Физиология сна. Признаки, виды, фазы и стадии сна. Теории сна. Значение сна. Сновидения. Гипнотические состояния.

 

Сон как источник восстановления энергии. Длительное время считалось,

что сон представляет собой отдых, восстановление энергии клеток мозга

после активного бодрствования. Некоторые исследователи полагают, что

сон — это состояние, аналогичное анабиозу у простейших животных,

состояние на грани жизни и смерти, в которое простейшие впадают в

экстремальных условиях существования и которое характеризуется замедлением

интенсивности метаболических процессов в тканях.

Сон — активный физиологический процесс. В последние годы

представления о биологическом значении сна существенно изменились. Оказалось,

что активность мозга во время сна часто превосходит дневные уровни.

Показано, например, что во время сна активность нейронов ряда структур

мозга существенно возрастает. Во сне наблюдается и активация ряда

вегетативных функций, на что будет указано ниже. Все это позволило

рассматривать сон не как снижение процессов жизнедеятельности, а как активный

физиологический процесс, активное состояние жизнедеятельности.

Некоторые исследователи рассматривают сон наряду с бодрствованием как

второе состояние жизнедеятельности организма.

Сон как подготовка к бодрствованию. Существует точка зрения на сон

как на состояние, активно подготавливающее организм, в первую очередь

мозг человека, к предстоящей активной деятельности. В этом плане сон

рассматривают по аналогии с состоянием плода, который в утробе матери

подготавливается к существованию после рождения.

ОБЪЕКТИВНЫЕ ПРИЗНАКИ СНА

Потеря сознания. Сон прежде всего характеризуется потерей активного

сознания субъекта, выключением его активных связей с окружающим

миром. Глубоко спящий человек не реагирует на многие воздействия

окружающей среды.

Фазовые изменения ВНД при переходе ко сну. Сон, как показано в

лаборатории И.П. Павлова, характеризуется фазовыми изменениями ВНД.

Особенно отчетливо фазовые состояния наблюдаются при засыпании, т.е.

при переходе от бодрствования ко сну.

Используя метод классических условных рефлексов, И.П. Разенков

показал, что при переходе от бодрствования ко сну у собак наблюдаются сле-

дующие фазы ВНД: уравнительная, парадоксальная и наркотическая. Все

эти фазы сна характеризуются нарушением закона физической силы

раздражителей. Уравнительная фаза характеризуется тем, что животные

начинают отвечать одинаковыми условнорефлекторными ответами на условные

сигналы различной силы. Во время парадоксальной фазы на слабые

условные раздражители наблюдаются условнорефлекторные ответы большей

величины, чем на сильные. При наркотической фазе животные перестают

отвечать условнорефлекторной реакцией на любые условные раздражители.

Изменения поведения. Другим показателем состояния сна является

утрата субъектом активной, особенно целенаправленной деятельности.

Животные и человек принимают определенную позу.

Полиметрия. Наиболее объективно характеризуют состояние сна

изменения электроэнцефалограммы и ряда вегетативных показателей. Для этого

применяют методы полиметрии, когда на многоканальном полиграфе

одновременно регистрируются ЭЭГ в нескольких отведениях и ряд

физиологических функций: ЭКГ, дыхание, артериальное давление, температура тела,

показатели газообмена и др. Для этой цели испытуемого в специальной

звукоэкранируемой камере укладывают на кровать, надевают специальный

шлем с датчиками для отведения ЭЭГ, укрепляют датчики для регистрации

вегетативных показателей и предлагают ему расслабиться и уснуть.

Отмеченные показатели регистрируют во время засыпания и на протяжении

всего периода сна.

Метод полиметрии позволил установить фазовые изменения различных

физиологических функций во время сна. Наиболее характерные изменения

во время сна выявлены на ЭЭГ.

ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИЕ

ПОКАЗАТЕЛИ СНА

Выделяют несколько стадий изменения ЭЭГ во время сна, хотя их

последовательность и продолжительность весьма индивидуальны (рис. 31.1).

МЕДЛЕННОВОЛНОВАЯ ФАЗА

Как правило, для состояния бодрствования характерна

низкоамплитудная высокочастотная ЭЭГ-активность. При закрывании испытуемым глаз и

расслаблении «быстрая» бета-ЭЭГ-активность сменяется на более

медленный альфа-ритм. В этот период происходит постепенное расслабление

мышц, глаза закрываются, человек погружается в дремотное состояние;

пробуждение в этой фазе происходит легко, достаточно слегка потревожить

засыпающего. В течение следующего получаса на ЭЭГ альфа-волны

начинают складываться в характерные «веретена». Стадия «веретен» примерно

через 30 мин сменяется стадией высокоамплитудных медленных тета-волн.

