исследователями, включая Уильяма Демента и Мишеля Жуве. Множество экспериментов включало пробуждение субъектов, когда они начинали впадать в фазу быстрого сна, таким образом, испытывая состояние, известное как депривация быстрого сна. Субъектам позволялось спать в обычном порядке, допуская незначительное восстановление быстрого сна. Техники нейрохирургии, инъекции химических веществ, электроэнцефалография, позитронно-эмиссионная томография и, разумеется, отчеты спящих после пробуждения использовались для изучения этой фазы сна.

Физиология

Электрическая активность головного мозга

Быстрый сон называется «парадоксальным» в связи с его сходством с пробуждением. Хотя тело парализовано, головной мозг действует в некоторой степени как в состоянии бодрствования. Электроэнцефалография во время быстрого сна обычно показывает быстрые, десинхронизированные, низкоамплитудные «мозговые волны» (нейронные колебания), которые отличаются от медленных δ (дельта) волн глубокого сна, но имеют сходства с паттернами, наблюдаемыми во время бодрствования. Важной составляющей этих волн является θ (фета) ритм в гиппокампе. Кора демонстрирует 40–60 Гц гамма-волны, как при пробуждении. Кортикальные и таламические нейроны в мозге при бодрствовании или в фазе парадоксального сна более деполяризованы, т.е. могут «возбуждаться» более быстро, чем в мозге в фазе глубокого сна. Правое и левое полушария мозга более согласованы в стадии быстрого сна, особенно во время осознанных сновидений. Быстрый сон перемежается PGO (понто-геникуло-окципитальными) волнами, импульсами электрической активности, происходящими из ствола головного мозга. Эти волны наблюдаются в кластерах примерно каждые 6 секунд в течение 1–2 минут во время перехода от глубокого сна к парадоксальному. Они демонстрируют максимальную амплитуду после смещения в зрительную кору и вызывают «быстрые движения глаз» в парадоксальной фазе сна. Энергия головного мозга, использующаяся в фазе быстрого сна, как определено обменом кислорода и глюкозы, равна или превышает количество энергии, используемое при пробуждении. Скорость в глубоком сне на 11–40% ниже.

Химические вещества головного мозга

По сравнению с медленноволновым сном, и бодрствование, и фаза парадоксального сна включают повышенное использование нейротрансмиттера ацетилхолина, который может вызывать более быстрые мозговые волны. Моноаминовые нейротрансмиттеры норэпинефрин, серотонин и гистамин полностью недоступны. Инъекции ингибиторов ацетилхолинэстеразы, которые эффективно повышают доступность ацетилхолина, вызывают парадоксальный сон у людей и других животных даже в фазе медленноволнового сна. Карбахол, который подражает действию ацетилхолина на нейроны, обладает аналогичным влиянием. У пробуждающихся людей те же инъекции вызывают парадоксальный сон, только если моноаминовые нейротрансмиттеры уже израсходованы. Два других нейротрансмиттера, орексин и гамма-аминобутановая кислота (GABA), способствуют бодрствованию, ослабляют глубокий сон и ингибируют парадоксальный сон. В отличие от резких переходов электрических паттернов, химические изменения в головном мозге демонстрируют непрерывные периодические колебания.

Роль ствола головного мозга

Нейронная активность во время быстрого сна наблюдается в стволе головного мозга, в особенности в понтинной покрышке и голубом пятне. Согласно гипотезе активации-синтеза, предложенной Робертом МакКарли и Алланом Гобсоном в 1975–1977 гг., контроль на протяжении фазы быстрого сна включает пути «REM-включающих» и «REM-выключающих» нейронов в стволе головного мозга. REM-включающие нейроны преимущественно холинергические (т.е. включает ацетилхолин); REM-выключающие нейроны активируют серотонин и норадреналин, которые, помимо других функций, подавляют REM-включающие нейроны. МакКарли и Гобсон свидетельствуют, что REM-включающие нейроны фактически стимулируют REM-выключающие нейроны, таким образом, обеспечивая механизм циклического повторения быстрого и глубокого сна. Они использовали уравнения Лотка-Вольтерра для описания данной циклической обратной зависимости. Каюза Сакаи и Мишель Жуве выдвинули аналогичную модель в 1981 г. В то время как ацетилхолин проявляется в коре в равной степени во время бодрствования и фазы быстрого сна, он наблюдается в более высоких концентрациях в стволе головного мозга во время фазы быстрого сна. Выведение орексина и GABA могут привести к отсутствию других возбудительных нейротрансмиттеров. Исследование в 1990-х, использовавшее позитронно-эмиссионную томографию, подтвердило роль ствола головного мозга. Оно также свидетельствует, что, в пределах переднего мозга, лимбическая и паралимбическая системы, обычно связанные с эмоциями, в большей степени демонстрируют активацию, чем другие области. Области мозга, активированные во время быстрого сна, практически противоположны тем, которые активируются во время глубокого сна.

