Психология и физиология сна
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Сон
Сон родился в тепле
Метод изучения сна – полисомнография
Центры сна и бодрствования в мозге
Медленный и быстрый сон
Механизмы сна
Регуляторы сна
Сон у животных
В мире сновидений
Психологическая активность во сне
Путеводитель по детским снам
2. Сомнология
Электромагнитное поле мозга (изучение природы сна)
Медленная перезагрузка
Переспать с проблемой
История зарождения науки
Сомнология в России
Нарушения сна – сонные болезни
Заключение
Литература
Приложения
Введение
Качество нашей жизни в значительной степени определяется состоянием умственного и физического здоровья. Общество осознало, насколько важны для сохранения здоровья правильное питание и физическая активность. Значение же сна во многом остается недооцененным. Это обусловлено тем, что мы анализируем свои ощущения и происходящие с нами события во время бодрствования и рассматриваем сон, как пассивный период отдыха для души и тела.
Однако, необходимо задуматься:
· Природа настолько наивна, что сохранила сон в процессе эволюции и отобрала у людей и животных треть их жизни?
· Почему стоит не выспаться одну ночь — и уже болит голова, плохое настроение, снижена работоспособность?
Современная наука убедительно показала, что сон — это активный, сложный и многофункциональный процесс. Около 25% периода сна мозг настолько же активен, как при бодрствовании. Он проявляет высокую электрическую активность и ему требуется интенсивный приток крови. Сон важен для восстановления энергетических затрат мозга и тела, для нормального функционирования памяти. Во время сна вырабатываются определенные биологически активные вещества, как, например, гормон роста. В период сна усиливается деление клеток и происходит множество других процессов. Если в эксперименте животное лишить сна, то оно погибает.
Изучение сна привело к выявлению большого количества нарушений сна и выделению нового раздела медицины — медицины сна или, как ее еще называют, сомнологии — науки о сне. Диагностика и лечение различных расстройств сна требует не только специальных врачебных знаний, но и определенного, отвечающего современным требованиям, медицинского оборудования.
Я считаю тему о природе и тайнах сна очень интересной и познавательной и решила узнать о сомнологии как можно больше. Итак, тема моего реферата «СОМНОЛОГИЯ».
Сон родился в тепле
Считается, что сон появился вместе с терморегуляцией. Большая часть млекопитающих приспособилась к жизни путем организации терморегуляции (некоторые исследователи связывают это с великим оледенением).
В отличие от холоднокровных животных, у которых сна нет, а есть лишь бодрствование и покой, во время которого мозг отключается, мозг теплокровных активен и в состоянии покоя. В результате эволюции появилось особое состояние — сон; не покой и не бодрствование — во сне мозг работает. Иначе, чем в состоянии бодрствования, но почти так же активно.
Объяснить природу сна пытались с самых давних времен. Это еще до нашей эры пытались сделать такие мощные умы, как Эмпедокл, Гиппократ, Аристотель. Эмпедокл полагал, что сон возникает из-за отделения огня от остальных первоэлементов — воздуха, воды и земли, а попросту из-за уменьшения тепла в крови. «Отец медицины» Гиппократ изъяснялся проще, но, по сути, похоже: сон приходит из-за оттока крови и тепла во внутренние органы. Аристотель называл тепло «духами», которые появляются в результате поедания пищи и вызывают сонливость. В XVI веке Парацельс вполне приземленно объяснял причину сна дневным утомлением и призывал ложиться с закатом и вставать с рассветом. Было еще немало объяснений все с теми же мистическими терминами вроде «нервных духов» или «жизненных эфиров». Самым симпатичным мне показалось высказанное уже в XIX веке философское определение профессора физиологии и хирургии Филиппа Франца фон Вальтера: «Сон — это капитуляция нашей эгоистичной сущности перед коллективизмом естественного духа, слияние индивидуальной человеческой души с универсальным духом природы».
В пору расцвета естественных наук появились более рациональные объяснения загадки сна — изменения в нервных клетках, обеднение мозга кислородом и прочее. Однако проверить все эти гипотезы не было никакой возможности. Да и как проверять, если у объекта изучения не спросишь, что с ним происходит. Он может уже после сна лишь попытаться описать его качество — плохо или хорошо спал, просыпался ли, снилось ли что, а если снилось, то, что именно. В результате можно было лишь дать некие внешние характеристики вроде закрытых глаз, замедления дыхания, пульса, возможно, некоторого снижения температуры. Но эти же характеристики были вполне уместны при описании просто отдыхающего с закрытыми глазами человека.
