ФІЗІОЛОГІЯ СНУ. Сон є життєво необхідним для вищих тварин і людини. Тривалий час вважали, що сон являє собою відпочинок, необхідний для відновлення енергії клітин мозку після активного неспання. Однак виявилося, що активність мозку під час сну часто вище, ніж під час неспання. Було встановлено, що активність нейронів ряду структур мозку під час сну істотно зростає.
Сон – це активний фізіологічний процес, періодичний функціональний стан мозку і всього організму, який має специфічні якісні особливості діяльності центральної нервової системи і характеризується неповним припиненням свідомої психічної діяльності та зниженням активної взаємодії з навколишнім середовищем.
Рефлекторні реакції під час сну знижені. Під час сну людина не реагує на більшість зовнішні впливів, якщо вони не мають надмірної сили. Сон характеризується фазовими змінами активності центральної нервової системи, які особливо виразно виявляються при переході від неспання до сну (зрівняльна, парадоксальна, ультрапарадоксальная і наркотична фази). У наркотичну фазу зникають умовно-рефлекторні реакції оптимальної збудливості в корі великого мозку. З настанням гальмування кори в свідомості відбуваються зміни залежно від глибини сну. Поширення гальмування на глибші відділи мозку зумовлює поглиблення сну. Сон супроводжується низкою характерних змін вегетативних показників і біоелектричної активності мозку.
Сучасні уявлення про природу сну сформувалися у другій половині 20 ст. після появи методів реєстрації біоелектричної активності головного мозку (електроенцефалограма, ЕЕГ), м’язів (електроміограма, ЕМГ) і очей (електроокулограма, ЕОГ). Найбільшим досягненням в цій області було відкриття в 1950-е рр. Н. Клейтманом, У. Дементом (США) і М. Жуве (Франція) так званого парадоксального сну.
Основна функція сну
Основна функція сну – це відновлення фізичних та психічних сил, яке дозволяє максимально адаптуватися до зміни умов зовнішнього і внутрішнього середовищ. Сон становить собою чергування різних функціональних станів головного мозку, а не є “відпочинком” для головного мозку, як вважали раніше. Під час сну перебудовується мозкова діяльність, яка потрібна для переробки і консолідації інформації, що надійшла в період неспання, переведення її із проміжної в довготривалу пам’ять. Активність нейронів у різних відділах кори великого мозку і глибинних структурах мозку під час сну лишається практично такою ж, як і при неспанні.
Структура нічного сну людини
Природний сон включає два стани (фази) відмінних один від одного – повільний сон (повільнохвильовий, ортодоксальний, синхронізований, спокійний, теленцефаличний сон, сон без швидких рухів очей) і швидкий сон (парадоксальний, десинхронізований, активований, ромбенцефаличний, сон з швидкими рухами очей, REM Sleep).
Для стану неспання (бадьорості) характерною є низькоамплітудна високочастотна активність (бета-ритм) електроенцефалограми (ЕЕГ). При закриванні очей ця активність змінюється альфа-ритмом, і якщо й далі не надходять світлові чи інтенсивні звукові подразнення, то поступово людина засинає. У цей період пробудження відбувається досить легко. Через деякий час починають виникати “сонні веретена” – періоди високоамплітудної повільної електричної активності мозку. Приблизно через 30 хв стадія “веретен” змінюється стадією високоамплітудних повільних тета-хвиль. Пробудження в цю стадію утруднене, вона супроводжується низкою змін вегетативних показників: зменшується частота серцевих скорочень, знижується кров’яний тиск, температура тіла та ін
Стадія тета-хвиль змінюється стадією високоамплітудних надповільних дельта-хвиль. Дельта-сон – це період глибокого сну. Частота серцевих скорочень, артеріальний тиск, температура тіла в цю фазу досягають мінімальних значень. Повільнохвильова стадія сну триває 1-1,5 години і змінюється появою на електроенцефалограмі низькоамплітудної високочастотної активності, характерною для стану неспання (бета-ритм), яка отримала назву парадоксального, або швидкохвильового, сну. Цю стадію сну ще називають стадією “швидких рухів очей”, оскільки в цей час спостерігаються різкі рухи очних яблук, помітні через заплющені повіки. Таким чином, весь період сну поділяється на два стани, які змінюють один одного 6-7 разів протягом ночі: повільнохвильовий (ортодоксальний) сон і швидко-хвильовий (парадоксальний) сон. Якщо розбудити людину в фазу парадоксального сну, то вона повідомляє про сновидіння. Людина, прокинувшись у фазу повільного сну, зазвичай не пам’ятає сновидінь. Якщо людину під час сну вибірково позбавляти тільки парадоксальної фази сну, наприклад, будити її, як тільки вона переходить в цю фазу, то це призведе до суттєвих порушень психічної діяльності.
