Эти данные являются прямым доказательством того, что, как уже говорилось, разлитого торможения во время сна не существует.

1. 8.Значение открытия биотоков мозга для дальнейшего изучения механизмов сна Решающую роль в дальнейшем, более глубоком, изучении механизмов сна, сыграло открытие биотоков мозга, впервые записанных мэром Ливерпуля

Лордом Ричардом Катеном еще в 1875 году. Впервые, в клинических условиях, электроэнцефалография была применена австрийским ученым Бергером. Сразу же выявилось, что биотоки бодрствования резко отличаются от ритмов сна. Последующие исследования Джаспера, Эдриана и др. подтвердили это достаточно четко.

Ими было установлено, что чем выше уровень бодрствования, тем менее выразительной выглядела энцефалограмма, чем глубже сон, тем более четкими и крупными вырисовывались кривые биотоков мозга. Здесь речь идет лишь об оценке амплитуды колебаний. Показатели их частоты характеризуются урежением по мере углубления сна, а при повышении уровня бодрствования - учащением. Исключение из этого правила наблюдается только при переходе от бодрствования к ранним фазам сна. 

 

1. 9. Роль ретикулярной формации в механизме регуляции сна и бодрствования Используя новые возможности электроэнцефалографии, бельгийский нейрофизиолог Бренер провел в 1935 - 36 годах очень важные эксперименты на препаратах “изолированный мозг” и “изолированный конечный мозг”. В результате этих опытов выяснилось, что механизмы поддерживающие бодрствование расположены в стволе головного мозга.

Следующим шагом в направлении уточнения локализации механизмов лежащих в основе бодрствования Стали проведенные в 1949 году эксперименты Мегоном и моруци. Раздражая электрическим током ограниченную зону ретикулярной формации ствола мозга, они получили реакцию пробуждения у спящей кошки. Результаты этих экспериментов позволили им предположить, что картина сна, поведенческая и энцефалографическая, полученная на препарате «конечный изолированный мозг», обусловлена отсечением от полушарий активирующей восходящей системы ретикулярной формации независимой от афферентных путей.

Дальнейшие исследования в этом направлении провела группа калифорнийских нейрофизиологов Мегон, Линцей и др. Они разрушали афферентные пути различных анализаторов, сохраняя лишь связи ретикулярной формации ствола с корой больших полушарий. Изменения энцефалограммы у подопытных животных не было. Если же, наоборот, все Проводящие пути сохранялись, а разрушалась только ретикулярная формация - наступал сон. Таким образом, появилось существенное дополнение к уже имевшим место положениям о роли сокращения импульсации поступающей в мозг в возникновении сна. Оказалось, что сон наступает при разрушении определенной зоны неспецифической ретикулярной формации.

Несмотря на то, что приведенные данные имеют огромное значение, уточняя роль неспецифических систем мозга, все же, в каких-то чертах, они повторяли существовавшие и ранее подходы. Как вывод из всех полученных данных может возникнуть представление о пассивном механизме сна, между тем как уже накопилось достаточное количество данных, говорящих об активном характере организующих сон процессов.

 

1. 10. Некоторые представления об активном характере механизмов сна Еще Гесс, раздражая электротоком определенные отделы таламуса и гипоталамуса, вызывал у кошек поведение характерное для сна. Дальнейшие энцефалографические исследования, с локальным разрушением и раздражением определенных отделов мозга, подтвердили наличие в мозгу аппаратов, активное состояние которых обеспечивает наступление поведенческой и энцефалографической картин сна. Такие структуры были обозначены как синхронизирующие, а структуры активирующие - как де синхронизирующие.    

Еще в 1934 году Эдриан предложил оценивать биопотенциалы мозга с точки зрения возникновения синхронизации - Медленные, высоко-амплИтудные волны и десинхронизации - быстрые, низко амплитудные волны. Затем выяснилось, что синхронизирующие аппараты, усиливающие свою деятельность во время сна, расположены на нескольких уровнях головного мозга. Основными среди них являются: таламическая синхронизирующая система, структуры переднего гипоталамуса и перегородки, расположенный в нижних отделах ствола, синхронизирующий аппарат Моруци.

