Что делает мозг во время сна человека. Чем и как регулируется сон? Циклы работы мозга во время сна

Мозг человека в период сна не прекращает свою функцию ни на секунду. В то время как весь организм отдыхает, его деятельность продолжается. Пока человек спит, восстанавливается энергия, очищается память от ненужной информации и организм от токсинов. Чтобы понять, отдыхает ли мозг во время сна, какие процессы случаются с ним, была создана электроэнцефалограмма, которая выявляет точную информацию о работе тела. Актуальной темой сегодня является, какая часть мозга отвечает за сон. Сведения представлены неполные, хотя и способны объяснить отдельные важные моменты, которые происходят ночью во сне.

Работа мозга по циклам

Ранее считали, что когда человек спит, мозговая активность понемногу понижается, а затем и совсем приостанавливает свою работу. При возникновении ЭЭГ эта теория была оспорена. Как оказалось, мозг во время сна вообще не спит, а осуществляет огромный труд, чтобы подготовить организм к предстоящему дню.

В период отдыха, работа органа проявляется по-разному, все зависит от того, в каком цикле проходит сон.

Медленная фаза сновидений

Когда человек засыпает, колебания нейронов в сером веществе медленно затухают, происходит максимальное расслабление всех мышц, биение сердца становится медленным, понижается давление и температура.

Отдел мозга, отвечающий за углубление в сновидения – гипоталамус. В нем присутствуют нервные клетки, тормозящие производство нейротрансмиттеров, являющиеся химическими проводниками, которые отвечают за рокировку толчков между нейронами.

Работа органа в быстрой фазе

В период быстроволнового сновидения возбужденность таламуса происходит благодаря холинергическим рецепторам, посыл в которых происходит при помощи ацетилхолина. Данные клетки располагаются в среднем ядре органа и верхнем участке варолиева моста. Их стремительная деятельность приводит к появлению всплеска колыханий нейронов. Серым веществом во сне на этом цикле выполняется практически та же деятельность, как и при бодрствовании.

Трансмиттеры моноамины, направляемые из верхней доли ствола в кору головного мозга, не ощущают подобной энергичности. В результате поставка материала от таламуса в кору осуществляется, хотя человек ее принимает как сновидения.

Какой участок мозга отвечает за сновидения

Такой феномен, как ночной отдых, достаточно давно вызывает интерес у многих ученых. Ранее такими известными философами, как Гиппократ и Аристоталь, также предпринимались попытки в познании сновидений. В 20 столетии российскими учеными Бехтеревым и Павловым были проведены исследования по этой теме. Также ученых интересовал участок серого вещества, который отвечал за сновидения.

Сегодня в центральном отделе нервной системы человека определена зона ответственная за бодрствование и отдых. Этот участок называют ретикулярной формацией ведущего ядра мозгового ствола, который представляет паутину множества нервных клеток, охваченную волокнам, проходящими от чувствительных основ органа.

В данном месте присутствует 3 вида нервных клеток, вызывающих разные биологические действующие элементы. Одним из них является серотонин. По мнению ученых, он осуществляет перемены в органе, вызывающих сновидения.

Многочисленные разработки показали, что при остановке производства серотонина возникает бессонница хронической формы. Так, был выявлен факт, что ретикулярная формация, являющаяся зоной центра, способна отвечать, как за ночной отдых, так просыпание. Притом что механизм, который вызывает поднятие, может преобладать над структурой, отвечающей за вызов сна.

Исследования Балкина и Брауна

Сновидения, похоже, относятся к интересному явлению, что случается с человеком при ночном отдыхе. Цель исследований, которые проводили Балкин и Браун – установить зону в мозге, где в период сновидений возникает наибольшая функциональность.

Чтобы определить, что происходит с мозгом и интенсивность его кровотока, учеными была использована позитронно-эмиссионная томография. В период бодрствования работает префрантальная кора органа, а когда человек спит – активна лимбическая система, которая контролирует чувства, эмоции, память.

Разработки Брауна и Балкина также показывают, что главная зрительная зона коры мозга не работает во время сна. При этом действует экстрастриальная кора центрального отдела, являющаяся визуальной областью органа, способная обрабатывать информацию о сложных объектах (лица).

Исследования из Вискинского университета

Учеными при исследовании была идентифицирована область серого вещества, отвечающая за сновидения. В опыте участвовало 46 добровольцев. В период отдыха испытуемым отмечали электрические волны мозга лабораторным путем. Использовалась электроэнцефалография, чтобы изолировать области нервных клеток, взаимосвязанные с видениями, независимо от цикла.

Людей поднимали время от времени и спрашивали, что они видели, когда спали. Предоставленную информацию сопоставляли с электрической работой органа.

В последствие, по данным ЭЭГ было выявлено, что в период сна происходит понижение низкочастотной работы в отдельной задней части коры органа, которое связано с появлением видений. А когда возникало возрастание активности, то ничего не снилось.

Когда испытуемые рассказывали, что им сниться, нейронные зоны все время активировались и наоборот инактировались при докладе об отсутствии сна. И свободно от обычных преобладаний отдыха, присутствовали в задней горячей зоне, которая состоит:

• из затылочной коры;
• прекунеуса;
• задней поясной извилины.

Ведя наблюдения, как работает этот участок, учеными было предсказано, что участник эксперимента расскажет о видениях, когда проснется. На основании этого ученые сделали вывод, что эти области органа отвечают за регуляцию сна человека.

