Парадокс нашего сна: тело спит — мозг работает!

  1. Фазы сна
  2. Открытие парадоксального сна
  3. Почему его назвали парадоксальным?
  4. Особенности БДГ-фазы
  5. Парадоксальный сон как ступень эволюции
  6. Выявление БДГ-фазы в исследованиях
  7. Сонный паралич
  8. Заключение

Фазы сна

Человек не может существовать без полноценного отдыха и сна. Треть своей жизни люди вынуждены тратить на сон, во время которого восстанавливаются силы, а все органы находятся в состоянии покоя.

До изобретения электроэнцефалограммы ученые-сомнологи были уверены, что на протяжении всего ночного отдыха мозг человека также отдыхает. Когда впервые стали проводить исследования ЭЭГ на спящих людях, то учёные смогли разграничить некоторые фаза сна и переходов к нему.

  1. Время бодрствования. ЭЭГ улавливает волны бета-ритма. Чем больше человек сконцентрирован и занят умственной деятельностью, тем выше этот ритм. Если требуется максимальное внимание, то на записи можно увидеть гамма-волны, которые появляются при сильной мозговой нагрузке.
  2. Время расслабления. Аппарат показывает наличие альфа-волны, которая говорит, что человек готов постепенно идти спать.
  3. Время засыпания. Это та самая переходная часть от бодрствования ко сну. ЭЭГ ловит тета-ритм: исследуемый максимально расслаблен, у него появляется зевота и снижается частота биения сердца.
  4. Сон. Датчик показывает преобладание дельта-волн, которые означают, что человек глубоко спит.

На основании этих исследований и были выведены 4 основные фазы сна человека:

  • первая стадия — дремота;
  • вторая — неглубокое засыпание;
  • третья — полноценное засыпание;
  • четвёртая — глубокий сон.

ээг.jpg

Открытие парадоксального сна

До 1953 года пользовались именно четырёхступенчатой классификацией сна, пока сотрудники Чикагского университета не сделали интересное открытие.

В своих исследованиях 2 юных учёных Юджин Асерински и Натаниэль Клейтмен выявили одну занимательную вещь.

Важно: во время сна испытуемые люди начинали быстро вращать глазными яблоками через закрытые веки. Со стороны это выглядело, как будто они наблюдают за чем-то очень динамичным. При этом люди действительно крепко спали, и разбудить их было очень сложно.

Когда добровольцев испытаний всё же удавалось разбудить, то каждый из них рассказывал о своих ярких и красочных сновидениях.

На основании этого наблюдения и была выведена пятая стадия сна — БДГ-фаза («быстрые движения глаз»). В английском написании: REM-phase (rapid eye movement).

Почему его назвали парадоксальным?

Весь парадокс этой фазы заключается в том, что по физическим показателям человек очень крепко спит. Он не реагирует на внешние раздражители (шум, яркий свет, громкие звуки), а его мышцы находятся в максимально расслабленном состоянии, приближенном по динамике к параличу.

сон.jpg

При этом активность головного мозга по данным ЭЭГ соответствует фазе полного бодрствования. Мозг посылает сигналы на сердце, которое начинается сокращаться на дневном уровне, и начинается усиленный кровоток ко всем органам. Увеличивается частота дыхания, происходит выработка гормонов.

Справка: такое состояние человека по-научному называют «вегетативной бурей».

По сути, получается самый настоящий парадокс: по параметрам мозговой деятельности, дыхательной и кровеносной систем человек не спит, но на самом деле находится без сознания и в состоянии, похожем на паралич.

Особенности парадоксальной стадии

Как и все другие стадии, БДГ-фаза идёт по цикличному сценарию, повторяясь несколько раз за ночь, но не более 20 минут в каждом цикле. В общем объёме она занимает примерно четверть всего ночного сна — приблизительно 120 минут. Именно такими повторами этой стадии можно объяснить, что мы способны видеть и запомнить несколько сновидений в течение ночи. В среднем состояние парадоксального сна наступает примерно через полтора часа после засыпания.

Если условно нарисовать график сна, то четыре фазы, предшествующие БДГ-стадии, будут кривой, стремящейся вниз, а сама REM-фаза станет пиком и выведет кривую на синусоиду. Исходя из вышеизложенного, подобная синусоида носит повторяющийся характер.

Важно: чем больше у человека нагрузка на мозг в течение дня, тем дольше длится эта фаза. Это наблюдение имеет и обратный эффект — при большой физической дневной нагрузке, стадия парадоксального сна минимальна.

Всем нам знакомо состояние — «спит как убитый». Если человек физически устал за день, например, при тяжёлой работе или при спортивных тренировках, то ночью сновидений, о которых поутру он вспомнит, не будет.

Наша нервная система имеет собственный «пульт управления» — спинной мозг. Во время БДГ-сна все мышцы блокированы этим «пультом». Но почему тогда глазное яблоко приходит в движение?

Ответ в физиологии: мышцы глаз — это единственные мышцы в теле человека, которые не зависят от спинного мозга. Они сокращаются, и поэтому создаётся впечатление быстрого моргания под закрытыми веками.

Парадоксальный сон как ступень эволюции

Изначально открытие новой фазы сна не укладывалось в общую картину по Дарвину. В животном мире есть только 2 элемента жизни: активная часть и спокойная, бодрствование и сон. Наличие пограничного состояния не присуще никаким другим видам, кроме человека. Быстрый сон по параметрам активной жизни — это отдельное эволюционное приобретение.

Во время этой стадии у человека, как у представителя класса млекопитающих, отсутствует терморегуляция, что свойственно другому классу животных — хладнокровным. То есть во время парадоксального сна наш организм не держит собственную температуру тела, а пытается прийти в тепловое равновесие с окружающей средой.

Справка: в теории, если бы такая фаза длилась всю ночь, температура тела человека была бы равна температуре вокруг него.

Выявление БДГ-фазы в исследованиях

По причине, что данные стадии парадоксального сна и стадии активной деятельности мозга практически равны по улавливаемым волнам, учёные добавили отдельные условия:

  • подключение измерений активности глаз — электроокулограммы (ЭОГ);
  • измерение сокращений мышечных волокон шеи — электромиограмма (ЭМГ).

В случае если ЭЭГ показывает активные бета-волны, ЭОГ фиксирует движение, а ЭМГ отражает данные по покою шейных мышц, можно смело говорить о стадии парадоксального сна.

Все три исследования вкупе помогают выявить серьёзные нарушения сна, особенно если у пациента есть проблемы по цикличности ночного отдыха.

Сонный паралич

Другое название этого заболевания — катаплексия при пробуждении. Человек находится в сознании и понимании происходящего вокруг, но не состоянии пошевелить никакими мышцами, кроме глазных. Это происходит при аномалии БДГ-фазы: больной резко просыпается, его мозг, по причине активности ещё во сне уже готов к работе, но тело работать пока не может.

Сонный паралич длится от нескольких секунд до нескольких минут. Физиологически он безвреден для человека, но может нанести психологический урон или привить новые фобии, например боязнь сна — гипнофобию.

Заключение

Человеческий мозг со всеми его возможностями до конца не изучен. Исходя из полувековых наблюдений и экспериментов со сном, учёные до сих пор не смогли найти ответ, как наладить БДГ-фазу. При нарушении стадии парадоксального сна есть только вспомогательные терапии, направленные на уравновешивание физической и умственной нагрузки либо на принятие ноотропных препаратов.