Каждую ночь мы спим, и, как ни приятно нам это занятие, мы не понимаем, что мы делаем. Назначение сна все еще остается загадкой.
Сон – периодически наступающее физиологическое состояние у человека и у животных. Он характеризуется почти полным отсутствием реакций на внешние раздражения и уменьшением активности ряда физиологических процессов. Различают нормальный (физиологический) сон и несколько видов патологического сна (наркотический, летаргический и другие).
Метод изучения сна - полисомнография
Сон можно определить как «особое генетически детерминированное состояние организма человека (и теплокровных животных, т.е. млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определенных полиграфических картин в виде циклов, фаз и стадий» (В.М. Ковальзон).
Это сложное определение сна свидетельствует, во-первых, что сон - это неотъемлемая часть бытия человека, т.к. необходимость спать генетически предопределена и, во-вторых, что состояние сна может быть определено только с помощью специальных объективных методов. Для объективного изучения сна и его нарушений используется полисомнография (ПСГ). Это основной метод исследования сна человека.
Полисомнография - метод регистрации показателей жизнедеятельности во время сна. Слово происходит от слов poly- множественный, somnos - сон, grapho - пишу. Обычно ПСГ производится во время ночного сна.
Полисомнография - метод, включающий параллельную регистрацию электроэнцефалограммы (ЭЭГ) (как правило, многоканальной), электроокулограммы (ЭОГ), электромиограммы (ЭМГ), электрокардиограммы (ЭКГ), артериального давления (АД), двигательной активности (общей и в конечностях), дыхательных движений грудной клетки и брюшной стенки, оро-назального тока воздуха, уровня сатурации кислорода в крови, выраженности храпа, температуры тела, видеомониторирование и т.д.
Целью проведения полисомнографического исследования является объективизация деятельности организма человека во время сна. Для этого регистрируется ряд показателей, наиболее важными из которых являются следующие:
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - запись электрической активности мозга
Электроокулограмма (ЭОГ) - запись движений глаз
Электромиограмма (ЭМГ) - запись напряжения мышц (чаще подбородочных).
Эти три показателя (ЭЭГ, ЭОГ и ЭМГ) являются базовыми для идентификации стадий и фаз сна. На основании анализа этих показателей строится гипнограмма, отражающая динамику стадий и фаз сна в течение периода регистрации.
Совокупность этих трех показателей позволяет в любой момент времени определить, в какой стадии сна находится человек. По результатам записи сна строится временной график сна - гипнограмма, а затем вычисляются различные характеристики сна (время засыпания, продолжительность стадий сна и т.д.) и сравниваются с нормативными. ПСГ позволяет ответить на два основных вопроса:
1. Соответствуют ли показатели сна пациента нормативным? (при этом производится визуальный анализ гипнограммы, а количественные данные сравниваются с возрастной нормой).
2. Какие феномены встречаются во время сна и могут быть причиной его нарушения? (например: апноэ, мышечные подергивания, эпилептические разряды). Для того, чтобы получить данные не только о структуре сна, но и о вредных феноменах, связанных со сном, при ПСГ регистрируется еще несколько показателей:
Поток выдыхаемого воздуха изо рта и ноздрей
Дыхательные движения груди и живота
Шум дыхания (храп)
Уровень насыщения крови кислородом
Положение тела в постели
Число сердечных сокращений
Полисомнографическое исследование проводится в Центре сна, в специально оборудованной одноместной палате. Вечером пациент приходит в Центр, заполняет специальную анкету и готовится ко сну. Затем на него накладывают (наклеивают) датчики, он ложится в кровать и спит. В течение всей ночи показатели его сна записываются на компьютер и видеомагнитофон, а сотрудник Центра наблюдает за его состоянием. Утром с пациента снимают датчики и сообщают, когда приходить за результатами.
Есть и другие варианты полисомнографии.
Для диагностики храпа и апноэ во сне могут использоваться упрощенные варианты полисомнографии - ночное и дневное кардиореспираторное мониторирование. При этом накладываются только датчики для оценки дыхания во сне. Время сна определяется по данным видеомониторирования. В дневное время при трудностях засыпания пациент получает короткодействующий снотворный препарат, не изменяющий картину дыхания во сне.
Для количественной оценки дневной сонливости используется множественный тест латенции сна (МТЛС). В течение дневного времени 5 раз пациента укладывают спать с наложенными как при ПСГ датчиками. Затем усредняют время засыпания и сравнивают с нормативным. Этот тест используется для диагностики нарколепсии.
