Фазы сна человека. Особенности и важность соблюдения быстрой фазы сна
(paradoxical sleep) Согласно записям электрической активности головного мозга, замеряемой с помощью ЭЭГ, люди во время ночного сна проходят через неск. циклов или стадий. Вероятно, простейший способ классифицировать эти стадии - разделить время сна на два периода: S-сон (от англ. slow - медленный) и D-сон (от англ. desynchronized - десинхронизированный). S-сон получил свое название по характерному медленно-волновому паттерну ЭЭГ (высокая амплитуда и низкая частота колебаний). S-сон обычно подразделяется на 4 стадии: стадия 1 характеризуется наименьшим, стадии 2 и 3 - умеренным, а стадия 4 - наибольшим количеством медленных волн. В начале нормального ночного сна человек проходит цикл из этих четырех стадий прежде чем вступить в период D-сна. В оставшуюся часть ночи периоды S-сна чередуются с периодами D-сна. По мере приближения утра стадия 4 S-сна наблюдается все реже, а периоды D-сна имеют тенденцию становиться длиннее. В противоположность S-сну, D-сон характеризуется десинхронизированным паттерном ЭЭГ (низкая амплитуда и относительно высокая частота колебаний), быстрыми движениями глаз (REM) и подергиваниями пальцев рук и ног, а тж др. частей тела. D-сон тж называют П. с., или REM-сном. Термин "парадоксальный" указывает на то, что эта стадия сна характеризуется ЭЭГ-паттерном бодрствования, хотя для человека или животного проснуться в это время труднее, чем в период S-сна. Эту стадию сна также связывают с периодами сновидений у людей. В частности, если люди просыпаются во время или сразу после стадии П. с., они почти неизменно сообщают о сновидениях. П. с. как термин был впервые введен в статье о стадиях сна, опубликованной в журн. Scientific American французским врачом-исследователем Мишелем Жуве. Чем можно объяснить наличие этих двух типов сна и их чередование на протяжении ночи? Ответ на этот вопрос тесно связан с пониманием функции сна. Согласно одному объяснению, сон - это адаптивный механизм, развившийся в целях сбережения энергии по ночам, когда добывание пищи для животных, ведущих дневной образ жизни, затруднено. Однако следствием эволюции мн. животных стали регулярные паттерны локомоторной активности, предположительно возникающей каждые 2 часа, в периоды к-рой вполне могли бы осуществляться разные виды поведения, включая пищевое, необходимые для выживания животного. Если бы этот 2-часовой цикл продолжался круглосуточно, животному пришлось бы периодически прерывать свой сон. Т.о., чтобы получать полный ночной сон и сохранять 2-часовой цикл активности, животное входит в период D-сна, в к-ром бодрствует только головной мозг. См. также Физиологические потребности, Сон, Нарушения сна Б. М. Торн
Определения, значения слова в других словарях:
Психофизиология. Словарь Безруких М.М. и Фабер Д.А.
Парадоксальный сон (греч. paradoxa - парадоксы, странные мнения, противоречащие общепринятым) - V стадия сна. Парадоксальный сон, в отличие от медленно-волнового, характеризуется ЭЭГ, сходной с ЭЭГ бодрствования, резким усилением вегетативных реакций (вегетативные бури),...
Психологическая энциклопедия
Парадоксальный сон
Бодрствование - состояние тоже неоднородное и его можно разделить на стадии. Собственно, это было известно всегда, но находилось за пределами исследований и классификаций.
Электроэнцефалография позволила разделить бодрствование на три стадии, или ступени. Верхняя, которую можно назвать напряженным бодрствованием, соответствует периодам самой интенсивной умственной и физической деятельности. Средняя - это, так сказать, нормальное бодрствование; оно весьма далеко от сна, но уже не связано с привычной деятельностью и особыми эмоциями не окрашено. Наконец, нижняя ступень - бодрствование расслабленное; крайняя его степень - переход ко сну на фоне внутреннего созерцания: человек еще не спит, но уже отрешен от внешнего мира углублен в себя. Здесь, как и во сне, каждой ступени соответствует своя картина биоэлектрической активности мозга.
Все разложено по полочкам. Кажется, можно сесть и спокойно поразмыслить о сущности и назначении сна, об его взаимоотношениях с бодрствованием… Именно такое настроение и было у физиологов, занимавшихся этой проблемой в начале пятидесятых годов, как вдруг перед их взором возник нежданно-негаданно парадокс, смешавший им все карты.
Парадокс так и назвали - парадоксальный сон. Открыл его в 1952 году аспирант доктора Натаниэля Клейтмана, руководителя лаборатории сна в Чикагском университете. Звали аспиранта Юджин Азеринский.