Эти открытия привели к совершенно новому представлению о наличии структур, активно организующих сон, который не является пассивным процессом, возникающим в связи с исчезновением бодрствования.  

 

1. 11. Современные представления о механизмах сна В результате многолетних экспериментальных исследований, к настоящему времени оформились представления о существовании в мозгу двух систем, регулирующих сон и бодрствование.

Одна из них – восходящая активирующая ретикулярная система расположена в верхних отделах ретикулярной формации ствола головного мозга и в задних отделах гипоталамуса. При раздражении этой системы на электроэнцефалограмме появляется десинхронизация, уплощение и ускорение ритмов, что у спящих испытуемых приводит к пробуждению, а у бодрствующих к повышению бдительности.

 Все периферические стимулы оказывают влияние на эту систему через коллатерали, которые отходят к ней от афферентных путей всех сенсорных систем. Непосредственное раздражение корковых полей и некоторых других глубинных образований мозга может также вызвать пробуждение.

 Как показали эксперименты, некоторые из них описаны выше, раздражение всех отделов мозга, а также активных его систем, воспринимающих внешние и внутренние воздействия, оказывают пробуждающее воздействие через восходящую активирующую систему.

Кроме восходящей активирующей ретикулярной системы существует еще и активирующие аппараты в лимбической системе: миндалины, гиппокамп, ядра талам уса, функционально тесно связанные с аппаратами ретикулярной формации гипоталамусом.

Вторая, гипногенная система имеет более сложную архитектуру. Ее активность определяет длительность и глубину сна.

Эта система включает многие аппараты мозга и химически неоднородна, т. к. в качестве медиаторов используются ацитилхолин, серотанин, гамма-амино-масленная кислота и др.

Среди многочисленных аппаратов, образующих гипногенную систему, можно выделить три основных ее отдела.

Первый находится в нижних отделах ствола, где находятся, описанный выше синхронизирующий аппарат Моруци и открытая в конце шестидесятых годов XX века французскими нейрофизиологами синхронизирующая структура. Нижнестволовые синхронизирующие структуры тесно связаны с пирамидным синусом, раздражение которого ведет к усилению их деятельности. Другая гипногенная зона находится в области переднего гипоталамуса и перегородки. Еще одно важное звено в системе синхронизирующих аппаратов – таламическая синхронизирующая система. При раздражении низкочастотным током определенных ядер таламуса наблюдается синхронизация и наступает сон. Некоторые исследователи считают этот аппарат главной гипногенной структурой, т. к. сон, наступающий при ее раздражении, длителен и неотличим от нормального, а также вызывается легче и быстрее чем при раздражении других структур.

 Раздражение этих структур электротоком любой частоты приводит к синхронизации энцефалографических ритмов и наступлению сна, а при низкочастотном раздражении сон можно вызвать, воздействуя и на другие структуры мозга и даже на периферические нервы. При высокочастотном раздражении, как уже говорилось вызывается десинхронизация. Все это свидетельствует о распространенности синхронизирующих и де синхронизирующих аппаратов в нервной системе.

Поскольку существует два типа сна, о чем речь пойдет в следующей главе, необходимо подчеркнуть, что описанные структуры обеспечивают медленный сон, быструю фазу сна обеспечивают структуры среднего отдела ствола мозга – ретикулярные ядра варолеева моста, при разрушении которых быстрый сон не наступает.

Итак, в мозгу существует две системы регулирующие сон и бодрствование. У этих систем имеются подсистемы, включающие различные формы сна в определенной последовательности. В связи с этим, было выдвинуто предположение о существовании в мозгу координирующего аппарата, который регулирует включение в определенное время отдельных систем в целом, а затем и их подсистем. Речь идет о сложном комплексе, расположенном преимущественно в передних отделах больших полушарий мозга, лимбических аппаратах и гипоталамусе.  