Повільний сон
При засинанні людина занурюється в повільний сон, послідовно проходячи 4 стадії: дрімоту (1), поверхневий сон (2), сон помірної глибини (3) і глибокий сон (4). Психічна активність в повільному сні представлена уривчастими неемоційними думками, а час, проведений у сні, зазвичай недооцінюється. У молодих здорових людей поверхневий сон займає біля половини часу усього нічного сну, а глибокий сон 20-25%.
Парадоксальний (швидкий) сон
Повільний сон завершується зміною пози, після чого слідує різкий перехід в фазу парадоксального сну: на електроенцефалограмі відмічається десинхронизація, тобто високовольтна повільна активність зміняється швидкими низькоамплітудними ритмами, як при пробудженні, однак парадоксальним чином при цьому повністю розслабляються всі гладкі м’язи тіла (зникнення активності на ЕМГ) і виникають швидкі рухи очей (потужна активність на ЕОГ). Крім того, спостерігаються нерівномірність пульсу і дихання, посіпування лицьових м’язів, пальців, кінцівок. При пробудженні під час парадоксального сну випробувані у 80 % випадків повідомляють про переживання емоційно забарвлених сновидінь, а час перебування у сні часто переоцінюється. Фаза парадоксального сну займає біля 20 % часу сну. Повільний сон і наступний за ним парадоксальний сон формують цикл з періодом близько 1,5 години. Нормальний нічний сон складається з 4-6 таких циклів.
У людини, на відміну від інших ссавців цикли сну неоднакові: в перших нічних циклах переважає дельта-сон, періоди парадоксального сну дуже короткі (10-15 хвилин) і зовні слабо виражені. У другу половину ночі, навпаки, глибокий повільний сон майже відсутній, зате надзвичайно інтенсивні і довгі (30-40 хвилин) періоди парадоксального сну. Цей феномен – наслідок адаптації людини до умов цивілізації; фактично кожна доба являє собою 16-годинний період позбавлення сну (депривація), за яким іде 8-годинний період відновлювального сну (“віддача”). Згідно із законом “віддачі” спочатку відновлюється глибокий сон, а потім парадоксальний. Відповідно до природного біоритму, дорослій людині потрібно 1-2 періоди денного сну. Про це свідчать приступи денної сонливості, неуважності і розслаблення, особливо небезпечні при керуванні автомобілем і виконанні професійних обов’язків, що вимагає уваги і зібраності.
Чинники, що зумовлюють сон
ендогенні чинники, пов’язані зі стомленням і гіпногенними речовинами (серотонін, норадреналін, гамма-оксибутират, дельта-пептид та ін.);
які діють ендогенно, ритмічно («внутрішній годинник»);
безумовні (темрява, спокій, положення тіла, сенсорна монотонність, вплив температури, атмосферного тиску);
умовнорефлекторні (звикання до певного часу сну, його тривалості та ін.)
Сучасні теорії сну.
Більшість сучасних гіпотез щодо функціонального призначення сну й окремих його стадій можна звести до трьох основних типів: 1) енергетичних, 2) інформаційних, 3) психодинамічних.
Відповідно до “енергетичних” теорій під час сну відбувається відновлення енергії, витраченої під час бадьорості. Особлива роль при цьому приділяється дельта-сну, збільшення тривалості якого виникає після фізичного і розумового напруження. Будь-яке навантаження компенсується збільшенням частки дельта-сну. При цьому початковим етапом сну керує ретикулярна формація. А регулюючий вплив на функції сну і бадьорості також справляють гіпногенна зона передньої частини гіпоталамуса і периферичні гіпногенні зони, що розташовані в стінках сонних артерій. Згідно із поглядами П.К. Анохіна, у механізмі настання сну основну роль відіграє гіпоталамус: при тривалому стані бадьорості рівень життєвої активності клітин кори мозку знижується; це призводить до зниження їхнього гальмівного вплив на гіпоталамус, що дозволяє йому “виключати” вплив активуючої ретикулярної формації і, як наслідок, при зниженні висхідного потоку збудження людина засинає.