Как отключить мозг перед сном

Многим знакома такая проблема, что как только следует ложиться отдыхать, в голову начинают рваться мысли. Если не успокоить мозг, и каждый вечер претерпевать подобное состояние, то ежедневно будет нарушаться самочувствие.

Существуют методы, чтобы отключить мозг перед сном.

1. Понимать о необходимости отдыха ночью. Недостаточный сон способен вызвать много заболеваний, тревожность.
2. Следовать регулярного графика. Засыпать и подниматься по одному и тому же времени.
3. Отключить голову перед сном поможет ежедневный ритуал, например, по прочтению книги, но не в постели.
4. Делать записи нерешенных проблем и забот в течение дня.
5. Использовать кровать только для сновидений.
6. Создать приемлемую среду. Тишина, отсутствие света помогут расслабить орган.
7. Делать умственные упражнения, которые помогут выключить разум.

Если бессонница не перестала беспокоить, нужно обратиться к доктору.

Как зарядить мозг после сна на работу

Большинство никогда не думали о том, почему отдельная группа людей гиперактивна утром, а другие тратят много времени, чтобы войти в естественное рабочее русло. Разница в том, что первые начинают стимуляцию серого вещества рано.

Как разбудить мозг с утра и ощущать бодрость, существует много приемов.

• принять прохладный душ;
• начать утро с энергичной мелодии;
• заставить работать разум поможет чтение за утренним кофе;
• медитировать;
• пить витамины;
• делать физупражнения;
• плотно завтракать;
• заводить будильник, чтобы разбудить мозг.

Человеческий мозг – структура уникальная. Ранее предполагалось, что в период сновидений он отключается полностью. В ходе исследований выявлено, что эта гипотеза не имеет оснований, а, следовательно, исключается из фактов. Когда человек спит, происходит активация нейронных связей, отвечающих за функциональность организма в целом.

Наш мозг во время сна полностью не прекращает работу ни на секунду. В то время как остальной организм отдыхает, мозговая деятельность продолжает функционировать. Пока мы спим, происходит восстановление энергии, очистка нашей памяти от лишней информации, даже очищение организма от токсинов. В каждой фазе активность мозга различается, все фазы проходят за полтора часа, так что мы повторяем их по несколько раз за ночь.

Отдых в разные периоды ночи очень отличается по активности мозга и по работе всего организма. Эти периоды различаются по времени, но весь цикл проходит за полтора часа.

Причем распределение фаз сна меняется ближе к утру:

За полтора часа ночью организм полностью проходит этот цикл, начиная от засыпания и заканчивая быстрой фазой. В течение ночи у мозга на сон таких циклов может быть несколько. Медики советуют, чтобы нормально высыпаться количество часов должно быть кратно этому циклу. Пробуждение в быстрой фазе считается самым полноценным для организма. Таким сном можно восстановить силы безо всяких антидепрессантов.

Что происходит с нашим телом и мозгом ночью мало кто представляет. Нам снятся сны, это еще одно подтверждение тому, что мозг не отключается во время сна, а продолжает трудиться. За время ночного отдыха наше тело полностью перезагружается и очищается от неважной информации.

За день мы получаем огромное количество информации. Работа мозга во время сна предполагает переработку всей этой информации, ее переосмысление и распределение.

Есть несколько важных функций, которые выполняет наша нервная система, пока мы спим:

Очень часто люди пытаются работать или учить что-то по ночам. На самом деле это далеко не лучшая идея. Во сне вы запомните лучше и переработаете те знания, которые получили за ночь.

Это позволит максимально ее использовать. Постоянное недосыпание приводит к отмиранию нейронов головного мозга.

Наш мозг по сути - огромный компьютер с большим количеством информации и сложной операционной системой. А ночью в нем происходит перезагрузка информации и распределение ее по папкам. Отключаться наш мозг не может, но очищение мозга во сне - вполне реально.

Какой человек не знает о значении здорового сна. Это не просто расслабление мышц и отстранение от реальности.

С нормальным отдыхом ночью мы получаем преимущества перед теми, кто не высыпается:

Это всего лишь немногие положительные стороны здорового сна. Полноценный отдых ночью - прямая дорога к долголетию.

Лучше всего польза ночного отдыха отражается в старой пословице: «Утро вечера мудренее». Наш мозг, снабженный миллионами нейронов, продолжает работать и во время отдыха. Но именно благодаря этой работе мы с утра чувствуем себя по-другому.

Пока мы отдыхаем и просматриваем яркие красочные сны, наш главный компьютер в голове работает. Он сортирует все, что мы узнали за день, помогает ответить на дневные вопросы и способствует запоминанию нужной нам информации.

Содержимое статьи

Необходимость ежедневного сна обусловлена не только человеческим желанием и физиологией, но и наукой. Абсолютно каждый человек порядка третьей части своей жизни затрачивает на это занятие. Все, чем он занимался весь предыдущий день, какие задачи он решал, о чем думал, что планировал, с какими воспоминаниями сталкивался, мозг переваривает и расставляет «по полочкам», когда человек крепко спит. Оказывается, когда человек пребывает в бессознательном состоянии и погружается в объятия Морфея, мозг продолжает свою активную работу. Рассмотрим, каким образом осуществляется функционирование мозга во время сна, чем он на самом деле занимается и как себя ведет.

