Внутренних органов, мышц к коре больших полушарий мозга.

Ростовский Государственный Университет

 

Факультет психологии

 

 

Физиология сна

 

 

Реферат

Студента 2-го курса факультета психологии ОЗО РГУ

Большанина Алексея

 

 

Ростов-на-Дону

 

2001.

 

 

Оглавление

 

Введение                                                          3

Глава 1. Теории сна                                        5

1. 1. Циркуля торная теория сна                                5

1. 2. Гистологическая теория сна                              6

1. 3. Гуморальные теории сна                                   7

1. 4. Физическая теория сна                                      9

1. 5. Нейрофизиологические теории сна                 9

1. 6. Корково-подкорковая теория сна Анохина      12

1. 7. Роль процессов возбуждение и торможение в механизме сна                                                            13

1. 8.Значение открытия биотоков мозга для дальнейшего изучения механизмов сна                                          13

1. 9. Роль ретикулярной формации в механизме регуляции сна и бодрствования                                14

1. 10. Некоторые представления об активном характере механизмов сна                                                          15

1. 11. Современные представления о механизмах сна 16

Глава 2. Стадии и фазы сна                            20

2. 1. Стадии Сна                                                         20

2. 2. Фазы сна                                                             21

Глава 3. Значение и функции сна                  25

Заключение                                                        29

Список использованной литературы.            31

 

 

Введение

 

 

С древнейших времен, вероятно, еще с тех пор, как человек обрел сознание и только начал мыслить, его глубоко интересует вопрос о природе и механизмах одного из самых таинственных. И даже мистических феноменов человеческой психики - сон. Как только человек стал осознавать свои сновидения, он начал пытаться найти им объяснение и задумываться об их происхождении. Поэтому за тысячелетия человеческой цивилизации накопилось большое количество различных гепотиз и теорий сна. В конце XIX в. Аршанский разделил историю изучения сна на четыре периода: фетишистский, теологический, метафизический и эмпирио-психолого-физиологический.

Фетишистский нашел свое выражение в народных воззрениях, поверьях и сказках - удивительно похожих у древних и современных народов. Среди них мы находим предания о странствующем духе, исчезающем во время сна и возвращающемся утром; древние греки рассматривали сон как дар, посылаемый людям богом сна крылатым Морфеем, одним из сыновей бога гипноса.

Однако уже и тогда высказывались глубокие материалистические взгляды на сон. Так еще Демокрит считал, что сущностью сна является продолжающаяся автоматическая деятельность мозга при отсутствии восприятия.

Средние века мало, что добавили к уже имеющимся представлениям, но уже в XIX в. Начинается активная исследовательская деятельность в области изучения механизмов сна. Поочередно, ведущее положение захватывала та или иная теория.

Именно об этом периоде в изучении физиологии сна пойдет речь в первой главе, где будут представлены некоторые, наиболее популярные в прошлом и, более или менее, состоятельные теории сна, а также основные современные взгляды на эту проблему.

Во второй главе будет продолжен разбор современных представлений о механизмах сна. В ней рассматриваются стадии и фазы сна.

Поскольку значение сна в жизнедеятельности человека очень велико, обойти этот вопрос, рассматривая проблемы сна, не считается возможным. Поэтому третья глава настоящей работы полностью посвящена этой теме. В ней описаны некоторые, наиболее значительные функции сна, а также его значение для нормального протекания жизненных процессов в организме человека. 

 

 

Глава 1.

Теории сна

 

 

1. 1. Циркуля торная теория сна Как уже отмечалось, с конца XIX века началась бурная исследовательская деятельность в области физиологии как нервной системы в целом, так и отдельных ее феноменов и, в частности, сна. Раньше других сформировалась циркуля торная или гемодинамическая теория сна. Начало ей положил еще в VI веке Алкмен, считавший, что сон вызывается переходом крови из артерий в вены, а пробуждение обратным процессом.

В дальнейшем сон и бодрствование связывали с кровенаполнением мозга. Так, например, Клод Бернар, Блуменбах, Массо, Тарханов и др. утверждали, что сон сопровождается анемией головного мозга; Велис и Моргани - усиленным его кровенаполнением; Форнейс считал органом сна щитовидную железу, оттягивающую кровь от мозга к шее; Озборн приписывал ведущую роль сосудистым сплетениям мозговых желудочков, набухание которых приводит к сдавливанию мозга. Пуркенье также объяснял наступление сна накоплением в мозгу крови. Однако он пошел дальше и рассматривает это состояние, как результат набухания нервных центров, с давления за счет этого нервных волокон и, как следствие, снижение нервной проводимости. Во время пробуждения, кровь отливает от мозга и сообщение между отделами головного мозга восстанавливается.

При дальнейшем, экспериментальном рассмотрении этих взглядов, с помощью реоэнцефалографии было установлено, что заметного изменения кровенаполнения мозга во время сна и бодрствования не происходит. Дальнейшие, более детальные исследования кровенаполнения мозга во время сна и бодрствования показали, что оно не одинаково даже в течение ночи: имеются фазы, когда кровенаполнение снижено, или периоды, когда его уровень не отличим, или даже превосходит степень наполнения кровью, характерную для состояния бодрствования. Таким образом, удалось подтвердить наличие колебаний кровенаполнения и, тем самым, понять взгляды исследователей прошлого. 