Пробуждение в эту фазу становится затруднительным. Снижаются ЧСС,

кровяное давление, температура тела; сердцебиение и дыхание становятся

регулярными. Стадия тета-волн сменяется стадией, когда на ЭЭГ

нарастают высокоамплитудные сверхмедленные дельта-волны. В последующем,

когда бессознательное состояние становится еще глубже, дельта-волны на- Рис. 31.1. Динамика изменений электроэнцефалограммы при переходе от

бодрствования ко сну (объяснение в тексте).

растают и убыстряются. Дельта-сон — период глубокого сна. Спящего в

этом состоянии можно разбудить только очень сильными звуковыми

сигналами или «растолкать». ЧСС, артериальное давление и температура тела

достигают в эту фазу минимальных значений.

Описанные стадии в соответствии с изменениями ЭЭГ составляют так

называемую медленноволновую стадию сна. Обычно при засыпании стадия

медленноволнового сна занимает около 1—1,5 ч. Эта стадия сменяется

появлением на ЭЭГ низкоамплитудной высокочастотной активности,

характерной для состояния бодрствования. Поскольку пациент находится в эту

фазу в состоянии глубокого сна, она получила по ЭЭГ-характеристике

название парадоксального, или быстроволнового, сна.

Электроэнцефалографический парадокс. Парадокс проявляется только

по ЭЭГ-картине, отражая складывающиеся в этом состоянии сна

специфические корково-подкорковые отношения. В электрофизиологии известны и

другие парадоксы, например атропиновый парадокс, когда на ЭЭГ после

введения животному атропина при совершенно неизмененном

бодрствующем состоянии животного появляются медленные высокоамплитудные

колебания. У животного, находящегося под уретановым наркозом, при

блокаде бодрствующего состояния и наличии в ЭЭГ медленной

высокоамплитудной активности можно вызвать ЭЭГ-активацию, т.е. переход к

низкоамплитудной высокочастотной ЭЭГ-активности при ноцицептивном

раздражении [Агафонов В.Г., 1956]. При этом животное не проявляет никаких

признаков бодрствования.

БЫСТРОВОЛНОВАЯ ФАЗА

В состоянии быстроволнового, или парадоксального, ЭЭГ-сна

испытуемые находятся в глубоком сне, их нельзя разбудить сильными раздражи-

Рис. 31.2. Продолжительность различных ЭЭГ-фаз сна.

телями, но они просыпаются от малейшего шороха. Состояние напоминает

парадоксальный сон по И.П. Павлову.

Продолжительность различных ЭЭГ-фаз сна представлена на рис. 31.2.

Первое проявление парадоксального сна длится 6—10 мин. Затем на

ЭЭГ снова возникают альфа-волны с последующими проявлениями фаз

медленноволнового сна. Парадоксальный ЭЭГ-сон с интервалами SO—90

мин периодически сменяет медленноволновой сон. На протяжении ночи

циклы медленнпволнового СНЯ, сменяющиеся быстроволновым,

проявляются 6—7 раз. При этом на протяжении ночного сна продолжительность

каждого медленноволнового отрезка сна укорачивается, а бысгроволнового

— возрастает, достигая перед пробуждением 20—.40 мин и более.

Факторы, определяющие продолжительность парадоксальной фазы сна.

Выраженность и продолжительность парадоксальной фазы сна

существенно зависят от возраста. Плод, как показали соответствующие исследования,

большую часть внутриутробной жизни проводит в парадоксальной ЭЭГ-

фазе сна. У новорожденных парадоксальная ЭЭГ-фаза сна составляет в

общей структуре сна 60 %, у взрослых — 20 %, у пожилых лии ее

продолжительность еще более уменьшается.

Процент парадоксального ЭЭГ-сна нарастает в общей структуре сна и

после эмоциональных переживаний предшествующего дня. например при

просмотре накануне возбуждающих фильмов. Парадоксальный сон

служит своего рода клапаном для снятия последствий эмоционального

стресса.

Быстрые движения глаз. В соответствии с ЭЭГ-изменениями во время

сна выявлены характерные быстрые движения глаз. Оказалось, что

движения глаз удивительно точно совпадают с парадоксальной ЭЭГ-стадией сна.