Клейтман изучал связи между биологическими часами и температурой, давлением крови, сердечной деятельностью и обменом веществ. Подобно английским физиологам, проводившим лето на Шпицбергене, он тоже пробовал переставлять биологические часы и вместе со своим помощником спускался в подземные пещеры Кентукки, где всегда была постоянная температура, постоянный мрак и снаружи не доносилось никаких звуков. Клейтману удалось навязать своему организму непривычный ритм сна и бодрствования. После этого он начал изучать тот же ритм у маленьких детей и, непрерывно записывая у них биотоки, доказал, что грудные дети в возрасте нескольких недель бодрствуют не два часа в сутки, как думали прежде, а целых восемь часов.
Наблюдая за этими детьми, Азеринский сделал открытие. Он заметил, что во время сна у них периодически появляются быстрые движения глаз, сопровождающиеся на электроэнцефалограмме быстрыми низковольтными ритмами. Детям прикрепили к векам концы тончайших электродов и в течение многих месяцев регистрировали у них электрические импульсы глазных мышц. Так было положено начало полиграфическим исследованиям сна - записи биотоков мозга в сочетании с записью движений глаз (электроокулограмма), движений мышц (электромиограмма), сердечных ритмов (электрокардиограмма) и кожно-гальванических реакций.
Движения глазных яблок наблюдали и до Азеринского, но им не придавали особого значения и не сопоставляли с электроэнцефалограммой. Никому из ученых до Клейтмана не приходило в голову, что эти движения, по крайней мере у взрослых, могут быть связаны со сновидениями. Клейтман же это заподозрил и начал экспериментировать со взрослыми испытуемыми. Классификации, с которыми мы познакомились в прошлой главе, заканчивались стадией глубокого сна, а быстрые движения глаз начинаются как раз после этой стадии.
Сначала Клейтман проводил исследования со своими сотрудниками и студентами; среди его студентов был Уильям Демент, будущий психиатр в Стэнфордском университете и такой же, как Клейтман, энтузиаст проблемы сна. Предметом исследований была та фаза сна, которая сопровождалась быстрыми движениями глаз, или сокращенно REM-фаза (от первых букв английских слов rapid eyes - быстрые движения глаз). Постепенно начала вырисовываться следующая картина. Быстрые движения глаз появляются 4-6 раз за ночь, впервые через час-полтора после засыпания. Этот интервал, в основном, сохраняется до полного пробуждения, но длительность быстрых движений глаз к утру нарастает. Первый раз они могут продолжаться от шести до десяти минут, а последний - полчаса, а то и больше. Во время REM-фазы электроэнцефалограмма регистрирует совершенную десинхронизацию. Если не особенно вдаваться в подробности, картина очень похожа то на дремоту, то на бодрствование. Между тем мышечный тонус еще ниже, чем во время дельта-сна, после которого, вернее, после короткой промежуточной стадии, когда на электроэнцефалограмме снова появляются сонные веретена и наступает REM-фаза. Человек погружен в очень глубокий сон, и разбудить его в этой стадии гораздо труднее, чем когда он пребывает в самом глубоком дельта-сне, и это при энцефалограмме, показывающей чуть ли не бодрствование!
Вот почему французский ученый Мишель Жуве и назвал REM-фазу парадоксальным сном в отличие от сна ортодоксального, которым все занимались до 1952 года. В наши дни большинство исследователей предпочитают называть парадоксальный сон просто быстрым, а ортодоксальный - медленным; быстрым - не только из-за быстрых движений глаз, но главным образом из-за быстрых ритмов на электроэнцефалограмме, и медленным - из-за медленных ритмов.
Таким образом, ночной сон складывается из циклов, а каждый цикл из пяти стадий - четырех стадий медленного сна и стадии быстрого. Если судить по глубине сна и нарисовать соответствующую кривую, то у нас получится несколько спусков по лестнице вниз, заканчивающихся подъемами на лифте: после быстрого сна мы сразу поднимаемся в поверхностный. Эти спуски и подъемы образуют своего рода биологический ритм, равный приблизительно полутора часам. Внутренняя структура цикла «спуск-подъем» меняется от вечера к утру: в первых циклах доля быстрого сна невелика и преобладает медленный сон, в последних медленный сон уступает место быстрому; от медленного сна иногда остается лишь стадия сонных веретен. Есть предположение, что полуторачасовой ритм является одним из основных биоритмов и в неявной форме не покидает нас и во время бодрствования.