Стало очевидным, что эти колебания соответствуют определенному состоянию нервной системы, но все же не обусловливают его.

 

1. 2. Гистологическая теория сна В конце XIX века получила распространение, так называемая, гистологическая теория сна. Согласно этой теории, воспринимающие нейроны изменяют во время сна свою форму, втягивая свои окончания, порывая тем самым связь с внешним миром. Этот процесс, по мнению приверженцев этого направления, и обусловливает наступление сна. При сильных раздражениях нейроны восстанавливают свою форму.

Крупный отечественный морфолог Догель обнаружил в дендритах нейронов узловатые вздутия, обозначенные им как варикозные утолщения. Согласно его взглядам, во время сна происходит паралич воспринимающих аппаратов нервной клетки. Но эти факты не были подтверждены.

В связи с современными представлениями, об отсутствии торможения нейронной деятельности во время сна, трудно ожидать принципиальных различий в морфологии нервной клетки в периоды сна и бодрствования.

 

1. 3. Гуморальные теории сна Уже во второй половине Xx века немецкий ученый Юнг высказал предположение о синтезе нуклеиновых кислот в клетках головного мозга. Им было показано, что деление клетки продолжается 7 часов, то есть соответствует времени отводимому для сна. Но поскольку известно, что нейроны не делятся, и с возрастом их количество уменьшается, то, если предположение Юнга обосновано, то оно отражает лишь процессы происходящие лишь в глии - опорных клетках мозга. В связи с этим возникает вопрос о взаимосвязи смены сна и бодрствования с обменными процессами между нейронами и глией.

Затем в этом направлении начали подробно разрабатываться гуморальные, химические, токсические теории. Начались активные поиски веществ, которые можно было бы представить в качестве факторов вызывающих сон: обеднение кислородом, накопление углекислого газа, карбоновые и молочные кислоты, холестерин и т.п.

Наиболее интересными опытами, укрепившими на некоторое время позиции гуморальных теорий, являются, проведенные еще в начале Xx века, исследования Лежандра и Пьерона. Они рассматривали сон как результат накопления в крови и тканях, в том числе и в мозгу, токсических продуктов обмена, возникающих в результате утомления. Суть этих экспериментов состояла в том, что собакам не давали спать в течении 11 дней. Затем их забивали, и экстрагированные из их мозга вещества вводили нормальным собакам, после чего у них, практически сразу обнаруживались признаки крайнего утомления и они впадали в глубокий сон. Впечатление от работ Лежандра и Пьерона было чрезвычайно глубоким. Остромысленский по этому поводу писал в 1918 году, что они почти исчерпали вопрос о природе и механизмах сна.

Между тем, по мере дальнейших исследований, накапливались разноречивые данные, подтверждавшие или опровергавшие гуморальную теорию сна. Так, например Клоперетт утверждал, что мы часто засыпаем, не будучи утомленными, и, наоборот, сильная усталость не дает нам уснуть.

Существенным ударом по этим теориям явились наблюдения за сиамскими близнецами, обладавшими общим кровообращением. Анохин с сотрудниками установили, что сон даже у имеющих общее мозговое кровоснабжение близнецов, наступает не одновременно. Так что, если в основе лежит накопление каких-либо гуморальных агентов, то понять разновременность наступления сна у подобных близнецов не представляется возможным.

Но, несмотря на все эти открытия, накопление фактов, свидетельствующих о значении ряда веществ, в том числе и гипотетических, продолжалось. Были изучены роль кислотного равновесия, содержания магнезии, уровня секреции гармонов железами внутренней секреции. В результате этих исследований, ученые опять нашли убедительные доказательства правомочности гуморальной теории сна.

О наличии гуморальных веществ, циркулирующих в крови во время сна, говорят убедительные данные, полученные швейцарским нейрофизиологом Монье в 1965 году. Эксперименты проводились на двух собаках с перекрестным кровообращением. При раздражении определенных участков мозга одной собаки, вторая собака тоже засыпала, хотя ни каких нервных связей между ними не было. Эффект этот можно было бы объяснить только переносом какого-то вещества вызывающего сон.

Под влиянием этого, Начали появляться гипотезы о роли некоего гипотетического вещества в возникновении быстрого или парадоксального сна. Делались попытки идентифицировать эти химические факторы. В результате чего было выявлено избыточное накопление во время сна ряда активных биологических веществ: ацитилхолина, гамма-аминомасленной кислоты, серотанина.

Следовательно, начатые еще в прошлом веке исследования развивались и развиваются в настоящее время, хотя гуморальным факторам не придается решающее значение.     

 

1. 4. Физические теории сна Менее плодотворными и долговечными оказались выдвинутые еще в XIX веке физические теории сна. Согласно им, важную роль в механизме сна играет изменение вязкости крови: в период бодрствования кровь становится постепенно все более густой и вязкой, что затрудняет ее циркуляцию и, в конце концов, приводит к возникновению сна.