Все это дало основание называть ту стадию сна «REM-сон» (от англ. Rapid

Eye Movements — быстрые движения глаз).

СОМАТОВЕГЕТАТИВНЫЕ ПРОЯВЛЕНИЯ СНА

ЭЭГ-изменениям во время сна соответствуют также изменения ряда

соматовегетативных показателей.

Двигательные реакции. В период смены медленноволнового сна REM-

сном и, наоборот, REM-сна медленноволновым сном испытуемые

изменяют положение тела, а в стадию REM-сна они, как правило, лежат

спокойно. Наблюдения показывают, что даже сомнамбулические перемещения

людей относятся, как правило, к медленноволновой фазе сна.

Вегетативные реакции. В медленноволновую фазу наблюдаются

снижение артериального давления, урежение пульса и дыхания. В фазу REM-сна

отмечено повышение артериального давления, учащение пульса,

повышение температуры мозга, снижение мышечного тонуса. На этом фоне

наблюдаются подергивание лицевой мускулатуры и кончиков пальцев,

нерегулярное дыхание, уменьшение храпа, если он присутствовал до начала

REM-фазы, эрекция у мужчин. При этом отмечено возрастание расхода

кислорода, что свидетельствует об увеличении обмена веществ.

ФАЗЫ СНА И СНОВИДЕНИЯ

Установлено, что если спящего человека разбудить в фазу

парадоксального ЭЭГ-сна, то он сообщает о сновидениях и рассказывает об их

содержании. Этого не отмечается при пробуждении в фазу медленноволнового

сна. Фаза медленноволнового ЭЭГ-сна, наоборот, обладает свойством

«стирать» сновидения. Если испытуемых будили хотя бы через несколько

минут после окончания фазы парадоксального ЭЭГ-сна, они забывали

большую часть сновидения. Сейчас установлено, что все люди видят сны,

но сообщают о сновидениях только те, кто просыпается в фазу быстровол-

нового сна. Просыпающиеся в фазу медленноволнового сна не помнят

сновидений. Все это позволило связать быстроволновой сон с периодом

сновидений. Если исходить из того, что примерно четвертую часть всего

сна человек проводит в парадоксальном сне, т.е. 1,5—2 ч в ночь, то в

среднем около 5 лет жизни люди проводят в мире сновидений. Все это

позволило некоторым авторам говорить о парадоксальной фазе сна как о третьем

состоянии жизнедеятельности между бодрствованием и сном.

ФАЗЫ СНА И ПСИХИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Парадоксальная фаза сна оказалась существенно важной для

нормальной жизнедеятельности. Показано, что, если человека избирательно

лишать только парадоксальной фазы сна, например будить его, как только он

переходит в эту стадию, это приводит к существенным нарушениям

психической деятельности.

Американский исследователь Демент в течение 5 ночей лишал испытуемых

стадии REM-сна. Характерно, что уже в первые ночи парадоксальный сон

начинался у испытуемых до 22 раз, а в последующие ночи — до 30 раз. Днем

испытуемые были возбуждены и крайне рассеянны. Им постоянно хотелось есть, их дви-

жения были неуверенными, наблюдались расстройства памяти. После 5 ночей без

сновидений Демент вынужден был прервать эксперимент, так как у всех восьми

пациентов начались галлюцинации. Им казалось, что из темноты к ним тянутся

призраки, что на них нападают растения-людоеды или ожившие предметы

мебели. Характерно, что после того как этим пациентам была предоставлена

возможность нормально уснуть, они спали более суток в основном в фазе

парадоксального сна, т.е. их организм набирал «дефицит» состояния REM-сна. Наблюдаемые

психические и физиологические расстройства у испытуемых не были обусловлены

частыми ночными пробуждениями, а определялись отсутствием именно REM-

фазы и сновидений. Испытуемых другой контрольной группы будили в течение

ночи так же часто, как и участников основного эксперимента, но только не во

время REM-фазы. По утрам они чувствовали себя выспавшимися и не проявляли

в течение 5 сут эксперимента никаких признаков психических и физиологических

расстройств.

Все это подтверждает представления о сне и особенно о его

парадоксальной ЭЭГ-фазе как необходимом состоянии подготовки к нормальному

активному бодрствованию.