Что делает мозг ночью

Когда мы спим, наш мозг продолжает действовать. Эта деятельность, активность мозга обусловлена особенностями его строения. Перечень его задач в этот момент заключается в следующем:

1. Принятие жизненно важных решений. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что мозг в состоянии принимать оперативные решения по любым вопросам и задачам. В источнике Current Biology были опубликованы результаты исследований, при которых респондентов просили делать сортировку слов на категории посредством нажатия кнопки, при всем этом можно было засыпать. Эксперимент продолжился и во сне, поскольку мозг участников продемонстрировал способность принимать решения даже после того, как организм уснул.
2. Классификация воспоминаний. Изучая вопрос, что происходит с нашим мозгом во время сна, можно отметить, что он занимается обработкой воспоминаний и утратой связей со старыми моментами. Он сортирует человеческую память таким образом, чтобы нужные моменты не забывались. По заверению доктора М. Уокера, который работает в Калифорнийском университете, если человек после здорового сна посетит урок фортепиано и в следующую ночь проспит нужное количество времени, то материал будет усвоен и воспроизведен на 20-30% лучше, нежели при проверке знаний сразу же после того, как окончится занятие.

Учеными доказано, что мозг во время сна работает не меньше, чем во время бодрствования

3. Избавляется от шлаков и токсинов. Как только тело погружается в сон, мозг продолжает активную работу, избавляя его от вредных веществ. Этот факт подтвержден и подкреплен серией исследовательских мероприятий. А ведь повышенное количество этих элементов может повлечь за собой многие патологические состояния, поэтому польза мозга в данном направлении бесспорна.

4. Обучение физическому труду. В период фазы быстрого сна происходит передача информации о двигательных опциях из коры мозга в височную область. Это явление позволяет тщательно продумывать и безукоризненно выполнять задачи, связанные с физическим трудом. Теперь понятно, какой отдел мозга отвечает за выполнение физических упражнений и повседневных действий.

Как видно из вышеописанного, функционирование мозга во сне продолжается, и он, даже когда мы спим, выполняет большое количество задач.

Работа мозга по циклам

Весь процесс ночного сна человека состоит из нескольких циклов «медленный – быстрый процесс». Согласно общедоступной теории, мы спим, чтобы обеспечить переработку информации, полученной в течение прожитого дня или предыдущих суток. Классический сон включает в себя 4 стадии медленного и 2 стадии быстрого сна. Информация передается в реорганизованной форме только по завершении третьего цикла. Но мозг не отключается и в последующие 1-2 цикла, а продолжает работать.

В процессе погружения в мир Морфея мозговые структуры на время утрачивают между собой функциональные взаимосвязи, способствующие бодрствованию. Это явление можно отследить на электроэнцефалограммах. Каждая из этих структур замыкается в себе, а затем настраивается на нужный лад и подлежит регулированию, что нельзя осуществить во время бодрствования, когда «серое вещество» находится в активном взаимодействии с окружающей средой. У спящего голова работает немного по-другому.

Даже когда мы спим, наш мозг все равно работает

На стадии медленного сна происходит регулирование внутренних ритмов относительно каждой структуры мозга, в то время как на этапе быстрого процесса наблюдается налаживание гармонических взаимосвязей между этими элементами. В целом же сон имеет одну основную задачу – настроить биоритмы тела на оптимальный режим, который у каждого человека индивидуален. Создается этот эталон в процессе бодрствования, а в качестве базы выступает та или иная поведенческая программа, заложенная на генетическом уровне. Если модель сформирована и работает налажено – для отдыха достаточно небольшое количество сна. Если имеются сбои – человек спит дольше.

Занимателен тот факт, что потребность во сне имеет обратную пропорциональную взаимосвязь с объемом получаемой информации: чем больше ее поступает в серое вещество, тем меньше сна необходимо. Это может быть связано с тем, что в процессе получения усиленной умственной нагрузки человек спит меньше, нежели в случае, когда он большую часть своего времени проводит у телевизора.

Отдых мозга во время сна

Отдыхает ли наш мозг во время сна? Вопрос является объектом споров среди многих людей. И это небезосновательно. На самом деле, как только человек отправляется в мир сновидений, мозг перестраивается на иной режим работы. Если во время бодрствования у него не было возможности анализировать события и классифицировать мысли, то, когда человек уснул, она появилась. Поэтому на первых циклах мозг занимается этими задачами, а по завершении этой работы (как правило, ближе к утру) имеет немного времени на отдых. Но это не значит, что он полностью «отключается» наряду с телом, можно сказать, что он просто включает «эконом» режим. Поэтому со стороны мозга сон воспринимается не так, как со стороны тела.

Работа мозга и сновидения

Когда мозговые структуры функционируют, они налаживают между собой взаимные связи, будто бы переговариваясь. Этот факт целиком и полностью доказывают различные сновидения. Также в этом процессе происходит активная тренировка нервных центров: клетки, которые бездействовали при бодрствовании, начинают выполнять своего рода функциональную гимнастику, чтобы поддерживать оптимальную форму. Именно по этой причине после стресса человек спит «как убитый», ведь его клетки уже получили встряску и не нуждаются в дополнительной информации в виде снов.

От того, обработкой какой информации занимается наш мозг, зависят наши сновидения

Медленная фаза сновидений

Всего на медленную стадию приходится порядка 75-85% всего сна, и она включает в себя несколько состояний:

• дремота;
• сонные веретена;
• дельта-сон;
• глубокий сон.