Движения глаз

Большая часть движений глаз при “быстром” сне фактически менее быстрая, чем обычно наблюдается у бодрствующих людей. Они также короче по продолжительности и более вероятно возвращаются к исходной точке. Около семи таких возвращений наблюдается в течение одной минуты быстрого сна. В то время как в медленноволновом сне глаза могут расходиться, глаза у спящего в фазе парадоксальной фазе сна двигаются совместно. Эти движения глаз следуют за понто-геникуло-окципитальными волнами, происходящими из ствола головного мозга. Движения глаз сами по себе могут иметь отношение к зрительному чувству, испытываемому во сне, но непосредственная связь должна быть точно установлена. Наблюдалось, что у слепых от рождения людей, которые обычно не имеют зрительных образов в сновидениях, во время быстрого сна глаза все же двигаются.

Циркуляция, дыхание и терморегуляция

В общих словах, организм приостанавливает гомеостаз во время фазы парадоксального сна. Частота сердечных сокращений, сердечное давление, минутный сердечный выброс, артериальное давление и частота дыхания быстро становятся нерегулярными, когда организм вступает в фазу быстрого сна. В целом, дыхательные рефлексы, такие как реакция на гипоксию, ослаблены. В общем, головной мозг в меньшей степени контролирует дыхание; электрическое стимулирование связанных с дыханием регионов мозга не оказывает влияния на легкие, как во время глубокого сна или при бодрствовании. Колебания частоты сердечных сокращений и артериального давления стремятся совпадать с PGO-волнами и быстрыми движениями глаз, подергиваниями или внезапными изменениями дыхания. Эрекция пениса (ночная эрекция или NPT) обычно сопутствует фазе быстрого сна у крыс и людей. Если мужчина страдает эректильной дисфункцией (ED) во время бодрствования, но демонстрирует эпизоды ночной эрекции во время фазы быстрого сна, это свидетельствует, что эректильная дисфункция имеет скорее психологическую причину, чем физиологическую. У женщин эрекция клитора (ночная клиторальная эрекция или NCT) вызывает сопутствующее увеличение вагинального кровотока и транссудации (т.е. выделения смазки). На протяжении нормальных ночей сна пенис и клитор могут находиться в состоянии эрекции от одного часа до трех часов и половины продолжительности фазы быстрого сна. Температура тела недостаточно регулируется во время быстрого сна и, таким образом, организмы становятся более чувствительными к температурам за пределами их термонейтральной зоны. Кошки и другие мелкие покрытые мехом млекопитающие вибрируют и дышат быстрее для регулирования температуры во время глубокого сна, но не быстрого сна. За счет потери мышечного тонуса животные теряют способность регулировать температуру за счет движения тела. (Тем не менее, даже кошки с понтинными повреждениями, препятствующими мышечной атонии во время быстрого сна, не регулируют температуру посредством вибрирования.) Нейроны, которые обычно активируются в ответ на холодные температуры-запускающиеся для нейронной терморегуляции-не активируются во время фазы быстрого сна, так как делают это во время глубокого сна и бодрствования. Следовательно, горячие или холодные температуры окружающей среды могут снижать долю быстрого сна, а также общее количество сна. Другими словами, если организм находится в конце фазы глубокого сна, и показатели температуры выходят за пределы определенного диапазона, он не вступит в фазу быстрого сна во избежание дерегуляции, позволяя температуре медленно меняться в отношении желаемого значения. Данный механизм может быть «обманут» искусственным нагреванием головного мозга.

Мышцы

Атония быстрого сна, практически полный паралич тела, достигается посредством ингибирования двигательных нейронов. Когда организм вступает в фазу быстрого сна, двигательные нейроны по всему организму подвергаются гиперполяризации: их негативный трансмембранный потенциал снижается на дополнительные 2–10 милливольта, таким образом, растет предел, который должен превышать стимул для их активации. Мышечное ингибирование может быть результатом недоступности моноаминовых нейропередатчиков, избытка ацетилхолина в стволе головного мозга и, возможно, механизмов, использующихся для мышечного ингибирования при бодрствовании. Продолговатый мозг, расположенный между варолиевым мостом и остистым отростком, обладает способностью распространяющегося на многие организмы мышечного ингибирования. Могут наблюдаться некоторые локализованные мышечные сокращения и рефлексы. Отсутствие атонии быстрого сна вызывает нарушение поведения во время быстрого сна, страдающие от которого осуществляют физические действия во время сновидений. (Альтернативное объяснение заключается в том, что спящий «действует во сне»: мышечный импульс предшествует мысленному представлению. Данное объяснение также может распространяться на обычных спящих, у которых сигналы к мышцам подавлены.) (Следует заметить, что обычный лунатизм наблюдается во время медленноволнового сна.) Нарколепсия, в отличие от этого, включает чрезмерную и нежелательную атонию быстрого сна-т.е. катаплексию и избыточную дневную сонливость во время бодрствования, гипнагогические галлюцинации перед вступлением в фазу медленноволнового сна или сонный паралич во время бодрствования. Другие психиатрические расстройства включают депрессию, которая связана с непропорциональной фазой быстрого сна. Пациенты с потенциальными нарушениями сна обычно диагностируются посредством полисомнограммы. Повреждения варолиевого моста, предотвращающие атонию быстрого сна, вызывают «нарушение поведения во время быстрого сна» у животных.