ТЕОРИИ СНА

Развитие теоретических представлений о природе сна имеет

длительную и поучительную историю. Многие старые представления о механизмах

сна не потеряли своего значения и сейчас.

Сосудистая теория. В историческом аспекте первой теорией можно

считать сосудистую теорию сна, предложенную итальянским физиологом

Ж. Моссо. Согласно этой теории, сон развивается в результате

обескровливания мозга. Подтверждением этой точки зрения являются специальные

эксперименты с применением сконструированной Ж.Моссо кровати-весов.

Испытуемый укладывался на кровать, оба конца которой были тщательно

уравновешены. По мере засыпания отмечалось четкое опускание у

испытуемых ножного конца кровати и поднимание головного (рис. 31.3). Несмотря

на достоверность экспериментальных фактов, сосудистая теория сна

неубедительна. В опытах Ж. Моссо трудно установить, является ли

перераспределение крови в сосудах засыпающего человека причиной или следствием сна.

Гуморальная теория. Двадцатые годы нашего столетия ознаменовались

появлением гуморальной теории сна (теории гипнотоксинов) бельгийских

исследователей Лежандра и Пьерро. Согласно этой теории, в качестве

причины сна рассматриваются специальные вещества (гипнотоксины, кеноток-

сины), появляющиеся в крови при бодрствовании. Доказательством этой

теории служил известный эксперимент с переливанием крови бодрствующей

собаке от собаки, подвергнутой суточному насильственному бодрствованию

на тредбане. Опыт показал, что как только бодрствующей собаке переливали

кровь депривированного по сну животного, она немедленно засыпала. Опыт

вызывал ряд возражений. Главное возражение состояло в том, что собака,

подвергнутая принудительному бодрствованию на тредбане, могла

находиться в состоянии стресса и накапливающиеся в ее крови вещества не имели

прямого отношения ко сну, являясь продуктами перенапряжения организма.

Гуморальная теория не получила подтверждения и при наблюдении за

поведением неразделившихся близнецов. Наблюдения показали, что такие

близнецы, имевшие общее кровообращение, проявляли, однако, различное

.Одна девочка могла спать, а другая продолжала

бодрствовать (Т.Т. Алексеева). Все это указывало на то, что гуморальные факторы

крови не могут считаться единственной причиной возникновения сна.

В последние годы гуморальная теория сна приобрела другие аспекты.

Гуморальные факторы сна в мозге. Американский исследователь Р.Па-

пенхаймер при введении бодрствующим кошкам цереброспинальной

жидкости коз, которым не давали спать 2 сут, обнаружил, что кошки после

этого немедленно засыпали, т.е. было показано, что гуморальные факторы

сна, по-видимому, образуются в ЦНС. Это вещество получило название

фактор Папенхаймера.

Развивая эти представления, Швейцарский исследователь М.Монье

выделил из ткани таламической и гипоталамической областей у кроликов, у

которых при электрическом раздражении переднего гипоталамуса

вызывали сон, специальный олигопептид. Этот олигопептид, состоящий из 9

аминокислот (Тир—Ала—Гли—Гли—Асп—Ала—Сер—Гли—Глу), при введении

бодрствующим животным вызывал появление на ЭЭГ медленных

высокоамплитудных дельта-волн. Олигопептид получил название пептид,

вызывающий дельта-сон (ПВДС). Несмотря на то что до настоящего времени не

стихают дискуссии о том, может ли ПВДС вызывать появление

натурального сна, тем не менее открылась новая страница поисков и изучения

гуморальных факторов сна, образующихся при засыпании в самом мозге.

Подтверждением этого явилось открытие роли глутатиона, определяющего

появление стадии REM-сна (Л.Иное и соавт.).

Центральные теории. Одновременно с рассмотренными теориями сна

получили развитие теории, которые связывают возникновение сна с деятель-

ностью различных структур ЦНС (центральные теории сна). К центральным

теориям сна прежде всего относится теория подкорковых центров сна.

Теория подкорковых центров сна. Клинические наблюдения

давно свидетельствовали о том, что при различных сосудистых, опухолевых

или инфекционных поражениях подкорковых, особенно стволовых,

образований мозга у пациентов отмечаются различные нарушения сна — от

бессонницы до длительного летаргического сна. Особенно яркая клиника

нарушений сна в форме бессонницы, сонливости, сонной болезни и др.

наблюдалась при гриппозных энцефалитах — эпидемиях в конце 20-х годов.