Первые годы после открытия быстрого сна ознаменовались всевозможными открытиями, с ним связанными. Были уточнены его тонические, то есть существующие во время всего периода, и фазические, то есть кратковременные, проявления. К первым относят характерные изменения в электроэнцефалограмме, резкое падение мышечного тонуса, особенно мышц шеи и лица (до биоэлектрического «молчания» на электромиограмме), усиление мозгового кровотока, а ко вторым - быстрые, скачкообразные движения глаз, подергивания мышц, колебания сердечного ритма, дыхания и кровяного давления. У животных, кроме того, поднимается температура мозга и появляется особый ритм биотоков в мозговых структурах, связанных с организацией инстинктивного поведения и эмоциональных процессов.
Но самое замечательное в том, что быстрый сон оказался связанным со сновидениями. В 80-90% случаев те, кого будили во время быстрого сна, сообщали, что они только что видели сновидения, и охотно рассказывали его. Если же их будили хотя бы через несколько минут после окончания быстрого сна, они забывали большую часть своего сновидения. Дементу и другим исследователям удалось опровергнуть два укоренившихся заблуждения. Раньше считалось, что есть люди, которые видят сны, и есть люди, которые снов не видят. А оказалось, что сновидения бывают у всех без исключения, просто одни их помнят, а другие нет. Думали также, что сновидение длится лишь секунды, а оказалось, что оно может длиться целых полчаса. Действие, происходящее в сновидении, занимает иногда столько же времени, сколько продолжалось бы оно в реальной обстановке.
У новорожденного быстрый сон составляет более 50% общей продолжительности сна, у ребенка до двух лет - 30%, от двух до пяти - 20%, от пяти до тринадцати - 10%, у взрослых - от 15 до 25%. Видят ли сны новорожденные, мы обсудим позже; мы же с вами, без сомнения, их видим, причем видим буквально, так как быстрые движения глаз означают, что мы смотрим. И учащенное наше дыхание, и переменчивый пульс, и повышенное давление - все это не что иное, как вегетативный аккомпанемент к «смотрению» снов, за которым, с одной стороны, скрывается усиленный обмен веществ со значительным расходом энергии, а с другой - недвусмысленные волнения и переживания, иногда прямо эмоциональные бури. Вот вам и отдых!
А каково процентное соотношение между всеми стадиями сна? По нашим данным I стадия занимает в среднем у здорового взрослого человека 12,1% ночного сна, II стадия - 38,1%, стадия - 14,2%, IV стадия - 12,1%, а быстрый сон - 23,5%.
Быстрый сон глубже медленного. В его организации участвуют древние отделы мозга. Младенцы отдают предпочтение ему. Некоторые ученые на этом основании полагают, что в ходе эволюции он появился раньше медленного. Однако положение дел в филогенезе заставляет думать обратное. Быстрый сон появляется у птиц и занимает у них 0,1% сна. У кролика быстрый сон не превышает 3%, у овец тоже, у крыс он достигает 10%, у кошек - 20%, у обезьян - 10%. Многое говорит за то, что длительность быстрого сна находится в прямой зависимости от величины тела и продолжительности жизни и в обратной - от интенсивности основного обмена. А отчего у кролика так мало быстрого сна, а у кошки много? Закономерность видна и тут. Кошка - двоюродная сестра хищников, а кролик их обычная жертва. Животные-охотники могли сколько угодно видеть сны, а их жертвы не имели права. Вот почему у всех жвачных быстрый сон так же короток, как и у кролика. Жвачные жуют свою жвачку всю ночь. Они спят с открытыми глазами и жуют. Чтобы жевать, им приходится держать голову и шею выпрямленными. Если их мышцы ослабнут и голова опустится, жевать им не удастся. Может быть, у них нет быстрого сна и сновидений еще и по этой причине?
Быстрый сон - что же это такое? Глубина и поверхностность, пассивность и активность - все переплетено в нем самым причудливым образом. Полно, да сон ли это! Не бодрствование ли это, обращенное вглубь? А может быть, это третье состояние, третья форма жизни? Первая - бодрствование, вторая - медленный сон, третья - быстрый. Такие мысли приходили в голову многим исследователям, когда они начали сталкиваться то с одним, то с другим парадоксом быстрого сна.