Психология

Сновидение

Фаза быстрого сна со времени ее открытия тесно связывалась со сновидениями. Пробуждение спящих во время фазы быстрого сна представляет собой распространенный экспериментальный метод получения отчетов о снах; 80% нейротипичных людей сообщают об определенном типе сновидений в данных условиях. Спящие, разбуженные во время фазы быстрого сна, стремятся дать более долгие повествовательные описания сновидений, которые они пережили, и оценить сновидения по продолжительности как более длительные. Об осознанных сновидениях сообщается наиболее часто в фазе быстрого сна. (Фактически они должны приниматься во внимание как гибридное состояние, объединяющее существенные элементы быстрого сна и осознанность бодрствования.) Мыслительные процессы, которые происходят во время быстрого сна, наиболее часто имеют отличительные признаки сновидений, включая повествовательную структуру, осознанность (экспериментальное сходство с жизнью наяву) и объединение инстинктивных мотивов. Гобсон и МакКарли предположили, что PGO-волны, характерные для “фазического” быстрого сна, могут обеспечивать зрительную кору и передний мозг электрическим возбуждением, которое усиливает галлюцинаторные аспекты сновидения. Тем не менее, люди, разбуженные во время сна, не сообщают о значительно более причудливых сновидениях во время фазического быстрого сна по сравнению с тоническим быстрым сном. Другая возможная связь между двумя феноменами может заключаться в том, что более высокий предел прекращения чувствительности во время фазы быстрого сна позволяет мозгу в дальнейшем передвигаться вдоль нереалистичных и специфических цепочек мыслей. Некоторые сновидения могут наблюдаться во время фазы глубокого сна. “Чутко спящие” могут наблюдать сновидения во время стадии 2 глубокого сна, в то время как “крепко спящие”, после пробуждения на данной стадии, скорее всего, сообщат о “мышлении”, а не “сновидении”. Определенные научные усилия определить уникальную аномальную природу сновидений, предпринятые во время сна, были вынуждены сделать вывод, что мышление наяву может быть не в меньшей степени причудливым, особенно в условиях снижения чувствительности. По причине сновидений во время глубокого сна, некоторые исследователи сна категорически отвергают важность связи сновидений с фазой быстрого сна. Перспектива того, что хорошо известные неврологические аспекты быстрого сна сами по себе не являются причиной сновидений, свидетельствует о необходимости переоценки нейробиологии сновидения по существу. Некоторые исследователи парадоксального сна старой гвардии (Демент, Гобсон, Жуве), тем не менее, противятся идее об отсутствии связи сновидений с фазой быстрого сна.

Творческие способности

После пробуждения из фазы быстрого сна сознание “гиперассоциативно”-более восприимчиво к семантическому инструктированию. Люди, пробуждающиеся из фазы быстрого сна, лучше выполняют такие задания, как анаграммы и решение творческих проблем. Сон способствует процессу, посредством которого творческие способности преобразуют ассоциативные элементы в новые комбинации, которые практичны и отвечают определенным требованиям. Это происходит скорее в фазе быстрого сна, чем в фазе глубокого. Вряд ли это связано с процессами памяти, но приписывается изменениям во время фазы быстрого сна в холинергическом и норадренергическом нейромодулировании. Высокие уровни ацетилхолина в гиппокампе подавляют обратную связь гиппокампа с неокортексом, в то время как более низкие уровни ацетилхолина и норэпинефрина в неокортексе стимулируют неконтролируемое усиление ассоциативной активности в неокортикальных регионах. Это противоположно осознанности бодрствования, где высокие уровни норэпинефрина и ацетилхолина ингибируют повторяющиеся соединения в неокортексе. Фаза быстрого сна посредством данного процесса усиливает творческие способности, позволяя «неокортикальным структурам реорганизовывать ассоциативные иерархии, в которых информация из гиппокампа заново интерпретируется относительно предыдущих семантических представлений или узлов.»

Продолжительность

В цикле сна продолжительностью менее 20 часов организма чередуются фазы глубокого сна (медленные, большие, синхронизированные мозговые волны) и парадоксального сна (быстрые, десинхронизированные волны). Сон наблюдается в тесной связи с большим циркадным ритмом, который оказывает влияние на сонливость и физиологические факторы, основываясь на внутренних часах организма. Сон может распределяться в течение всего дня или кластерами на протяжении одной части ритма: у ночных животных в течение дня и у дневных животных ночью. Организм возвращается к гомеостатической регуляции практически сразу же после окончания фазы быстрого сна. Во время ночного сна обычно наблюдается около четырех или пяти периодов быстрого сна; они достаточно короткие в начале сна и более долгие ближе к концу. Многие животные и некоторые люди склонны просыпаться или демонтируют период очень чуткого сна в течение короткого времени непосредственно после периода быстрого сна. Сравнительное количество быстрого сна в значительной степени меняется с возрастом. Новорожденный ребенок проводит более 80% общего времени сна в фазе быстрого сна. Во время фазы быстрого сна активность нейронов мозга достаточно сходна с активностью во время бодрствования; по этой причине фаза быстрого сна называется парадоксальным сном. Быстрый сон обычно занимает 20–25% общего времени сна у взрослых людей: около 90–120 минут ночного сна. Первый эпизод быстрого сна наблюдается по прошествии примерно70 минут после погружения в сон. Циклы имеют продолжительность около 90 минут, при этом каждый цикл включает большей частью быстрый сон. Новорожденные проводят больше времени в фазе быстрого сна, чем взрослые. Доля быстрого сна затем значительно снижается в детстве. Взрослые люди в целом склонны спать меньше, но фаза быстрого сна занимает примерно то же время, и вследствие этого быстрый сон занимает большую часть времени сна. Быстрый сон может быть разделен на тонический и фазический режимы. Тонический быстрый сон характеризуется фета-ритмами в головном мозге; фазический быстрый сон характеризуется PGO-волнами и фактическими “быстрыми” движениями глаз. Обработка внешнего стимула значительно ингибируется во время фазического быстрого сна, и недавние факты свидетельствуют, что спящие сложнее пробуждаются от фазического быстрого сна, чем от медленноволнового.