Хотя ведущая роль в регуляции сна и бодрствования, в настоящее время, признана за механизмами центральной нервной системы, современной наукой совсем не игнорируются положения о значении некоторых активных химических веществ в регуляции сна и бодрствования, которые разрабатывались в рамках гуморальных теорий сна.

Несмотря на то, что за последние годы было сделано большое количество открытий при изучении механизмов сна, активная исследовательская деятельность в этой области продолжается и в наши дни. Толчком, значительно расширившим поле для дальнейших исследований, стало открытие стадий и, что самое главное, двух типов сна.

 

Глава 2.

Стадии и фазы сна

 

 

2. 1. Стадии сна Как уже говорилось, решающее значение для понимания механизмов сна имело открытие еще в 1875 году биопотенциалов мозга. В процессе исследования этих потенциалов выяснилось, что разница между ними существует не только во время сна и бодрствования, но и что в течение сна они не однородны и подвержены закономерной трансформации. В 1937 - 38 годах английские ученые Лумес, Хорвей, Хабарт, Девис сделали первую попытку систематизировать полученные кривые и описали 5 энцефалографических стадий сна.

Согласно их классификации, первая стадия A) характеризуется наличием доминирующего ритма покоя - альфа ритма, соответствующего состоянию расслабленного, пассивного бодрствования. Однако, альфа ритм становится не равномерным, амплитуда его снижается, периодически он исчезает. Вторая стадия B) - дремота, поверхностный сон. Он характеризуется уплощенной картиной электроэнцефалограммы, исчезновением альфа ритма и появлением на этом фоне не регулярных медленных волн тэта и дэльта диапазона. Третья стадия сна C) - сон средней глубины. Характеризуется сонными веретенами волн средней амплитуды с частотой 12 – 18 в сек. Четвертая стадия D) – глубокий сон, в котором появляются регулярные Дэльта волны с частотой 2 волны в сек., высокой амплитуды: 200 – 300 Вольт, сочетающиеся с сонными веретенами. Пятая стадия E) – еще большее углубление сна. Характеризуется более резкой дэльта активностью: 1 волна в сек. И еще большей амплитудой: до 600 Вольт. В дальнейшем делались попытки усовершенствовать эту классификацию. За счет увеличения стадий и под стадий. Так, например, Латыш и Вейн, изучая стадии засыпания у некоторых групп больных с патологической сонливостью, подразделили стадию A) на две под стадии, а стадию B) на четыре.      

Таким образом выяснилось, что за каждой картиной биопотенциалов мозга стоят реальные физиологические механизмы. На основании данных электроэнцефалограммы установлено, что физиологический сон заключается в постепенном переходе от поверхностной СТАДИИ к средней, а от средней к глубокой, после чего постепенно возвращается к поверхностным стадиям сна и пробуждению. Скорость этих переходов различна и имеются индивидуальные особенности длительности течения каждой из стадий.  

 

2. 2. Фазы сна Считается, что первые исследования, давшие толчок к открытию двух типов сна сделал в 1953 году Юджин Азиринский в Чикагском университете. Он заметил у детей периодически появляющиеся во время сна быстрые движения глаз (БДГ), сопровождающиеся на энцефалограмме быстрыми низковольтными волнами десинхронизации. Затем эти же движения установили и другие ученые уже у взрослых испытуемых.

Так во время физиологического сна периоды БДГ регистрируются 4 –5 раз за ночь. Впервые они появляются через 60 – 90 минут после засыпания и следуют далее через примерно такие же промежутки. Было установлено, что длительность первого периода БДГ бывает короткой: 6 – 10 минут. Постепенно эти периоды удлинняются, достигая к утру 30 минут и более. В эти периоды на энцефалограмме картина, характерная для бодрствования, наступает после глубоких стадий сна E и к утру на фоне стадий D или C. Таким образом, было установлено, что ночной сон состоит из закономерных циклов, каждый из которых включает стадии B C, D E и стадию десинхронизации БДГ.