Долгоевремя полагали, что медленноволновый сон - единственный вид сна, пока однажды Азеринский и Клейтман после волн, характерных для четвертой стадии, т. е. глубокого сна, не обнаружили электрическую активность иного типа. Сначала подумали, что это просто возврат к первой стадии (легкому сну), но потом вскоре поняли, что речь идет о какой-то неизвестной ранее стадии. Действительно, спящий в это время находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса, тогда как деятельность мозга возрастает, как будто человек просыпается. Тем не менее одни лишь глаза совершают быстрые движения под сомкнутыми веками.Это стадия БДГ - сон с быстрыми движениями глаз, называемый также «парадоксальным» сном из-за наблюдаемого, казалось бы, несоответствия между состоянием тела и активностью мозга. Во время стадии БДГ разбудить спящего очень трудно, но если это удается, то можно услышать его рассказ о том, что он видел во сне, причем богатство и точность деталей этого сновидения контрастируют с тем, что бывает во время медленноволнового сна.Поскольку сновидения тесно связаны с парадоксальным сном, можно сделать вывод, что их продолжительность, вероятно, сравнима с продолжительностью периодов такого сна, т. е. составляет примерно 20% общего времени сна. Кроме того, было отмечено, что если первое сновидение данной ночи обычно не отличается большой оригинальностью, то в последующих периодах сна с БДГ сновидения становятся все более яркими. В среднем примерно один из каждых трех снов - цветной; однако это, по-видимому, не имеет особого значения.Наряду с этим выяснилось, что если глубокий сон необходим организму, то нужен ему и парадоксальный сон. Во время различных исследований испытуемых систематически будили в тот момент, когда электрическая активность мозга и движения глаз указывали на переход в фазу парадоксального сна. Потом им позволяли снова заснуть и проспать в общей сложности столько же часов, что и обычно, но периоды парадоксального сна таким образом исключались. Когда после этого тем же испытуемым позволяли спать непрерывно, доля периодов БДГ в общем времени сна значительно увеличивалась.Было выдвинуто много гипотез о значении парадоксального сна. Некоторые исследователи полагают, что это периоды восстановления клеток; другие считают, что сон с БДГ играет роль «предохранительного клапана», позволяющего разряжаться избытку энергии, пока тело полностью лишено движения; по мнению третьих, он способствует закреплению в памяти информации, полученной во время бодрствования. Некоторые исследования указывают даже на тесную связь между высоким уровнем интеллектуальности и большой общей продолжительностью периодов парадоксального сна у многих людей.
Парадоксальный сон является поздним приобретением эволюции.
В пределах одного класса (как таксономической единицы) продолжительность парадоксального сна связывают с уровнем развития психики животного. Чем сложнее поведение и богаче психика животного, тем большее физиологическое значение имеет для него парадоксальный сон.
Современный уровень знаний о сне позволяет утверждать, что парадоксальный сон возник в царстве животных после того, как произошла цефализация нервной системы. Другими словами, парадоксальный сон мог появиться в классе рыб. Однако метод регистрации биотоков мозга у рыб не подтверждает эту идею. У рыб многие функции организма, включая психические, ассоциируются с работой спинного мозга. Не исключено, что применение электроэнцефалографического оборудования на рыбах некорректно по своей сути. Но специальной техники для регистрации биотоков спинного мозга рыб просто не существует. Тем не менее клинические наблюдения за рыбами, ведущими одиночный образ жизни (цихлиды, макрогнатусы, скаты, акулы), свидетельствуют о наличии у них в неактивном состоянии признаков быстрого сна (внезапное изменение частоты движений жаберных крышек, тремор плавников, клонические сокращения отдельных метамеров скелетной мускулатуры). Принимая во внимание то, что среди рыб имеются виды с очень сложной психической деятельностью, можно предположить, что у них существует потребность в быстром сне (или состоянии, аналогичном ему).
Экспериментальные доказательства парадоксального сна относятся к животным, имеющим развитую кору больших полушарий. У птиц сон занимает примерно третью-четвертую часть суток. В этом объеме на долю быстрого сна приходится не более 1% времени.
Наиболее детально сон изучен у представителей класса млекопитающих. Исследования, выполненные на человеке и животных, свидетельствуют, что в процессе онтогенеза соотношение медленный сон — быстрый сон меняется. Абсолютное время, затрачиваемое на парадоксальный сон, максимально у новорожденных - около 50% времени всего сна. У недоношенных детей его доля еще больше и составляет 75%. К концу жизни время, затрачиваемое на парадоксальный сон, сокращается в 4-5 раз и не превышает 10-20% суммарного времени суточного сна. Имеется в виду, что вместе с характерными изменениями электрической активности мозга с возрастом сокращается и время локомоторных и вегетативных проявлений парадоксального сна.
В течение ночи продолжительность отдельных циклов парадоксального сна изменяется в сторону увеличения. Под утро продолжительность отдельных сновидений наибольшая.