Згідно із інформаційною теорією сон настає в результаті зменшення сенсорного потоку до ретикулярної формації, що призводить до включення гальмівних структур. Згідно із ще однією точкою зору відпочинку потребують не клітини, тканини й органи, а психічні функції (сприйняття, мислення, пам’ять). Оскільки сприймана інформація може “переповнити” мозок, тому йому необхідно на час відключитися від навколишнього світу за допомогою сну. Сон закінчується, коли інформація, отримана впродовж попереднього дня “записана” у пам’яті, і організм готовий до сприйняття нової порції інформації.
У психодинамічних теоріях сну причиною його настання вважається гальмівний вплив, що справляє кора головного мозку на саму себе і підкіркові структури.
За деякими уявленнями існує ієрархічно побудована мозкова система, що регулює цикли сну і бадьорості. До регульованого контуру цієї системи належить ретикулярна формація, яка підтримує рівень бадьорості, синхронізуючі апарати, відповідальні за повільний сон, і ретикулярні ядра вароліївого мосту, відповідальні за швидкий сон. У регулюючому контурі здійснюється взаємодія між цими апаратами, їхнє включення і зміна. Там само сон і бадьорість пов’язані з іншими системами організму – вегетативною, соматичною, психічною. Регулюючий контур знаходиться в межах лімбіко-ретикулярного комплексу. До цього комплексу належать також спеціалізовані апарати (судиноруховий і дихальний центри, ядра гіпоталамуса, що регулюють діяльність гіпофіза і контролюють сталість внутрішнього середовища, зони, що забезпечують сон і бадьорість), і нейронні утворення, що здійснюють інтеграцію діяльності мозкових систем.
Сновидіння
Сон і сновидіння. Спостереження показують, що сновидіння відбуваються під час ШРО-сну. Після пробудження у цій фазі про сновидіння можуть розказати майже всі (до 90 %). При пробудженні у фазі не-ШРО-сну – тільки дехто, але у цій фазі частіше спостерігаються розмови сонних людей, сноходіння, нічні страхи у дітей. На зміст сновидінь впливають попередні події.
Сновидіння – це образні уявлення, що виникають під час сну, які сприймаються людиною як реальність. Зміст сновидінь відбиває минулі враження та переживання людини, а також інформацію, яка надходить під час сну і сприймається викривлено. На зміст сновидінь можуть впливати не тільки світло, запах, температура навколишнього середовища, але й відповідна установка перед сном. Таким чином можна “замовляти собі сон”.
Розглядаючи фізіологічні основи сновидінь, вважають, що вони є наслідком неповного гальмування кори великого мозку, окремі ділянки якої лишаються незагальмованими. Швидка зміна сновидінь зумовлена відповідною хаотичністю процесів збудження і гальмування.
Не помилялися древні, коли говорили про пророчість сновидінь. Вони дійсно часом мають діагностичний характер. Іноді хворобі передує сновидіння, але імпульси з ураженої ділянки тіла настільки слабкі, що не фіксуються в свідомості. У стані сну ці імпульси потрапляють у кору головного мозку, яка перебуває в гіпнозо-фазовому стані, коли слабкі зовнішні та внутрішні подразники виявляються більш значущими, ніж сильні. Сновидіння в таких випадках є ніби першим попередженням хворобливого стану.
Крім того, у сновидіннях відбувається також активізація неусвідомлюваних форм психічної діяльності. Цим можна пояснити відомі факти наукових відкриттів, зроблених уві сні (відкриття Д.І. Менделєєвим періодичної системи елементів, Какуле – формули бензолу). Звичайно, цьому передує тривала, клопітка робота вченого, який збирав великий фактичний матеріал, але заключний етап відкриття переноситься у сферу несвідомого.
Ще десяток років тому не існувало жодної лабораторії дослідження сну. І всіма відомостями про сон людство було зобов’язане швидше поетам і романтикам, ніж натуралістам. І незважаючи на те що мільйони людей страждали безсонням, вчені вважали за краще займатися дослідженнями легеневих пухирців у їжаків або папілярної м’язи серця жаби. Проте ось уже кілька років лабораторії дослідження сну виростають, як гриби після дощу, що пояснюється, звичайно, значенням сну для здоров’я і благополуччя людини.
Матеріал підготувала: професор Світлана Ткачук, завідувач кафедри фізіології імені Я.Д. Кіршенблата