Сон человека представляет собой континуум (последовательность) функциональных состояний мозга - 1, 2, 3 и 4 стадии фазы медленного сна (ФМС) и фазу быстрого сна (ФБС).
Стадии ФМС и ФБС составляют один цикл сна, и таких циклов у здорового человека бывает от 4 до 6 за ночь; эти циклы не одинаковы: в первых двух максимально представлена ФМС, а в утренних - ФБС.
Основная функция ФМС - восстановительная (накопление энергетических, в первую очередь, фосфатергических связей, синтез пептидов и нуклеиновых кислот, в этой фазе наблюдаются пики секреции соматотропного гормона, пролактина, мелатонина, а ФБС - переработка информации и построение программы поведения.
При физиологическом старении организма структура сна претерпевает следующие изменения: снижается общая длительность сна, увеличивается длительность поверхностных стадий, увеличивается время засыпания и время бодрствования внутри сна, возрастает двигательная активность во сне, возникает фрагментация сна, отмечается большая сохранность ФБС по отношению к ФМС, выявляется полифазность сна (наличие дневного и ночного сна) и дневные микрозасыпания. Жалобы на плохой ночной сон у людей старше 60 лет встречается в 3-4 раза чаще, чем в среднем возрасте.
Один из главных вопросов, волновавших физиологов еще со времен И.П.Павлова - это существование в мозге «центра сна». Прямое изучение нейронов, вовлеченных в регуляцию сна-бодрствования, показало, что нормальное функционирование таламо-кортикальной системы мозга, обеспечивающее весь спектр сознательной деятельности человека в бодрствовании, возможно только при наличии мощных воздействий со стороны структур, называемых активирующими. Благодаря этим воздействиям мембрана значительного большинства корковых нейронов в бодрствовании деполяризована и только в таком состоянии деполяризации эти нейроны способны обрабатывать и отвечать на сигналы, приходящие к ним от других нервных клеток. Таких систем активации мозга (их можно условно назвать «центрами бодрствования»), вероятно, пять или шесть, и они локализуются на всех церебральных уровнях: в ретикулярной формации ствола, в области синего пятна и дорсальных ядер шва, в заднем гипоталамусе и базальных ядрах переднего мозга. У человека нарушение деятельности любой из этих систем не может быть скомпенсировано за счет других, несовместимо с сознанием и приводит к коме.
Казалось логичным предположить, что если в мозге есть «центры бодрствования», то должны быть и «центры сна». Однако детальное изучение нейронов показало, что в систему поддержания бодрствования встроены механизмы положительной обратной связи, в виде особых нейронов, функцией которых является торможение активирующих нейронов, и которые сами тормозятся этими нейронами. Эти нейроны разбросаны по разным отделам мозга, хотя и отмечено их скопление в ретикулярной части черного вещества; общим для них является выделение одного и того же химического посредника - гамма-аминомасляной кислоты, главного тормозного вещества мозга. Как только активирующие нейроны ослабляют свою активность, включаются тормозные нейроны и ослабляют ее еще более. Процесс развивается по нисходящей в течение некоторого времени, пока не срабатывает некий «триггер» и вся система перебрасывается в другое состояние - бодрствования или парадоксального сна. Отражением этого процесса является смена картин в электрической активности головного мозга по ходу 90-минутного цикла сна человека.
Еще одна эволюционно древняя тормозная система головного мозга использует в качестве медиатора аденозин. Становится очевидной роль этой системы в формировании гиперсомнии (при черепно-мозговой травме, менингите, африканской "сонной болезни" и других заболеваниях).
В экспериментах на лабораторных животных показано, что, по мере углубления сна доминируют все более мощные тормозные постсинаптические потенциалы, перемежающиеся периодами активации - по типу «пачка-пауза». В этих условиях ухудшается возможность переработки информации в мозге. Разряды нейронных активирующих систем прогрессивно урежаются. Таким образом, в медленном сне происходит восстановление мозгового гомеостаза и другие восстановительные процессы, например синтез фосфатергических соединений («накопители энергии»), гормона роста (соматотропного гормона), белков и нуклеиновых кислот. С этой точки зрения бодрствование и медленный сон - как бы «две стороны одной медали». Отсутствие единого «центра медленного сна» (с учетом его значимости) делает систему его организации более надежной, не зависящей полностью от деятельности одного центра в случае каких-либо нарушений его функционирования. Вместе с тем длительное тотальное подавление медленного сна невозможно, так как он должен периодически сменять бодрствование и в условиях искусственного подавления сна мозг идет на различные уловки, лишь бы сохранить представленность медленного сна. Важно также и то, что в условиях медленного сна переработка информации мозгом не прекращается, а изменяется: от обработки экстероцептивных (внешних) мозг переходит к обработке интероцептивных (внутренних) импульсов. Таким образом, функция медленного сна, включает не только восстановительные процессы, но и оптимизацию управления внутренними органами.