Действие депривации быстрого сна

Депривация быстрого сна значительно повышает число попыток впасть в фазу быстрого сна в спящем состоянии. В восстановительные ночи субъект впадает в стадию 3 и фазу быстрого сна более быстро и демонстрирует восстановление быстрого сна, что направлено к значительному повышению времени, затрачиваемого на быстрый сон, по сравнению с нормальными уровнями. Данные открытия согласуются с идеей, что быстрый сон биологически необходим. После завершения депривации могут развиться легкие психологические нарушения, такие как тревожность, раздражительность, галлюцинации и неспособность концентрироваться, а также может снизиться аппетит. Существуют также положительные последствия депривации быстрого сна. Некоторые симптомы депрессии подавляются депривацией быстрого сна; агрессия и пищевое поведение могут усилиться. Высокий уровень норадреналина выступает возможной причинной таких результатов. Насколько длительная депривация быстрого сна оказывает психологическое действие, остается предметом споров. Некоторые отчеты свидетельствуют, что депривация быстрого сна усиливает агрессивное и сексуальное поведение у лабораторных животных. Было доказано, что кратковременная депривация быстрого сна может облегчить определенные типы депрессии, когда депрессия связана с дисбалансом определенных нейротрансмиттеров. Хотя депривация сна в целом досаждает большей части населения, она неоднократно продемонстрировала облегчение депрессии, хотя и временное. Более половины субъектов, которые продемонстрировали такое облегчение, сообщают, что она становилась неэффективной после сна на следующую ночь. Таким образом, исследовали разрабатывают такие методы как изменение режима сна на некоторый период времени после периода депривации быстрого сна и объединение изменений режима сна с фармакотерапией для пролонгации действия. Предположительно большая часть антидепрессантов выборочно ингибирует быстрый сон в связи с их действием на моноамины, данное действие ослабляется после долгосрочного использования. Депривация сна стимулирует гиппокампальный нейрогенез в большей степени, чем данные антидепрессанты, но обусловлено ли это действие фазой быстрого сна, точно не известно. Исследования депривации быстрого сна на животных значительно отличаются от человеческих исследований. Существует доказательство, что депривация быстрого сна у животных имеет более серьезные последствия, чем у людей. Это может быть вызвано тем, что продолжительность времени депривации сна у животных значительно большая (до семидесяти дней), или что различные используемые протоколы более некомфортны и неприятны, чем протоколы для людей. Метод “цветочного горшка” включает расположение лабораторных животных над водой на платформе, настолько маленькой, что они падают с нее как только теряют мышечный тонус. Естественное неприятное пробуждение, результаты которого могут вызвать изменения организма, которые обязательно превосходят простое отсутствие фазы сна. Другой метод включает компьютерное наблюдение мозговых волн, завершаемое автоматической механической тряской клетки, когда животное впадает в фазу быстрого сна. Факты свидетельствуют, что депривация быстрого сна у крыс нарушает изучение нового материала, но не оказывает влияния на имеющуюся память. В одном исследовании крысы не научились избегать болезненный стимул после депривации быстрого сна, что могли сделать до депривации. Отсутствие нарушений научения было выявлено у людей, перенесших одну ночь депривации быстрого сна. Депривация быстрого сна у крыс вызывает повышение числа попыток впасть в фазу быстрого сна, а после депривации быстрый сон восстанавливается. У крыс, также как и кошек, депривация быстрого сна повышает возбудимость мозга (например, электрическая амплификация сенсорных сигналов), что снижает порог для пароксизмов при бодрствовании. Данное повышение возбудимости головного мозга аналогично у людей. Одно исследование также обнаружило снижение сенсорной возбудимости заднего мозга. Задний мозг в целом менее восприимчив к информации афферентного пути, поскольку восприимчив к повышению амплификации данных путей.

Быстрый сон у животных

Быстрый сон наблюдается у всех наземных млекопитающих, а также у птиц. Количество быстрого сна и время цикла варьируется среди животных; хищники испытывают большее удовольствие от быстрого сна, чем жертвы. Более крупные животные также стремятся находиться в фазе быстрого сна больше времени, возможно по причине того, что более высокая тепловая инерция их головного мозга и организма позволяет им переносить более долгую приостановку терморегуляции. Период (полный цикл быстрого и глубокого сна) длится около 90 минут у людей, 22 минуты у кошек и 12 минут у крыс. В утробе млекопитающие проводят более чем половину (50–80%) суток в фазе быстрого сна.