В начале сна (около полуночи), как правило, развивается глубокий сон (фаза 4), на который накладывается парадоксальный сон небольшой продолжительности. По мере приближения к утренним часам глубина сна уменьшается. После 4 часов начинает превалировать сон фазы 2 и 3 с элементами затяжного парадоксального сна. Как нормальное явление под утро возможно преждевременное пробуждение с последующим повторным засыпанием.
Интересно и то, что в преклонном возрасте фазовые свойства сна животных и человека закономерно меняются. У человека монофазный сон превращается в полифазный. Старики просыпаются среди ночи по несколько раз, однако днем периодически впадают в сонливое состояние. Общее время сна при этом сокращается.
У животных по мере старения сокращается количество циклов сна и бодрствования на протяжении суток, и их сон начинает походить на монофазный сон человека. При этом продолжительность одной фазы существенно увеличивается. Скажем, старая собака может проспать всю ночь не просыпаясь. Светлое время суток при отсутствии раздражителей большой силы она также может проспать, просыпаясь лишь для отправления своих физиологических нужд.
«Голова – предмет тёмный, исследованию не подлежит», – утверждал доктор, персонаж фильма «Формула любви». Учёные, однако, всё увереннее и бесцеремоннее вторгаются в «тёмный предмет», по мере сил проясняют его, разбираются в функциях головного мозга. Одна из таинственных областей его деятельности – сон. В науке существует довольно чёткое представление о его структуре.
Структура сна: много медленного сна и короткая фаза парадоксального
Всё начинается с медленного сна. Первая его стадия длится пять-десять минут, вторая – около двадцати. Две-три четверти часа продолжаются третья и четвёртая фазы. Затем спящий возвращается во вторую стадию. Ещё на пять минут мозг погружается в быстрый сон…
Такие циклы длительностью по 90–100 минут повторяются за ночь в среднем пять раз. Но постепенно медленный сон сокращается и нарастает быстрый, достигая в последнем цикле продолжительности в час.
Сразу после засыпания, в дремоте первой стадии медленного сна человек испытывает полусонные мечтания, возникают абсурдные или галлюциногенные мысли, появляются идеи, иллюзорно или по-настоящему решающие какие-то сложные проблемы, мучавшие наяву.
Сознание полностью отключается на второй стадии – неглубокого, или лёгкого сна. Через третью стадию (медленного сна) спящий перебирается в глубокий. На эти стадии приходится 80 процентов сновидений, в том числе кошмарных, человек разговаривает, испытывает приступы лунатизма… И резко – короткий быстрый, или парадоксальный сон . Его называют быстроволновым, стадией быстрых движений глаз (БДГ-сон).
Парадоксы парадоксального сна
Электроэнцефалограмма показывает, что фаза быстрого, парадоксального сна характеризуется активностью мозга, аналогичной состоянию бодрствования, а иногда и превосходящей его. Однако, и в этом парадокс парадоксального сна , резко падает мышечный тонус и спящий полностью неподвижен. Только глазные яблоки под сомкнутыми веками двигаются очень быстро. Учащаются пульс и дыхание, повышается давление, иногда дёргаются конечности. Если человека разбудить, почти всегда он расскажет о ярком сновидении.
Вы наверняка видели, как лихорадочно перебирают во сне лапки котята и щенки, попискивая при этом. То же самое происходит с ещё не рождёнными и новорождёнными детьми. Биотоки показывают, что они почти всё время пребывают в парадоксальной фазе сна . Жаль, что вряд ли расскажут, что им снилось!
В первом цикле БДГ-сон занимает 5–10 минут, потом его продолжительность растёт, достигая в общей сложности за ночь 1/5–1/4 общей длительности сна. А вот глубина его снижается. Однако прервать быстрый сонсложнее. Это даже небезопасно для психики.
Кстати, , парадоксального сна, сопровождающегося сновидениями, превалирует у страдающих психическими заболеваниями, а также у тех, кто находится в трансе или под воздействием алкоголя, наркотических препаратов. Пациент психбольницы и наркоман путают реальный мир со сном, могут быть агрессивными, травмироваться, выпасть из окна…
Если быстрый сон занимает слишком большую долю времени, здоровый человек утром будет чувствовать себя разбитым. В сознании крутятся сумбурные обрывки снов. Жалующиеся на бессонницу скорее всего в течение нескольких часов всё же спали, но находились в стадии парадоксального сна .
Учёные предполагают, что медленный сон восстанавливает дневные затраты энергии, а парадоксальныйосуществляет психологическую защиту мозга, в эту фазу перерабатываются полученные за день сведения, сознание и подсознание обмениваются информацией.
Ещё один парадокс: у слепых от рождения стадия быстрого сна отсутствует, им снятся ощущения и звуки…