На основании полученных данных, фаза с десинхронизацией и БДГ была названа быстрым или де синхронизированным сном, т. к. в ней имеются быстрые ритмы. Таким образом, весь сон распался на медленный сон – стадии A, B, C, D, E и быстрый.

В ходе дальнейших исследований было установлено, что у взрослых людей быстрый сон занимает от 15 до 25% времени всего сна. В онтогенезе он появляется рано и доминирует в первый период жизни.

 Ярко выраженный в онтогенезе, быстрый сон поздно появляется в филогенезе. Впервые его можно обнаружить у птиц.

Изучение быстрой фазы сна показали, что хотя по своей электроэнцефалографической картине он может быть определен как поверхностный, пробудить спящего в этот период сложнее, чем в медленную фазу. Это дало право назвать его парадоксальным, глубоким в отличие от ортодоксального, легкого.

Именно в быстрой фазе сна человек видит сновидения, что было доказано путем пробуждения испытуемых в различные фазы сна. Оказалось, что во время медленного сна отчеты о сновидениях встречались редко: 7 –8%. В быстром регулярно: до 90%. Этот факт дал ученым возможность обозначить быстрый сон как сон со сновидениями и даже, по мнению некоторых авторов, считать, что подобное функциональное психическое состояние и вызывает к жизни эту фазу сна.

Физиологически, быстрый и медленный сон очень сильно отличаются друг от друга. Различия между ними четко выявляются, прежде всего, при анализе изменений в вегетативной нервной системе. Если в периоды медленного сна наблюдается урежение дыхания и пульса, снижение артериального давления, то в быстром сне возникает вегетативная “буря”: регистрируются учащение и нерегулярность дыхания, пульс неритмичный и частый, артериальное давление повышается. Подобные сдвиги могут достигать 50% от исходного уровня. В период быстрого сна выявлено также усиление гормональной активности; снижение мышечного тонуса: в этот период регистрируются нулевые электропотенциалы мышц; на фоне общего расслабления отмечаются отдельные судорожные движения, подергивания отдельных мышц или их групп, БДГ, именно в эту фазу человек может разговаривать во сне, в то время как в медленную фазу сна нет ни каких миотонических проявлений и человек, на протяжении всего этого времени, находится в состоянии относительного покоя.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что быстрый сон совершенно особое состояние, по сравнению с медленным, и что оценка сна, как однородного состояния в настоящее время не состоятельна. Это было доказано и Экспериментальными исследованиями, в ходе которых было установлено, что в реализации медленного и быстрого сна принимают участие различные формации мозга.

Большой вклад в изучение механизмов быстрого сна сделал Миш ель Жуве, который показал, что быстрый сон исчезает при локальном разрушении ядер ретикулярной формации, расположенных в варолеевом мосту.

Все эти открытия привели к тому, что некоторые исследователи даже начали выделять быстрый сон, как особое, третье состояние – Бодрствование, медленный сон, быстрый сон.

 

 

Глава 3.

Значение и функции сна

 

 

Значение сна в жизнедеятельности человека очень велико. Не даром, ведь, природа распорядилась так, что треть своей жизни мы проводим во сне. Сделанные наукой в последние десятилетия открытия дают этому убедительное подтверждение.

Как уже отмечалось, психическая деятельность во сне не прекращается, а лишь перестраивается и начинает выполнять другие, по сравнению с дневными, функции. Так, например, Деятельность экстероцептивные сенсорных систем во время сна резко ослабевает, в то время как энтероцептивные ощущения обостряются. Многие из “ночных” психических функций не изучены или до конца не поняты и до сих пор, но многое уже прояснилось и получило экспериментальное подтверждение.