В отличие от медленно сна быстрый (парадоксальный) сон запускается из определенного центра, расположенного в задней части мозга, в области варолиева моста и продолговатого мозга. Медиаторами этих клеток служат ацетилхолин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Во время быстрого сна клетки мозга активны, однако информация от органов чувств (афферентная) к ним не поступает, и нисходящая (эфферентная) на мышечную систему не подается. В этом и заключается парадоксальный характер этого состояния. При этом интенсивно перерабатывается та информация, которая была получена в предшествующем бодрствовании и хранится в памяти; кроме того, в быстром сне происходит формирование будущей программы поведения. Неадекватные включения «центра парадоксального сна» действительно имеют место при некоторых, довольно редких видах генетически обусловленной патологии (нарколепсия и др.). В отличие от бодрствования в быстром сне функционируют лишь активирующие системы, локализованные в ретикулярной формации ствола и использующие в качестве передатчиков ацетилхолин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты. Все же остальные активирующие системы выключаются, и их нейроны неактивны весь период парадоксального сна. Это молчание значительного количества активирующих систем мозга и является тем фундаментальным фактом, который определяет различие между бодрствованием и парадоксальным сном на физиологическом уровне.
Традиционно обсуждаемые нейрохимические агенты, имеющие значение в организации цикла «сна и бодрствования».
Фаза медленного сна: ГАМК, серотонин
Фаза медленного сна: норадреналин, ацетилхолин, глутамат
Бодрствование: норадреналин, глутамат, ацетилхолин, гистамин, серотонин
Новые нейрохимические агенты, имеющие значение в организации цикла «сна и бодрствования».
орексин/гипокретин
мелатонин
дельта-сон-индуцирующий пептид
аденозин
интерлейкины, мурамилпептид, цитокины
простагландины (PGD2)
Более-менее разобравшись с медленным сном, восстанавливающим силы организма, ученые бьются над загадкой сна быстрого. Самая правдоподобная гипотеза — благодаря быстрому сну мы адаптируемся к потокам новой информации.
Механизмы сна
Прямое изучение нейронов, вовлеченных в регуляцию смены сна и бодрствования, проведенное во второй половине XX века, показало, что нормальное функционирование коры мозга, обеспечивающее весь спектр сознательной деятельности человека, возможно при условии, что большинство слагающих ее нейронов находится в так называемом состоянии тонической деполяризации, когда их мембрана деполяризована на 5–10 мВ по сравнению с потенциалом покоя (–65...–70 мВ). Только в таком состоянии эти нейроны способны обрабатывать и отвечать на сигналы, приходящие к ним от других нервных клеток. Поддержание же такого состояния, в свою очередь, возможно при наличии мощных тонических (т.е. длительных, устойчивых) воздействий со стороны определенных подкорковых структур, называемых активирующими.
Таких структур (их можно условно назвать «центрами бодрствования»), как сейчас ясно, несколько – вероятно, шесть или семь, и локализуются они на всех уровнях мозговой оси: в ретикулярной формации ствола, в области синего пятна и дорзальных ядер шва, в заднем гипоталамусе и базальных ядрах переднего мозга (рис. 1). В качестве молекул-передатчиков нейроны этих отделов мозга выделяют глутаминовую и аспарагиновую кислоты (глутамат, аспартат), ацетилхолин, норадреналин, дофамин, серотонин и гистамин.
Рис. 1. Активирующие структуры мозга на схемах продольного (в центре) и поперечного (справа вверху) срезов ствола мозга кошки. Прямоугольником отмечен «центр парадоксального сна»
У человека нарушение деятельности любого из этих «центров бодрствования» не может быть скомпенсировано за счет других, несовместимо с сознанием и приводит к коме.
Казалось логичным предположить, что если в мозге есть «центры бодрствования», то должен быть и «центр сна». Однако детальное изучение свойств нейронов показало, что дело обстоит по-другому.