По мере погружения человека в сон происходит изменение многих функций организма. На первой стадии, именуемой дремотой, а также на втором этапе пульс становится более редким, АД подлежит снижению, кровь течет более медленно. Как только спящий погружается в состояние дельта-сна, его пульс заметно учащается, а давление повышается. Медленный сон – это фаза, отвечающая за регулирование внутренних ритмов касательно каждой мозговой структуры и каждого органа.

Работа органа в быстрой фазе

Работа мозга во время сна быстрого типа является несколько иной. В основном процесс быстрого сна может быть разделен на 2 основные стадии:

• эмоциональная;
• неэмоциональная.

Они поочередно приходят на смену друг другу и действуют так несколько раз, причем первая стадия всегда является более длинной.

Чем быстрый сон отличается от медленного

Есть несколько моментов, которые отличают одну фазу сна от другой, и следует принять их во внимание.

1. Количество стадий в медленном сне – 4, а в быстром – 2.
2. В процессе медленного сна движения глаз поначалу являются плавными, а в конце стадии они и вовсе останавливаются. В быстрой фазе все наоборот – глаза двигаются непрерывно.
3. Различается и состояние вегетативной нервной системы: в первом случае человек быстрее растет, поскольку происходит более активная выработка гормона роста.
4. Сновидения также различны. Если речь идет о быстрой фазе, картины насыщены различными действиями, имеют яркую окраску. При медленном сне сюжет является более спокойным или может отсутствовать.
5. Процесс пробуждения. Если разбудить индивидуума в процессе быстрого сна, он просыпается значительно легче, а впоследствии будет иметь гораздо лучшее самочувствие, нежели человек, разбуженный в фазе медленного сна.
6. Температура мозга на подходе к медленной фазе сна постепенно снижается, а в быстрой фазе за счет прилива крови и активного метаболизма, наоборот, повышается. Иногда она может превышать нормальный показатель, наблюдаемый во время бодрствования.

Работа мозга в фазы медленного и быстрого сна — различна

Еще один немаловажный вопрос заключается в том, какая часть мозга отвечает за сон. Ведь до недавнего времени было неизвестно, в какой области мозга происходит работа, связанная со сновидениями. Ученые из Висконсинского университета в результате проведенного исследования смогли сделать сенсационное открытие. В эксперименте было предложено принять участие 46 людям, у которых производилась регистрация электрических волн. Для того, чтобы изолировать участки нейронов, отвечающих за сновидения вне зависимости от фазы сна, использовалась высокоплотная ЭЭГ. Испытуемых несколько раз будили и спрашивали о снах. А затем производилось сравнение полученных ответов с электрической активностью.

Полученные в ходе исследования данные показали, что в процессе сонного состояния снижение активности в задней части коры было непосредственно взаимосвязано с возникновением снов. И наоборот, когда в той же области наблюдалось возрастание низкочастотной активности, испытуемые говорили, что сны отсутствовали, то есть в это время ничего не снится.

Очищение мозга

Американские ученые в ходе проведения некоторых исследований выяснили, что сон нужен еще и для очищения мозга от токсических элементов. По их наблюдениям во время сна мозг потребляет столько же или даже больше энергии, нежели в период бодрствования. Во время испытаний на грызунах специалисты выяснили, что во время сна активность не снижается, а лишь переходит в иное русло. В ночное время, когда происходит очищение внутренних органов от накопившихся шлаков с помощью лимфы, мозг тоже очищается.

Доктор из Нью-Йоркского медицинского центра сообщил, что ресурс мозга предполагает определенные ограничения. Серое вещество способно делать что-то одно: или активно перерабатывать мысли, или обеспечивать вывод токсинов. Если бы этот процесс наблюдался в дневное время, ни один человек не имел бы возможности нормального принятия решений. А если бы происходило постепенное накапливание токсинов в мозге, была бы огромная вероятность возникновения заболевания Альцгеймера.

Какой вывод можно сделать

Таким образом, мы изучили, как работает человеческий мозг во время сна, сколько энергии потребляет, и в каком режиме функционирует, как только мы засыпаем. Наше «серое вещество» — объект наблюдений и споров многих ученых. Когда мы пребываем в объятиях Морфея, он начинает свою, неведомую нам работу, решая большое количество задач. Во время бодрствования он также активничает, но действует в других направлениях. Мозг человека – сложная структура, требующая детального изучения и исследования.

Мозговая активность сохраняется в процессе сна. Отделы центральной нервной системы, отвечающие за слух, зрение, обоняние, тактильную чувствительность, двигательные функции, решают всевозможные задачи, которые жизнь ставит в моменты бодрствования. Разберёмся подробнее, что происходит с мозгом во время сна.

Полноценный отдых обеспечивается последовательным чередованием медленного и быстрого сна. Комплекс из обеих фаз – законченный цикл. Ортодоксальная фаза у взрослого человека составляет до 75%, а парадоксальная – четверть структуры сна. За ночь может происходить последовательная смена четырёх-шести циклов продолжительностью от восьмидесяти до ста минут.

Длительность медленноволновой фазы вначале больше, а к моменту пробуждения укорачивается, уступая время REM-сну. Ортодоксальная фаза подразделяется на четыре периода (учёные называют их стадиями) – дремоту, медленную глубину, ритм «сонных веретен», дельта-волны. БДГ-фаза также неоднородна, включает эмоциональную и неэмоциональную стадии.