Известный советский невропатолог Н.И. Гращенков в период Великой

Отечественной войны наблюдал раненого с осколком снаряда, находящимся в диэн-

цефальной области. Во время операции, которая проходила как обычно под

местной анестезией, стоило только дотронуться и потянуть за осколок, как раненый,

до этого разговаривающий с нейрохирургом, немедленно прекращал разговор и

засыпал. Все это указывало на наличие подкорковых центров сна.

Экспериментальные доказательства. Вопрос о

наличии подкорковых центров сна был подвергнут специальному

экспериментальному изучению в лаборатории швейцарского физиолога Р. Гесса. Он

первый экспериментально разработал методику вживления животным

хронических электродов в подкорковые структуры мозгачи обнаружил, что при

нахождении кончиков вживленных электродов в задних структурах субта-

ламуса и гипоталамуса кошки в ответ на низкочастотное электрическое

раздражение немедленно засыпали. После прекращения раздражения они

просыпались. Все это указывало на наличие в структурах субталамуса и

гипоталамуса центров сна.

Корковая теория сна. С открытием подкорковых центров сна, казалось

бы, вопрос о природе сна получил определенную ясность. Однако

оставалось непонятным, как засыпает испытуемый по приказу гипнотизера? Ведь

в этом случае раздражения подкорковых центров сна не происходит и

приказ гипнотизера только осознается человеком, прежде всего корой

большого мозга. Ответ на этот вопрос был получен в лаборатории И.П. Павлова,

который обосновал корковую теорию сна.

Условнорефлекторный сон. В экспериментах с условными рефлексами

И.П. Павлов и его сотрудники обнаружили, что в случае применения

длительно и настойчиво не подкрепляемого условного раздражителя или

тонкого дифференцировочного условного сигнала животные наряду с

торможением условнорефлекторной деятельности засыпали.

Сон как внутреннее торможение. Эти и другие эксперименты позволили

рассматривать сон как следствие процессов внутреннего торможения, как

углубленное, разлитое торможение, распространившееся на оба полушария

и ближайшие подкорковые образования. Этот вид торможения был назван

И.П. Павловым «сонным» торможением. Убедительно

продемонстрировано, что сонное торможение может возникать не только условнорефлектор-

ным путем на основе процессов внутреннего торможения, но и при

длительном действии монотонных, слабых раздражителей или при действии

сверхсильных раздражителей, вызывающих охранительное торможение.

Оставалось, однако, неясным, почему спят безполушарные животные,

а также новорожденные, у которых кора еще морфологически недоразвита?

Гипноз.

Гипноз и сон имеют лишь небольшие различия. Сон - это иррадиированное торможение, разливающееся по коре больших полушарий без наличия очагов сильного возбуждения. Гипноз – это состояние когда торможением охвачены лишь некоторые участки головного мозга, это частичный сон, постепенно распространяющийся из одного пункта, с разъединением функций мозга. Разъединение функций мозга – это особое состояние загипнотизированного, когда он слышит и понимает обращенную к нему речь, но вместе с тем он теряет способность управлять своей мускулатурой, не может менять самостоятельно положение своего тела. Гипнотический сон нужно рассматривать как результат воздействия внешних, искусственно созданных однообразных слабых раздражителей, вызывающих утомление или внутреннее торможение (монотонный голос гипнотизера,стук метронома, фиксирование блестящего шарика, тиканье часов, поглаживание и так далее). Различают также внушенный сон - сон, вызванный только словесным внушением. Гипнотические фазы могут возникать в коре головного мозга в состоянии бодрствования и без него. Это наблюдается при утомлении, истощении, неврозах. В отличие от гипнотического сна это называется «гипнотическим состоянием». Важную роль во внушенном гипнозе играет раппорт. Раппорт - это словесная связь гипнотизера с гипнотизируемым человеком. Благодаря ему больной воспринимает словесные внушения направленные на улучшение психологического и физического состояния. Физиологические изменения, вызываемые в организме гипнозом. 1)Уменьшается болевая чувствительность. 2)Отмечается урежение дыхания и пульса. 3)Понижается артериальное давление. 4)Снимается спастические состояния полых внутренних органов (желчного пузыря, желудка, кишечника, желчных, поджелудочных и мочевых протоков). 5)Замедляется скорость обменных процессов. Преобладают восстановительные процессы. 6)Усиление тормозных функций нервной системы приводит к более устойчивому состоянию в отношении к стрессам и повышение работоспособности всего организма и нервной системы.