Гипотезы касательно функций быстрого сна

В то время как функция быстрого сна недостаточно понята, предлагается несколько теорий.

Память

Сон в целом способствует памяти. Быстрый сон может способствовать сохранению определенных типов памяти: в особенности процедурной, пространственной и эмоциональной памяти. Быстрый сон повышает последующие интенсивное научение у крыс, в особенности по прошествии нескольких часов, а в некоторых случаях по прошествии нескольких ночей. Экспериментальная депривация быстрого сна в некоторых случаях ингибирует консолидацию памяти, особенно в отношении сложных процессов (например, как выйти из сложного лабиринта). У людей наилучшее доказательство в отношении улучшения быстрым сном памяти заключается изучении процедур-новые способы движения тела (такое как перепрыгивание трамплина) и новые техники решения проблемы. Депривация быстрого сна нарушает вербальную (т.е. непроцедурную) память только в более сложных случаях, таких как запоминание долгих историй. Быстрый сон явно противодействует попыткам подавить определенные мысли. Согласно гипотезе двойственного процесса сна и памяти, две основные фазы сна соотносятся с различными типами памяти. “Полуночные” исследования протестировали данную гипотезу посредством задач на память, которые начинались либо перед сном, либо в средине ночи, либо начинались в середине ночи и оценивались утром. Медленноволновой сон, часть глубокого сна, важен для вербальной памяти. Искусственное увеличение глубокого сна улучшает восстановление из памяти на следующий день запомненных пар слов. Такер и др. показали, что дневной легкий сон, включающий только глубокий сон, усиливает вербальную память, но не процедурную. Согласно следующей гипотезе два типа сна взаимодействуют с целью консолидации памяти. Ингибиторы моноаминоксидазы (MAO) и трициклические антидепрессанты могут подавлять быстрый сон, но при этом отсутствуют свидетельства, что данные препараты вызывают нарушение памяти. Некоторые исследования показывают, что ингибиторы моноаминоксидазы улучшают память. Боле того, одно предметное исследование субъекта, который обладал непродолжительным или отсутствующим быстрым сном в связи с осколочным повреждением ствола головного мозга, не обнаружило, что его память была нарушена. (для более подробной критики связи между сном и памятью см. ссылку)) Имеющие непосредственное отношение к обзорам относительно функции быстрого сна в консолидации памяти, Грэм Митчисон и Фрэнсис Крик предположили в 1983 г., что за счет свойственной спонтанной деятельности функция быстрого сна «заключается в том, чтобы устранить определенные нежелательные режимы взаимодействия в сети клеток в коре головного мозга», процесс, который они определили как «разучение». В результате те воспоминания, которые актуальны (лежащий в основе которых нейронный субстрат достаточно силен для того, чтобы противостоять такой самопроизвольной, хаотической активации), в дальнейшем укрепляются, в то же время слабые, временные, «фоновые» воспоминания уничтожаются. Консолидация памяти во время парадоксального сна специфически взаимосвязана с периодами быстрого движения глаз, которое не происходит непрерывно. Одно объяснение данной взаимосвязи заключается в том, что электрические PGO-волны, которые предшествуют движениям глаз, также оказывают влияние на память. Быстрый сон может обеспечивать возможность для возникновения “разучения” в основных нейронных сетях, вовлеченных в гомеостаз, которые защищены от данного “синаптического даунскейлинга” во время глубокого сна.

Развитие стимулирования центральной нервной системы в качестве основной функции

Согласно другой теории, известной как Онтогенетическая гипотеза быстрого сна, данная фаза сна (также известная как активный сон у новорожденных) отчасти важна для развития мозга, возможно за счет того, что она обеспечивает нейронное стимулирование, которое необходимо новорожденным для образования зрелых нервных связей и для надлежащего развития нервной системы. Исследования, изучавшие действие депривации активного сна, показали, что депривация в ранние периоды жизни может привести к поведенческим проблемам, устойчивому нарушению сна, снижению массы головного мозга и аномальному масштабу клеточной смерти нейронов. В дальнейшем данную теорию поддержал факт, что количество быстрого сна у людей снижается возрастом, что также распространяется на другие виды (смотри ниже). Один важный теоретический вывод из Онтогенетической гипотезы заключается в том, что быстрый сон может не обладать жизненно важной функцией в отношении зрелого мозга, т.е. когда развитие центральной нервной системы завершено. Тем не менее, поскольку процессы нейронной пластичности не ограничиваются мозгом, быстрый сон может быть непрерывно вовлечен в нейрогенез у взрослых в качестве источника поддерживающего самопроизвольного стимулирования.