Так, например, в результате экспериментальных исследований выяснилось, что сон играет важнейшую роль в протекании процессов памяти, мышления, особенно творческого. Было установлено, что во время сна происходит перевод накопленной за день информации из кратковременной памяти в долговременную. В результате этого, заучивание перед сном гораздо эффективней, нежели после пробуждения.

О значении сна в творческой деятельности наглядно свидетельствует большое количество произведений искусства, созданных под влиянием образов пришедших автору во сне, а также научных открытий, получивших окончательное оформление именно во сне.

Большое значение для человека имеет также и один из самых загадочных и, до сих пор, малоизученных феноменов нашей психики – сновидение. Прежде всего, интерес вызывает его значение с клинической точки зрения.

Во-первых, стало известно, что некоторые образы сновидений могут СИГНАЛИЗИРОВАТЬ О надвигающейся Болезни. Механизм этого явления достаточно прост. Известно, что импульсации пораженного органа начинает изменяться задолго до проявления первых симптомов заболевания. Но днем эти изменения не ощущаются, т. к. они заглушаются большим потоком внешней информации. Ночью же, когда приток ее резко ограничивается, образы, вызванные влиянием патологических импульсов на определенные зоны коры, предъявляются человеку в виде сновидений. Подробный анализ этих сновидений опытным клиницистом, отлично знающим этиологию, клинику, а что самое главное, генез заболевания, позволяет выявить, а возможно даже и предотвратить многие заболевания. Особую ценность этот метод имел бы при диагностике и лечении трудно поддающихся или считающихся неизлечимыми заболеваний, особенно онкологических. 

Другой важнейшей функцией сновидения можно считать тот факт, что некоторые из них, являясь, своего рода, виртуальной реальностью, позволяют, за счет отключения контроля сознания, эмитировать удовлетворение некоторых, подавляемых или вытесненных потребностей, реализации некоторых интересов и даже альтернативных сторон личности и т. д. Это способствует разрядке во сне эмоционального напряжения, связанного с подавлением этих потребностей в бодрствующем состоянии.

О важнейшей роли сна не только для поддержания нормальных условий протекания психической деятельности человека, но и для его здоровья и жизнедеятельности в целом, говорят опыты по лишению испытуемых сна на длительное время. Первые опыты, на щенках, были проведены Манассеиной еще в конце XIX века. Через 4 –6 дней животные погибали. При их вскрытии, в мозге обнаружилось кровоизлияние. Взрослые собаки не погибали, но у них обнаруживались изменения в лобных долях мозга. Через пол века эти же данные подтвердил Клейтман. При дальнейшем исследовании, у кроликов при лишении сна были обнаружены грубые нарушения в стволе головного мозга и в спинном мозге.

Первые сообщения о подобных опытах над людьми относятся к 1896 г., когда Американские исследователи Патрик и Гилберт изучали трех добровольцев, не спавших 90 часов. К этому времени у испытуемых сопротивление желанию уснуть было исчерпано. Их силы восстановились после 12 часового сна.

В двадцатых годах XX столетия серию исследований на 35 испытуемых провел Клейтман в чикагском университете. Добровольцы не спали примерно трое суток. Дальнейшие эксперименты Освальда, Вильямса и др. показали, что испытуемые могут находиться без сна и значительно более долгий срок. Так, например, в 1959 году появились сообщения о лишении сна в течение 7 суток, затем о том, что 32 летний Питер Траб провел без сна 200 часов, а 18 летний студент Ренди Гарднер не спал 264 часа.