Мозговая активность во время ночного отдыха

Здоровый сон обеспечивает полноценную работу всего организма. Сонная особа не сможет управлять автомобилем или решить математическую задачу. Учёные доказали, что мозг не отключается во время сна, происходит обработка полученных за день знаний, отрицательных эмоциональных переживаний, консолидация памяти. Запускается дезинтоксикация мозговых структур, повышается активность иммунной системы, восстанавливается работа внутренних органов. Основной гормон ночи – мелатонин, вырабатываемый эпифизом, защищает от преждевременного старения.

Главный орган человека, его строение и функции

Нервная система выступает главным регулировщиком, обеспечивающим согласованную деятельность всего организма. Анатомы подразделяют её на центральный отдел (головной и спинной мозг) и периферический (нервы). Скопления клеток образуют серое вещество, а волокна с миелином – белое. Мозг человека состоит из двух долей, покрытых корой, ствола и мозжечка.

Попробуем разобраться, какая часть мозга отвечает за сон.

Внимание! Ученые доказали, что анатомических изолированных центров сна и бодрствования не существует.

Нейрофизиологи выделяют три вида зон:

• обеспечивающие функцию ортодоксальной фазы;
• структуры, «ответственные» за БДГ;
• регуляторы циклов.

Гипногенные центры – это скопления нейронов. Деятельность ретикулярной формации спинного, базальных отделов переднего мозга и таламуса обеспечивает генерацию засыпания. Ретикулярная формация среднего мозга, вестибулярные ядра продолговатого, верхнее двухолмие относятся к центрам, поддерживающим парадоксальную фазу. Отдельные области коры и голубоватое пятно (locus coeruleus) регулируют смену фаз.

Поведение мозга в разных фазах сна

Учёные подробно описали работу мозга во сне. Картина электроэнцефалограммы при дремоте соответствует ЭЭГ в периоде спокойного состояния, отдыха (альфа-ритм). Вторая фаза медленного сна отличается регистрацией сонных веретен – всплесков активности волн с высокой частотой и низкой амплитудой (сигма-ритм).

Электрические импульсы во время глубокого сна (третьей фазы ортодоксальной стадии) отличаются большой амплитудой и малой частотой. Они называются дельта-волнами, никогда не регистрируются при бодрствовании.

Человек последовательно погружается в ещё более глубокое царство Морфея. Происходит понижение температуры тела, замедление пульса, дыхания, уменьшение мозговой активности. И внезапно после двадцати-тридцати минут четвёртой фазы мозг перестраивается и перемещается во вторую фазу медленного сна, словно хочет проснуться. Но вместо пробуждения часть мозга, отвечающая за сон, приводит его к следующей фазе – парадоксальной.

Необычность её удивительна: тело и мышцы полностью выключаются, а мозговая деятельность соответствует периоду бодрствования.

Важно знать! Во время сна активность мозга наиболее высока именно в период REM-фазы. У человека возникает скачок артериального давления, происходит учащение частоты дыхания и сердечных сокращений, наблюдается гипертермия. БДГ-фаза совмещает отключение двигательной функции и усиление — мозговой.

В эмоциональную стадию регистрируется тета-ритм. В неэмоциональную – он ослабевает, уступая место усилению альфа-ритма.

Сознание и подсознание

Тета-ритмы быстрого сна продуцирует гипоталамус – отдел мозга, сохраняющий активность в период бодрствования, а также главный в нейроэндокринной регуляции, коррекции гомеостаза, участвующий в формировании памяти и эмоций. Засыпание отключает воздействие коры, рассудок освобождается от рамок условностей в то время, как подсознание продолжает работать. Благодаря активности подкорковых структур возникают оригинальные идеи и приходят нетрадиционные решения.

Суть ночной работы головного мозга

Значение процесса огромно. Взрослому необходимо спать не менее семи часов в сутки. Если бы функция сна ограничивалась лишь физическим отдыхом, природа не заставляла бы человека на треть суток полностью отключаться от реальности.

Исследователи проследили, что происходит с мозгом во время сна:

• Функциональные связи отдельных частей мозга временно прекращаются в период медленного сна.
• В парадоксальную фазу происходит обмен информацией между церебральными структурами.
• Обрабатываются и сортируются воспоминания.
• Строятся ассоциативные цепочки.
• Межклеточное пространство очищается от токсинов.

Важно знать! Отмечен удивительный феномен – необходимость сна для организма обратно пропорциональна интенсивности умственного напряжения. Мозг человека, расслабляющегося у телевизора, желает отдыхать больше, чем в период подготовки к защите диссертации.

Формирование сновидений

С древнейших часов и до настоящего времени не угасает интерес человечества к вопросу о том, почему снятся сны.

Онейрология не указывает конкретного механизма возникновения ночных сюжетов и переживаний, но предлагает список интересных гипотез.

Краткий перечень некоторые из них:

Известный психиатр Хартман допускает, что сны возникли в процессе эволюции человечества как лечебный механизм для избавления от отрицательных переживаний, сохранения психического здоровья. Доказано – сновидения продуцируются мозгом в фазу БДГ-сна. В 2004 году в ходе экспериментов удалось подтвердить, что за возникновение ночных грез отвечают части мозга, формирующие эмоции и зрительные восприятия.