Защитная иммобилизация: предшественник сновидений

Согласно Цукаласу (2012 г.), быстрый сон представляет собой эволюционное преобразование хорошо известного защитного механизма, рефлекса притворной смерти. Данный рефлекс, также известный как животный гипноз или симулирование смерти, действует как последний способ защиты от атакующего хищника и заключается в общей иммобилизации животного таким образом, что оно кажется мертвым. Цукалас аргументирует, что нейрофизиология и феноменология данной реакции демонстрирует поразительные сходства с фазой быстрого сна; например, обе реакции контролируются стволом головного мозга, характеризуются параличом, симпатической активацией изменениями терморегуляции.

Переключение внимания

Согласно «гипотезе сканирования», непосредственные свойства быстрого сна связаны с переключением внимания в образах сновидения. Против этой гипотезы выступает то, что такие быстрые движения глаз наблюдаются у тех, кто родился слепым, а также у зародышей, несмотря на отсутствие зрения. Кроме того, бинокулярный быстрый сон несогласован (т.е. оба глаза могут не находится в одном направлении время от времени) и, таким образом, отсутствует точка фиксации. В поддержку данной теории исследователи обнаружили, что в целенаправленных сновидениях движение глаз направлено за действием в сновидении, что определено взаимосвязью движений глаз и тела у пациентов с нарушением поведения во время быстрого сна, который совершают действия из сновидений.

Другие теории

Другие теории свидетельствуют, что требуется отключение моноамина таким образом, что моноаминовые рецепторы в головном мозге могут восстанавливаться до достижения полной чувствительности. Более того, если быстрый сон периодически прерывается, человек компенсирует это более долгим быстрым сном, «восстановительным сном», при первой возможности. Некоторые исследователи приводят аргументы, что сохранение сложных мозговых процессов, таких как быстрый сон, свидетельствует, что они выполняют важную функцию для выживания млекопитающих и птиц. Он удовлетворяет важные физиологические потребности, жизненно важные для выживания в такой степени, что длительная депривация быстрого сна ведет к смерти экспериментальных животных. И у людей, и у экспериментальных животных утрата быстрого сна ведет к тяжелым поведенческим и физиологическим патологическим отклонениям. Утрата быстрого сна отмечалась при различных естественных и экспериментальных инфекциях. Выживаемость экспериментальных животных снижается, когда быстрый сон полностью ослаблен во время инфекций; это ведет к возможности того, что качество и количество быстрого сна в целом важно для нормальной физиологии организма. Защитная гипотеза быстрого сна была предложена Фредериком Снайдером в 1966 г. Она основана на наблюдениях, что за фазой быстрого сна у нескольких млекопитающих (крыса, еж, кролик и макака-резус) следует короткое пробуждение. Это не наблюдается у кошек и людей, хотя люди более легко могут пробуждаться от быстрого сна, чем от глубокого. Снайдер выдвинул гипотезу, что быстрый сон периодически активирует животных в целях проверки окружающей среды на возможных хищников. Эта гипотеза не объясняет мышечный паралич быстрого сна; тем не менее, логический анализ может показывать, что мышечный паралич проявляется с целью предотвращения полного пробуждения животного без необходимости, позволяя с легкостью погрузиться в глубокий сон. Джим Хорн, исследователь сна в университете Лафборо, свидетельствует, что быстрый сон у современных людей компенсирует сниженную потребность в пробуждении с целью поиска пищи. Другие теории заключаются в смазывании роговицы, нагревании головного мозга, стимуляции и стабилизации нейронных цепей, которые не были активированы во время бодрствования, развитии внутреннего стимулирования, способствующего развитию ЦНС, или в отсутствии целей, как будто бы он случайно создавался активацией головного мозга.

Открытие и дальнейшие исследования

Немецкий ученый Ричард Клу в 1937 г. Впервые открыл период быстрой электрической активности головного мозга кошек. В 1944 г. Оглмейер сообщил о 90-минутных циклах сна, демонстрирующих эрекцию у мужчин на протяжении 25 минут. В Университете Чикаго в 1952 г. Евгений Азерински, Натаниель Клейтман и Уильям К. Демент открыли фазы быстрого движения глаз во время сна и связали их со сновидениями. Их статья была опубликована 10 сентября 1953 г. Уильям Демент провел исследование депривации быстрого сна, эксперименты, в которых субъектов будили каждый раз, когда электроэнцефалограмма свидетельствовала о наступлении фазы быстрого сна. Он опубликовал статью «Действие депривации сна» в июне 1960 г. («депривация быстрого сна» стала более распространенным понятием в результате последующих исследований, показавших возможность глубокого сна.) Нейрохирургические эксперименты Мишеля Жуве и других в последующие два десятилетия привнесли понятие атонии и доказательство важности понтинной покрышки (дорсолатеральный варолиевый мост) в запуске и регулировании парадоксального сна. Жуве и другие обнаружили, что нарушение ретикулярной формации ствола головного мозга ингибирует данный тип сна. Жуве придумал название “парадоксальный сон” в 1959 г. и в 1962 г. опубликовал результаты, свидетельствующие, что он может наблюдаться у кошек при полном удалении переднего мозга.

Ежедневно человеческому организму требуется ночной отдых. Человеческий сон имеет свои особенности и разделяется на медленный сон и быстрый сон. Что лучше для организма людей, выяснили ученые, которые доказали, что оба цикла необходимы для полноценного отдыха.