У всех обследованных лишение сна сопровождается однотипными нарушениями: нарастает эмоциональная неуравновешенность, утрачивается корковая бдительность, нарастает утомление, появляется желание изменить окружающую обстановку, возникает суетливость, ненужные резкие движения, Человека начинают посещать нереальные идеи, появляется ощущение сдавления головы, засорившихся глаз. В результате последнего, зрение становится расплывчатым, а также теряется глубинное зрение, кажется, что колеблется пол. Через 90 часов появляются галлюцинации, короткие сновидения переплетаются с реальностью. Через 100 часов умственные задачи испытуемыми практически не выполняются. На 170-ом часе начинает проявляться дисперсонализация. К двухсотому часу испытуемые уже чувствует себя жертвой некоего садистского заговора и проявляет яркое психомоторное возбуждение. 

Несмотря на то, что длительное бодрствование приводит к столь тяжелым последствиям, 12 – 14 часовой сон снимает все эти патологические проявления. Беря во внимание этот, а также вышеприведенные в настоящей главе факты, трудно не согласиться с теми исследователями, которые, если и не опровергали, то, во всяком случае, ставили под сомнение представления о первичности бодрствования, а сна лишь, как состояния покоя и накопления сил. Необходимо признать, что сон не менее важное функциональное состояние организма, чем бодрствование, и что для того, чтобы обеспечить нормальные условия протекания психической деятельности и крепкое физическое здоровье, необходимо гармоничное их сочетание.

 

 

 Заключение

 

 

Поскольку проблемы сна находятся в той области научных исследований, каждое новое открытие в которой является не только ответом на поставленную исследователем задачу, но и ставит все новые вопросы и открывает новые направления для дальнейших исследований, дать более или менее подробный отчет на эту тему в короткой работе не представляется возможным. Именно поэтому в настоящей работе освещены лишь те представления о механизмах сна, которые, выдержав проверку временем и многократное экспериментальное подтверждение, стали уже классическими. Но, несмотря на это, необходимо отметить, что за последние десятилетия в изучении природы и механизмов сна был сделан прорыв, причем не только физиологами и психологами, но и представителями других, относительно новых смежных наук: кибернетики, квантовой психологии, хронобиологии и др.

Так, например, в настоящее время, не подлежит ни какому сомнению важная роль в механизме регуляции сна и бодрствования, открытых хронобиологией биоритмов - суточных ритмов. В ходе исследований было установлено, что человек не рождается с суточным ритмом, а постепенно его заучивает. Так, например, у новорожденных отмечаются часовые ритмы: половину часового цикла ребенок проводит неподвижно, а половину в движении. Постепенно ритм перестраивается, и период относительной неподвижности составляет восемь часов и приходится на ночь. Этот цикл был назван циркадным (от лат. Cirka dien – вокруг дня). Он характеризуется закономерной сменой интенсивности физиологических обменных процессов, совершаемых в организме.

Дальнейшие исследования показали, что циркадный ритм является строго индивидуальным и отличается большой устойчивостью. У ряда людей вообще не проявляется приспособление к меняющимся условиям жизни, у других же он Может быть сдвинут путем систематической тренировки.

 

Множество интереснейших открытий, раскрывающих “тайны” сна, было сделано учеными при изучении гипнотических состояний человека, патологических форм сна, состояния пассивного бодрствования. Не меньший интерес представляют, сделанные за последние годы открытия при изучении природы и физиологии сновидений. А в самое последнее время ученые обратили наконец-то свое внимание на издавна интересующий человека, но относимый наукой в сферу проблем, если не эзотерических, то, по крайней мере, мета психологических, феномен так называемого “осознанного сновидения”. И хотя не все из последних открытий в области сна можно считать фундаментальными, многие из них противоречивы, а некоторые даже и сомнительны, но, тем не менее, современные направления научных исследований и темпы научно-технического прогресса дают возможность предположить, что дальнейшее изучение механизмов сна, в течение довольно продолжительного времени, будет весьма плодотворным, и приведет еще не к одному крупному открытию в области физиологии и психологии.

 

Список использованной литературы 

 

 

1) Вейн А. Бодрствование и сон. М., “Наука”, 1970.

2) Каструбин Ю. Ключ к тайнам мозга. М., “”, 1995.