Согласно асматической гипотезе, имеет решающее значение повышение асматического давления крови, которое становится более гипертоническим и отнимает жидкость у мозга.

Это направление исследований оказалось мало перспективным, и в дальнейшем не разрабатывалось.

 

1. 5. Нейрофизиологические теории сна еще с середины XIX века появились и начали развиваться нейрофизиологические теории. В этих исследованиях выявилось два направления.

первое основывалось на представлении об уменьшении поступления импульсов в мозг в результате нарушения притока информации из внешней среды. Во всех более или менее серьезных трудах по этому вопросу приводятся клинические наблюдения Боткина и немецкого невропатолога Штрюмпеля за больными со значительными сенсорными нарушениями. Эти клинические наблюдения затем были развиты экспериментально: Сперанский, Галкин, Невский. В этих экспериментах у собак и кошек перерезали афферентные проводящие пути, после чего у подопытных животных отмечалось резкое увеличение продолжительности сна. Однако последующие исследования свидетельствовали об умеренной роли органов чувств в регуляции сна и бодрствования.

Параллельно развивались исследования и по второму пути, связанные с изучением, так называемого, центра сна. У истоков этого направления тоже стоят клиницисты.

В самом конце XIX века венский окулист Малднер, наблюдая больных энцефалитом “Нона”, пришел к выводу, что причиной этого заболевания является поражение гипоталамуса. Поскольку импульсы, поступающие из внутренней среды, воспринимаются и оцениваются гипоталамусом, его поражение приводит к нарушению потока информации из внутренней среды организма, что и ведет к сонливости.

Последующие годы принесли большое число фактов, подтверждающих наличие в мозгу зоны играющей особую роль в регуляции сна и бодрствования. В начале второй мировой войны, австрийский невролог Эконон, наблюдая больных летаргическим энцефалитом, практически идентичного энцефалиту “Нона”, предположил существование в гипоталамусе двух центров: орального, поражение которого вызывает бессонницу и каудального, разрушение которого влечет за собой патологическую сонливость.

Роль гипоталамуса и верхних отделов ствола головного мозга в механизме регуляции бодрствования и сна, подтвердились затем и экспериментально, путем разрушения и раздражения определенных зон головного мозга. Важную роль в этом направлении сыграли опыты швейцарского нейрофизиолога Гесса. Ученый вживлял кошкам электроды в различные отделы гипоталамуса и зрительного бугра, при раздражении которых у животных наступал сон.

Новой главой в изучении теории сна явились исследования школы академика Павлова. Учеными было замечено, что у собак в процессе выработки условных рефлексов и применении внешних раздражителей, которые в больших полушариях производят тормозной процесс, возникала сонливость или сон. Особенно часто это состояние отмечалось при использовании близких по интенсивности раздражителей. В этой ситуации возникало торможение, распространение которого по полушариям мозга и вызывало сон. “Торможение и сон - это одно и то же”, - писал Павлов.

Но одновременно с этим, Павлов допускал и другой механизм развития сна. Трактуя опыты с перерезкой нервов, он пришел к заключению, что при этом возникает выключение рецепторов, воспринимающих информацию из внешней среды, и большие полушария лишаются массы раздражений, поступающих к ним в нормальных условиях.  

С течением времени, положение о разлитом торможении во время сна не подтвердилось.

 

1. 6. Корково-подкорковая теория СНА Анохина В 1945 году Анохин развил ряд классических положений Павловской школы о механизмах возникновения сна. Им была предложена корково-подкорковая гипотеза, согласно которой, сон рассматривается как торможение корковой деятельности. Ряд корковых областей, особенно лобные отделы, оказывают постоянное влияние на некоторые гипоталамические центры. Торможение активных корковых зон приводит к высвобождению гипоталамических образований остающихся активными в течение всего периода сна. Освобожденные гипоталамические центры направляют возбуждение в область таламуса, где блокируется прохождение импульсов идущих от органов чувств,

внутренних органов, мышц к коре больших полушарий мозга.

Близкие к описанным положениям взгляды развивались и Гращенковым. Эти представления сыграли на определенном этапе положительную роль, подчеркнув значение глубинных отделов мозга в регуляции сна и бодрствования.

1. 7. Роль процессов возбуждения и торможениЯ в механизме сна Рассматривая физиологические механизмы сна, нельзя обойти вниманием ранее широко распространенные представления о

решающей роли процессов возбуждения и торможения в регуляции сна и бодрствования. Согласно им, сон рассматривается как результат торможения нейронов мозга. Однако, при дальнейшем рассмотрении механизма сна было доказано, что сон - это активный процесс. Также было установлено, что в период сна осуществляется активная психическая деятельность, проявление которой невозможно при заторможенном состоянии нейронов.

Окончательное опровержение, существовавшим представлениям о ведущем значении тормозного процесса, дали экспериментальные исследования электрофизиологов, которые показали, что во время сна не отмечается количественного преобладания заторможенных нейронов над возбужденными. Многие нейроны даже усиливают спонтанную активность во сне, активность же других, действительно, снижается. Так, например, возбудимость корковых нейронных систем в проекционных зонах коры возрастает.