Человеческий сон: его физиология

Суточное наступление сна является необходимостью. Если человека на трое суток лишить отдыха, то он становится эмоционально неустойчивым, снижается внимание, происходит потеря памяти, умственная заторможенность. Преобладает психо-неврозное перевозбуждение, депрессивность.

В период сна все органы вместе с человеческим мозгом отдыхают. В это время подсознание людей отключается, а процедуры работоспособности, наоборот, запускаются.

Чтобы ответить на вопрос — медленный сон и быстрый сон: что лучше, следует в первую очередь разобраться, что подразумевают под этими понятиями

В современной науке понятие сна трактуется, как периодический, функциональный период со спецификой поведения моторной и вегетативной сферы. В это время происходит обездвиженность и отключение от сенсорного воздействия окружающего мира.

При этом во сне чередуются две фазы, с характерными противоположными характеристиками. Эти фазы называются медленным и быстрым сном.

Медленный и быстрый цикл в совокупности восстанавливают психические и физические силы, активируют работоспособность мозга, для информационной обработки прошедшего дня. При этом происходит перевод обработанной информации из краткой памяти, в длительную.

Такая деятельность позволяет разрешить проблемы, накопленные за день, а также усвоить ту информацию, которая была получена с вечера.

Кроме того, правильный отдых способствует оздоровлению организма. Когда человек спит, он теряет влагу, что объясняется незначительным похудением. В большом количестве вырабатывается коллаген, который необходим для укрепления сосудов и восстановления эластичности кожных покровов.

Поэтому, чтобы хорошо выглядеть, требуется не менее 8 часов сна . Пока человек спит, его организм очищается, готовясь к следующему дню.

Нет однозначного ответа на вопрос, что лучше медленный или быстрый сон – на медленный сон попадает всего ¾ времени сна, но и этого достаточно для полноценного отдыха.

Медленный цикл сна, его особенности

Особенностями медленного сна являются:

• поднятие и понижение давления;
• сохранность средней ритмичности пульса;
• снижение двигательных функций органов зрения;
• мышечное расслабление.

Во время медленной фазы происходит расслабление тела, замедление дыхания, потеря восприимчивости мозга к раздражителям извне , что является показателем тяжелого пробуждения.

В этой фазе происходит восстановление клеток благодаря выработке гормона, отвечающего за тканевый рост обновления мышечного тела. При медленной фазе также происходит восстановление иммунной системы, что говорит о важности медленного сна для физиологического состояния.

Основные составляющие медленного сна

Медленный сон разделяется на 4 фазы с многообразными биоэлектрическими характеристиками. Когда человек погружается в медленный сон, активность организма падает, в эту пору его трудно будить. В глубокой стадии медленного сна учащается сердцебиение и дыхание, давление понижается.

Медленный сон реабилитирует и оздоровляет организм, восстанавливает клетки, ткань, что улучшает состояние внутренних органов, у быстрого сна таких особенностей нет.

Дремота

Когда человек впадает в состояние дремоты, происходит домысливание и пересмотр тех идей, которые появились в период дневного бодрствования . Мозг ищет решение и возможные правильные выходы из сложившихся ситуаций. Зачастую у людей появляются сновидения, в которых проблемы решаются с положительным результатом.

Часто во время фазы медленного сна — дремоты мы находим решение существующей наяву проблемы

Сонные веретена

После дремоты наступает ритм сонные веретена. Отключенное подсознание чередуется с порогом значительной восприимчивости слуха.

Дельта-сон

Дельта-сон имеет все характерные черты предыдущей стадии, к которой присоединяется дельта-колебание 2 ГЦ. Амплитудное возрастание ритмичности колебаний становится медленнее, происходит переход к четвертой фазе.

Дельта-сном называют переходной этап к самому глубокому отдыху.

Глубокий дельта-сон

Эта стадия во время медленного сна характерна снами, притупленной энергичностью, тяжелым подъемом. Спящий человек практически не поддается пробуждению.

Глубокая фаза дельта-сна приходит через 1,5 часа после отхода ко сну. Это заключительный этап медленного сна.

Быстрый цикл сна, его особенности

Быстрый ночной сон называют парадоксальным или быстроволновым. В это время происходят перемены в человеческом организме. Быстрый сон имеет свои отличительные особенности:

• отчетливая память о видимом сновидении, что нельзя сказать о фазе замедленного сна;
• улучшенная частота дыхания и аритмичность сердечно-сосудистой системы;
• падение тонуса мышц;
• мышечная ткань шеи и ротовая диафрагма прекращают движение;
• выраженный двигательный характер яблок органов зрения под закрытыми веками.

Быстрый сон с наступлением нового цикла имеет большую продолжительность, но вместе с этим, меньшую глубину, несмотря на то, что с каждым циклом близится бодрствование, будить человека во время быстроволнового сна сложно.

У быстрого сна всего два цикла: эмоциональный; неэмоциональный.

В периоде ускоренного сна обрабатываются сообщения, полученные накануне перед отдыхом, данные обмениваются между подсознанием и рассудком. Быстрый ночной отдых необходим человеку и мозгу для приспособления к изменениям в окружающем пространстве. Прерывание рассматриваемой фазы сна грозит нарушением психики.