Методы исследования мозговой активности

В неврологии применяются различные методы исследования. Одни из них дают представление об анатомической картине, помогают выявить опухоль, абсцесс или врожденную аномалию. Это – магнитно резонансная либо компьютерная томографии, ультразвуковая диагностика, некоторые другие. Существуют методики регистрации электрических потенциалов мозга, позволяющие оценить его функциональное состояние:

• Реоэнцефалография – исследование системы артерий и вен головы. Записывается значение сопротивления тканей при воздействии на них слабого электрического тока.
• Магнитоэнцефалография – регистрация магнитных полей, возникающих в результате церебральной активности.

Совет! Чтобы понять, отдыхает ли мозг во время сна, наиболее часто используется электроэнцефалография – запись импульсов из различных частей мозга. ЭЭГ помогает диагностировать нарушения, выявить локализацию очага, конкретизировать нозологию, оценить качество лечения.

Феномен гипнопедии

В связи с увеличивающимся потоком информации возрастает интерес к феномену гипнопедии – обучению в процессе физиологического сна. Предложение рекламных агентов проснуться утром с хорошим объемом знаний заманчиво. Не будем вступать в спор ни с противниками, ни с последователями данного метода, лишь напомним несколько рекомендаций:

Для полноценного усвоения важно, чтобы мозг успел пройти необходимое число циклов. При недостаточном времени сна, человек рискует получить дневную сонливость, а не свежие знания.

Патологии мозга: влияние на качество сна

Любая болезнь отрицательно сказывается на качестве сна. В свою очередь, диссомнии являются факторами риска соматических заболеваний – гипертонии, сахарного диабета, рака, поражений щитовидной железы, ожирения.

Болезни головного мозга – новообразования, кисты, эпилепсия, воспаление мозговых оболочек, травмы и цереброваскулярная патология вызывают нарушения памяти, двигательных, речевых функций. Они не только являются причиной проблемного засыпания, но и способствуют изменению структуры сна.

Заключение

Для нормальной жизнедеятельности важно не только соотношение сна и бодрствования, но и соблюдение циркадных ритмов. Даже при отключении сознания, мозг человека не останавливает работу. Активность этого важнейшего органа в момент погружения в объятия Морфея изучена достаточно, однако, остаётся масса вопросов, ответы на которые предстоит найти.

Сон так и остаётся одной из самых больших загадок для неврологии. Хотя мы тратим на сон примерно треть нашей жизни, этот процесс ещё практически не изучен. Но к счастью, в течение последних нескольких лет учёным удалось добиться значительных успехов в изучении нейронной цепи мозга, отвечающей за процесс сна.

Общепризнанно, что сон состоит из нескольких различных фаз, и что ежедневный процесс сна являет собой взаимодействие этих фаз, что делается по очень сложному механизму. К тому же на фазы сна влияют такие факторы, как суточные ритмы, температура тела, гормоны и т.д.

Сон очень важен для таких функций человеческого организма как концентрация, память и координация. В результате недостаточного сна, человек может испытывать сложности с концентрацией и скоростью реакции – в действительности, недосыпание может привести к столь же негативному эффекту, что и принятие алкоголя.

Также сон имеет очень большое значение для эмоционального состояния человека. Появляется всё больше и больше доказательств того, что недостаток сна повышает риск появления различных сердечных и сердечно-сосудистых заболеваний, включая сердечные приступы, апоплектический удар, повышенное или пониженное кровяное давление, а также ожирения или различного рода инфекций.

Нарушение сна – одна из самых распространённых проблем, затрагивающая около 70 миллионов человек, большинство из которых даже не задумываются над тем, насколько серьёзные последствия она может повлечь.

Перечисленные выше заболевания – лишь малая часть; недостаток сна может привести даже к смерти: затраты на лечение, травмы на производстве, утраченная производительность – всё это обходится не меньше, чем в 100 миллиардов долларов. Учёные по всему миру пообещали разработать новые способы борьбы с недосыпанием и пока вполне успешно выполняют своё обещание.

Деятельность головного мозга во время сна

Хотя, казалось бы, сон – пассивный процесс и процесс полного отдыха, на самом деле он требует очень активного взаимодействия различных частей головного мозга для того, чтобы одна фаза сна могла сменять другую.

Фазы сна были обнаружены в 50-х годах XX века при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ), когда изучались колебания головного мозга во время сна.

Также были изучены движения глаз и конечностей. Учёные обнаружили, что в течение первого часа сна головной мозг проходит через определённые процессы, которые приводят к замедлению нейронных колебаний. Эта фаза сна, так называемый «медленный сон», сопровождается также расслаблением мышц, в том числе и глазных. Также снижается частота сердцебиения, уровень кровяного давления и температура тела. Если человека разбудить в этот момент, он вспомнит лишь различные обрывки мыслей и образов, но не весь сон целиком.

В течение последующего получаса (или около того) мозг кардинально меняет свою деятельность. Уровень корковых нейронных колебаний в этой фазе сна очень походит на уровень колебаний бодрствующего человека. Невероятно, но период повышенной нейронной активности сопровождается атонией – все мышцы человеческого тела сковывает своего рода паралич (остаются активны лишь группы мышц, отвечающие за дыхание и за движение глаз). Эта фаза сна носит название «быстрый сон». Во время этой фазы человек, как правило, всегда видит сны. Частота сердцебиения, кровяное давление и температура тела становятся более стабильными. У мужчин в это время часто наблюдается эрекция. Первая фаза быстрого сна обычно длится 10-15 минут.

На протяжении всей ночи фазы медленного сна и быстрого сна чередуются друг с другом, и с каждым разом вплоть до самого пробуждения фаза медленного сна становится всё менее глубокой, а фазы быстрого сна – всё более продолжительными. Длительность той или иной фазы сна во многом зависит от возраста человека. Дети в возрасте до 7 лет обычно спят до 18 часов в сутки, причём фаза медленного сна у них преобладает. По мере взросления, дети начинают тратить всё меньше времени на сон, фаза медленного сна также значительно сокращается. Ну а взрослые люди могут спать и по 6-7 часов в сутки, часто жалуясь на то, что приходится рано просыпаться, при этом медленный сон занимает у них очень незначительное количество времени.

Пример процесса сна

Нейронные колебания человека в возрасте 20-25 лет, записанные электроэнцефалографом (ЭЭГ) постепенно замедляются и в то же время становятся более интенсивными по мере того, как человек входит в более глубокие стадии медленного сна. Примерно через час человеческий мозг проходит данный цикл в той же последовательности, каждый раз обязательно проходя через фазу быстрого сна (на графике выделена фиолетовым цветом), в течение которого нейронные колебания становятся столь же интенсивными, как и во время бодрствования. Тело в этот момент полностью расслаблено, человек находится без сознания и зачастую начинает видеть сны. Чем ближе к утру, тем большей становится продолжительность фаз быстрого сна, и наоборот – длительность фаз медленного сна значительно сокращается.

Нарушения сна

• Наиболее распространённое нарушение сна, наверняка знакомое многим людям – бессонница. Некоторым вообще бывает тяжело заснуть, а некоторые засыпают, но просыпаются ночью и не могут заснуть снова. Хотя быстродействующие успокоительные или антидепрессанты и в силах помочь, ни одно из этих средств не позволит вам добиться действительно естественного и расслабляющего сна, т.к. они зачастую просто прерывают наиболее глубокие периоды медленного сна.

Кроме постоянной сонливости, бессонница может повлечь за собой много других негативных последствий. Наиболее часто встречающиеся из них – разнообразные нарушения сна (выражающиеся чаще всего в нарушенном режиме сна) или конкретных его фаз.

• Синдром ночного апноэ – во время глубокого сна мышцы глотки расслабляются до тех пор, пока они не начинают перекрывать собой дыхательный путь. Это приводит к вынужденному прекращению дыхания, отчего человек немедленно просыпается. В результате чего более глубокие периоды медленного сна просто не успевают наступить.

Также недостаток сна может привести к повышению кровяного давления и увеличивает риск сердечного приступа. Постоянная сонливость ведёт к несчастным случаям, в особенности к авариям на дороге.

Лечение синдрома апноэ включает в себя разнообразные попытки предотвратить перекрытие дыхательного пути во время сна. Будет справедливо заметить, что если вы сбросите лишний вес, будете избегать алкоголя и наркотиков, то это с очень большой вероятностью улучшит ваш сон. Ну а людям, страдающим синдромом апноэ, просто необходимо определённое устройство, которое оказывало бы давление на дыхательный путь, отчего он оставался бы открытым. Существует специальная маска, надеваемая на нос и производящая довольно сильный воздушный поток как раз для этой цели. В более сложных случаях порой необходимо хирургическое вмешательство – коррекция дыхательного пути.

• Непроизвольные движения конечностей во время сна – иначе говоря, это периодические резкие рывки руками или ногами, не контролируемые человеком. Как правило, они происходят при вхождении в фазу медленного сна и могут привести к пробуждению. А некоторые люди не могут контролировать движения и во время фазы быстрого сна, наглядно показывая, что им снится в конкретный момент. Это отклонение, носящее название «поведенческие отклонения быстрого сна», также может сильно нарушить нормальное течение сна. Оба вышеописанных синдрома зачастую свойственны людям, страдающим болезнью Паркинсона. Соответственно, и избавиться от них также можно с помощью медикаментов, направленных на лечение болезни Паркинсона или также с помощью клоназепама – вида бензодиазепинов.

• Нарколепсия – сравнительно редко встречающееся заболевание – ему подвергается лишь один человек из двух с половиной тысяч. Нарколепсия – это нарушение работы механизмов, ответственных за погружение в сон (или же в фазу быстрого сна, если человек уже заснул).

Эта болезнь связана с недостаточным количеством нервных клеток в боковой части гипоталамуса, содержащей также нейротрансмиттер орексин (также носящий название «гипокретин»).

Человек, страдающий нарколепсией, в любое время суток может подвергнуться приступам, в результате которых он засыпает, неожиданно для всех окружающих, если те не знают о его болезни. Это очень мешает в повседневной жизни, да к тому же и опасно – представьте, например, что произойдёт, если приступ нарколепсии застанет человека за рулём.

Нарколептики очень быстро входят в фазу быстрого сна и могут видеть сны, едва заснув – явление, называемое «гипнагогические галлюцинации». Также могут возникнуть приступы, в ходе которых человек полностью теряет мышечный тонус – это состояние похоже на полное бездействие всех мышц во время быстрого сна. Эта патология носит название «катаплексия» и очередной приступ, как правило, возникает в результате эмоциональных переживаний, зачастую достаточно бывает даже услышанной человеком смешной шутки.

Недавние исследования нарколепсии немного приоткрыли учёным завесу тайны над процессами, контролирующими переход человека из состояния бодрствования ко сну и переход между фазами сна.

Чем и как регулируется сон?

Когда человек бодрствует, его мозг находится в активном и возбуждённом состоянии. Это происходит за счёт двух основных нейронных сетей, которые в качестве нейротрансмиттеров (химических передатчиков импульсов между нервными клетками) используют либо ацетилхолин, либо моноамины – например, норэпинефрин, серотонин, дофамин и гистамин. Нервные клетки, содержащие ацетилхолин и расположенные в верхней части варолиева моста, а также в среднем мозге, активно способствуют активации таламуса.

Когда таламус активен, он, в свою очередь, передаёт в кору головного мозга информацию об окружающем мире, полученную от органов чувств.

Вторая группа нервных клеток, содержащих норэпинефрин, серотонин и дофамин и расположенных в верхней части мозгового ствола, посылают результаты своей активности в гипоталамус, передний мозг и в кору.

Затем в гипоталамусе нервные клетки с содержанием нейротрансмиттера орексина и ещё одна группа клеток, содержащих ацетилхолин или гамма-аминомасляную кислоту, объединяют полученную информацию и передают её в кору головного мозга. В результате этих процессов активируется кора мозга, благодаря чему человеческий мозг может правильно реагировать на сведения, которые таламус получил от органов чувств.

Во время быстрого сна холинергические клетки активируют таламус, что вызывает всплеск нейронных колебаний, подобный тому, который наблюдается у бодрствующего человека. Однако поток моноаминов, идущий из верхней части ствола головного мозга в кору, не испытывает подобной активности. В результате этого информация, передаваемая таламусом в кору, воспринимается нами как сон. Когда активируются нервные клетки, содержащие моноаминовые нейротрансмиттеры, они прекращают фазу быстрого сна.

Клетки ствола головного мозга, отвечающие за пробуждение человека ото сна, подвергаются воздействию двух групп нервных клеток гипоталамуса (который, кстати, как раз и отвечает за основные циклы нашего организма).

Одна из этих групп нервных клеток содержит ингибирующие (т.е. тормозящие) нейротрансмиттеры, такие как галанин и гамма-аминомасляная кислота. Когда эта группа нейронов активизируется, она, по мнению учёных, «отключает» двигательную систему и погружает человека в сон. Какой-либо вред, причинённый этой группе клеток, незамедлительно ведёт к бессоннице.

Вторая группа нервных клеток, расположенная в боковой части гипоталамуса, вызывает пробуждение человека ото сна и выходу из фазы быстрого сна. Она содержит орексин, посредством которого может посылать возбудительные импульсы двигательной системе, а в особенности - нервным клеткам, содержащим моноамины.

В ходе экспериментов, проводимых над животными, из их мозга полностью удалялся орексин, в результате чего у них проявлялись симптомы нарколепсии.

Схожий результат дал и другой эксперимент: был изучен головной мозг двух собак, от природы страдавших нарколепсией. Обследование показало, что у них имелись отклонения в гене, ответственном за выработку орексина.

Хотя у человека нарколепсия редко бывает связана с какими-либо генными отклонениями, у многих заболевших ей от 13 до 25 лет была обнаружена нехватка нервных клеток, содержащих орексин. Недавно проведённые исследования подтвердили, что у больных нарколепсией уровень орексина в головном мозге и в цереброспинальной жидкости необычайно низок. В общем, орексин играет очень важную роль в активизации моноаминной системы, а также препятствует неестественному переходу из состояния бодрствования к состоянию быстрого сна.

Гомеостаз и циркадные ритмы

Нашу потребность во сне и схему самого сна контролируют два основных показателя . Первый – это гомеостаз , потребность человека поддерживать равномерный режим сна. Существует несколько способов подать организму сигнал о том, что он нуждается во сне. Научно доказано, что уровень так называемого аденозина в головном мозге напрямую связан с активностью самого мозга и гомеостазом. Если человек бодрствует в течение длительного срока, то аденозин начинает накапливаться и таким образом воздействует на гомеостаз. Кстати, кофеин, повсеместно используемый как раз как способ справиться с сонливостью, блокирует действие аденозина.

Если человек не высыпается, то потребность во сне постепенно приводит его к упадку умственной активности. Затем, когда у него появляется возможность поспать, человек обычно спит больше обычного – «отсыпается», так сказать. К слову, это самое «отсыпание» всегда начинается с фазы медленного сна.

Второй показатель, влияющий на режим сна – циркадные ритмы.

Супрахиазмальное ядро – небольшая группа нервных клеток, которая служит в качестве внутренних часов человеческого организма. Эти нервные клетки проходят 24-часовой биохимический цикл, определяя время для физической активности организма, для сна, выброса гормонов и других естественных потребностей человека.

Супрахиазмальное ядро также получает сигналы от сетчатки глаза, чтобы в нужное время при необходимости корректировать внутренние часы организма в соответствии с природным циклом смены дня и ночи. Супрахиазмальное ядро посылает сигналы в соседнюю часть головного мозга – паравентрикулярное ядро. То, в свою очередь, взаимодействует с дорсомедиальным ядром гипоталамуса, а оно – с вентролатеральным ядром, в котором клетки, содержащие орексин, контролируют процесс сна и определяют время перехода к пробуждению.

Бодрствующий и спящий мозг