Люди, не имеющие полноценного отдыха, лишены возможности возрождения защитных функций психики, как итог: вялость, плаксивость, раздражительность, рассеянность.

Последовательность стадий сна

Медленный сон и быстрый сон – что лучше, нельзя ответить однозначно, так как обе фазы выполняют различные функции. Медленный цикл наступает сразу, затем настает глубокий отдых. Во время быстрого сна человек затрудняется пробуждаться. Это происходит по причине отключенных сенсорных восприятий.

У ночного отдыха есть начало – это медленная фаза. Сначала человек начинает дремать, это длится чуть меньше четверти часа. Затем поэтапно наступают 2, 3, 4 стадии, на это уходит еще около 60 минут.

С каждой стадией сон углубляется, наступает быстрая фаза, которая очень короткая. После нее происходит возвращение на 2 фазу медленного сна.

Смена быстрого и медленного отдыха происходит до 6 раз за все ночное время.

После заключения рассматриваемых этапов, человек пробуждается. Просыпание происходит у всех индивидуально, времени на процесс пробуждения требуется от 30 секунд до 3 минут. За это время происходит восстановление ясности сознания.

Научные исследования показали: человек, которого часто лишать быстрого сна, может закончить летальным исходом.

Причина, по которой происходит самоуничтожение, неизвестна. Другие исследования доказывают, что в некоторых случаях, при недостатке быстрой фазы, отмечается лечение депрессивных состояний.

Чем различаются медленный и быстрый сон

Организм по-разному ведет себя в период той или иной фазы сна, основные отличия между циклами приведены в таблице.

Отличительные характеристики	Медленный сон	Быстрый сон
Движения глаз	Изначально двигательный процесс плавный, замирающий, длится до окончания стадии	Отмечается непрестанное движение глазных яблок
Состояние вегетативной системы	Во время медленного сна происходит быстрое, улучшенное продуцирование гормонов, производимых гипофизом	Подавление спинномозговых рефлексов, проявления быстрого амплитудного ритма, учащается сердцебиение. Быстрый сон отличается вегетативной бурей
Сновидения	Медленный сон редко сопровождается сновидениями, а если они и случаются, то носят спокойный характер, без эмоциональных сюжетов	Быстрый сон характеризуется насыщенными картинами, что объясняется яркими эмоциями, с запоминающимся цветовым эффектом
Пробуждение	Если разбудить человека во время медленного сна, у него будет подавленное состояние, чувство усталости не отдыхавшего человека, просыпание будет тяжелым. Это связано с незавершенными нейрохимическими процессами медленного сна	Во время быстрого ночного отдыха, пробуждение легкое, организм полон сил и энергии, человек чувствует себя отдохнувшим, выспавшимся, общее состояние бодрое
Дыхание	Редкое, громкое, неглубокое, с поэтапным отсутствием ритмичности, происходящим в дельта-сне	Дыхание неравномерное, переменчивое (учащенное или с задержкой), это реакция организма на сны, которые просматриваются в этой фазе
Температура мозга	Сниженная	Поднимается из-за ускоренного притока плазмы, активности обменных процессов. Часто температура мозга во время скорого сна выше, нежели в период бодрствования

Медленный сон и быстрый сон, что лучше невозможно определить, ведь между ними химическая, физиологическая, функциональная зависимость, кроме того, они участвуют в едином уравновешенном процессе отдыха организма.

Во время медленного ночного отдыха регулируются внутренние ритмы в мозговой структуре, быстрый отдых помогает наладить гармонию этих структур.

Когда лучше просыпаться: в стадии медленного или быстрого сна

Общее состояние здоровья и самочувствия человека зависит от фазы просыпания. Самое неподходящее время для пробуждения – это глубокий сон. Пробудившись в этот момент, человек ощущает разбитость и усталость.

Лучшее время для пробуждения — первая или вторая фаза после завершения быстрого сна. Медики не рекомендуют вставать при быстром сне.

Как бы то ни было, когда человек выспался, то он бодр и полон энергии. Обычно это происходит сразу после сновидения, он реагирует на звук, освещение, температурный режим. Если он сразу встанет, то его состояние будет отличным, а если еще покемарит, начнется новый цикл медленного сна.

Проснувшись во время медленного сна, что обычно происходит под звонок будильника, человека будет раздраженным, вялым, не выспавшимся.

Поэтому самым лучшим моментом пробуждения считается тот, когда человек сделал это самостоятельно , при этом не важно сколько времени на часах, организм отдохнул и готов к работе.

Нельзя судить какой сон лучше, медленный нужен для перезапуска, перезагрузки и отдыха организма. Быстрый сон нужен для восстановления функций защиты. Поэтому лучше тот сон, который полноценный, без недосыпов.

Видео в фазах сна, медленном и быстром сне

Что такое сон, а также что понимают под понятиями «медленный сон» и «быстрый сон», что лучше — обо всем этом вы узнаете из предложенного ниже видео:

Посмотрите советы, как обеспечить себе полноценный здоровый сон: