Ежедневно человеческому организму требуется ночной отдых. Человеческий сон имеет свои особенности и разделяется на медленный сон и быстрый сон. Что лучше для организма людей, выяснили ученые, которые доказали, что оба цикла необходимы для полноценного отдыха.

Человеческий сон: его физиология

Суточное наступление сна является необходимостью. Если человека на трое суток лишить отдыха, то он становится эмоционально неустойчивым, снижается внимание, происходит потеря памяти, умственная заторможенность. Преобладает психо-неврозное перевозбуждение, депрессивность.

В период сна все органы вместе с человеческим мозгом отдыхают. В это время подсознание людей отключается, а процедуры работоспособности, наоборот, запускаются.

Чтобы ответить на вопрос — медленный сон и быстрый сон: что лучше, следует в первую очередь разобраться, что подразумевают под этими понятиями

В современной науке понятие сна трактуется, как периодический, функциональный период со спецификой поведения моторной и вегетативной сферы. В это время происходит обездвиженность и отключение от сенсорного воздействия окружающего мира.

При этом во сне чередуются две фазы, с характерными противоположными характеристиками. Эти фазы называются медленным и быстрым сном.

Медленный и быстрый цикл в совокупности восстанавливают психические и физические силы, активируют работоспособность мозга, для информационной обработки прошедшего дня. При этом происходит перевод обработанной информации из краткой памяти, в длительную.

Такая деятельность позволяет разрешить проблемы, накопленные за день, а также усвоить ту информацию, которая была получена с вечера.

Кроме того, правильный отдых способствует оздоровлению организма. Когда человек спит, он теряет влагу, что объясняется незначительным похудением. В большом количестве вырабатывается коллаген, который необходим для укрепления сосудов и восстановления эластичности кожных покровов.

Поэтому, чтобы хорошо выглядеть, требуется не менее 8 часов сна . Пока человек спит, его организм очищается, готовясь к следующему дню.

Нет однозначного ответа на вопрос, что лучше медленный или быстрый сон – на медленный сон попадает всего ¾ времени сна, но и этого достаточно для полноценного отдыха.

Медленный цикл сна, его особенности

Особенностями медленного сна являются:

• поднятие и понижение давления;
• сохранность средней ритмичности пульса;
• снижение двигательных функций органов зрения;
• мышечное расслабление.

Во время медленной фазы происходит расслабление тела, замедление дыхания, потеря восприимчивости мозга к раздражителям извне , что является показателем тяжелого пробуждения.

В этой фазе происходит восстановление клеток благодаря выработке гормона, отвечающего за тканевый рост обновления мышечного тела. При медленной фазе также происходит восстановление иммунной системы, что говорит о важности медленного сна для физиологического состояния.

Основные составляющие медленного сна

Медленный сон разделяется на 4 фазы с многообразными биоэлектрическими характеристиками. Когда человек погружается в медленный сон, активность организма падает, в эту пору его трудно будить. В глубокой стадии медленного сна учащается сердцебиение и дыхание, давление понижается.

Медленный сон реабилитирует и оздоровляет организм, восстанавливает клетки, ткань, что улучшает состояние внутренних органов, у быстрого сна таких особенностей нет.

Дремота

Когда человек впадает в состояние дремоты, происходит домысливание и пересмотр тех идей, которые появились в период дневного бодрствования . Мозг ищет решение и возможные правильные выходы из сложившихся ситуаций. Зачастую у людей появляются сновидения, в которых проблемы решаются с положительным результатом.

Часто во время фазы медленного сна — дремоты мы находим решение существующей наяву проблемы

Сонные веретена

После дремоты наступает ритм сонные веретена. Отключенное подсознание чередуется с порогом значительной восприимчивости слуха.

Дельта-сон

Дельта-сон имеет все характерные черты предыдущей стадии, к которой присоединяется дельта-колебание 2 ГЦ. Амплитудное возрастание ритмичности колебаний становится медленнее, происходит переход к четвертой фазе.

Дельта-сном называют переходной этап к самому глубокому отдыху.

Глубокий дельта-сон

Эта стадия во время медленного сна характерна снами, притупленной энергичностью, тяжелым подъемом. Спящий человек практически не поддается пробуждению.

Глубокая фаза дельта-сна приходит через 1,5 часа после отхода ко сну. Это заключительный этап медленного сна.

Быстрый цикл сна, его особенности

Быстрый ночной сон называют парадоксальным или быстроволновым. В это время происходят перемены в человеческом организме. Быстрый сон имеет свои отличительные особенности:

• отчетливая память о видимом сновидении, что нельзя сказать о фазе замедленного сна;
• улучшенная частота дыхания и аритмичность сердечно-сосудистой системы;
• падение тонуса мышц;
• мышечная ткань шеи и ротовая диафрагма прекращают движение;
• выраженный двигательный характер яблок органов зрения под закрытыми веками.

Быстрый сон с наступлением нового цикла имеет большую продолжительность, но вместе с этим, меньшую глубину, несмотря на то, что с каждым циклом близится бодрствование, будить человека во время быстроволнового сна сложно.

У быстрого сна всего два цикла: эмоциональный; неэмоциональный.

В периоде ускоренного сна обрабатываются сообщения, полученные накануне перед отдыхом, данные обмениваются между подсознанием и рассудком. Быстрый ночной отдых необходим человеку и мозгу для приспособления к изменениям в окружающем пространстве. Прерывание рассматриваемой фазы сна грозит нарушением психики.

Люди, не имеющие полноценного отдыха, лишены возможности возрождения защитных функций психики, как итог: вялость, плаксивость, раздражительность, рассеянность.

Последовательность стадий сна

Медленный сон и быстрый сон – что лучше, нельзя ответить однозначно, так как обе фазы выполняют различные функции. Медленный цикл наступает сразу, затем настает глубокий отдых. Во время быстрого сна человек затрудняется пробуждаться. Это происходит по причине отключенных сенсорных восприятий.

У ночного отдыха есть начало – это медленная фаза. Сначала человек начинает дремать, это длится чуть меньше четверти часа. Затем поэтапно наступают 2, 3, 4 стадии, на это уходит еще около 60 минут.

С каждой стадией сон углубляется, наступает быстрая фаза, которая очень короткая. После нее происходит возвращение на 2 фазу медленного сна.

Смена быстрого и медленного отдыха происходит до 6 раз за все ночное время.

После заключения рассматриваемых этапов, человек пробуждается. Просыпание происходит у всех индивидуально, времени на процесс пробуждения требуется от 30 секунд до 3 минут. За это время происходит восстановление ясности сознания.

Научные исследования показали: человек, которого часто лишать быстрого сна, может закончить летальным исходом.

Причина, по которой происходит самоуничтожение, неизвестна. Другие исследования доказывают, что в некоторых случаях, при недостатке быстрой фазы, отмечается лечение депрессивных состояний.

Чем различаются медленный и быстрый сон

Организм по-разному ведет себя в период той или иной фазы сна, основные отличия между циклами приведены в таблице.

Отличительные характеристики	Медленный сон	Быстрый сон
Движения глаз	Изначально двигательный процесс плавный, замирающий, длится до окончания стадии	Отмечается непрестанное движение глазных яблок
Состояние вегетативной системы	Во время медленного сна происходит быстрое, улучшенное продуцирование гормонов, производимых гипофизом	Подавление спинномозговых рефлексов, проявления быстрого амплитудного ритма, учащается сердцебиение. Быстрый сон отличается вегетативной бурей
Сновидения	Медленный сон редко сопровождается сновидениями, а если они и случаются, то носят спокойный характер, без эмоциональных сюжетов	Быстрый сон характеризуется насыщенными картинами, что объясняется яркими эмоциями, с запоминающимся цветовым эффектом
Пробуждение	Если разбудить человека во время медленного сна, у него будет подавленное состояние, чувство усталости не отдыхавшего человека, просыпание будет тяжелым. Это связано с незавершенными нейрохимическими процессами медленного сна	Во время быстрого ночного отдыха, пробуждение легкое, организм полон сил и энергии, человек чувствует себя отдохнувшим, выспавшимся, общее состояние бодрое
Дыхание	Редкое, громкое, неглубокое, с поэтапным отсутствием ритмичности, происходящим в дельта-сне	Дыхание неравномерное, переменчивое (учащенное или с задержкой), это реакция организма на сны, которые просматриваются в этой фазе
Температура мозга	Сниженная	Поднимается из-за ускоренного притока плазмы, активности обменных процессов. Часто температура мозга во время скорого сна выше, нежели в период бодрствования

Медленный сон и быстрый сон, что лучше невозможно определить, ведь между ними химическая, физиологическая, функциональная зависимость, кроме того, они участвуют в едином уравновешенном процессе отдыха организма.

Во время медленного ночного отдыха регулируются внутренние ритмы в мозговой структуре, быстрый отдых помогает наладить гармонию этих структур.

Когда лучше просыпаться: в стадии медленного или быстрого сна

Общее состояние здоровья и самочувствия человека зависит от фазы просыпания. Самое неподходящее время для пробуждения – это глубокий сон. Пробудившись в этот момент, человек ощущает разбитость и усталость.

Лучшее время для пробуждения — первая или вторая фаза после завершения быстрого сна. Медики не рекомендуют вставать при быстром сне.

Как бы то ни было, когда человек выспался, то он бодр и полон энергии. Обычно это происходит сразу после сновидения, он реагирует на звук, освещение, температурный режим. Если он сразу встанет, то его состояние будет отличным, а если еще покемарит, начнется новый цикл медленного сна.

Проснувшись во время медленного сна, что обычно происходит под звонок будильника, человека будет раздраженным, вялым, не выспавшимся.

Поэтому самым лучшим моментом пробуждения считается тот, когда человек сделал это самостоятельно , при этом не важно сколько времени на часах, организм отдохнул и готов к работе.

Нельзя судить какой сон лучше, медленный нужен для перезапуска, перезагрузки и отдыха организма. Быстрый сон нужен для восстановления функций защиты. Поэтому лучше тот сон, который полноценный, без недосыпов.

Видео в фазах сна, медленном и быстром сне

Что такое сон, а также что понимают под понятиями «медленный сон» и «быстрый сон», что лучше — обо всем этом вы узнаете из предложенного ниже видео:

Посмотрите советы, как обеспечить себе полноценный здоровый сон:

Ночной отдых – естественная составляющая жизни каждого человека, как для взрослого, так и для ребенка. Когда люди спят полноценно, они не только поднимают уровень своего настроения и улучшают самочувствие, но также демонстрируют значительное повышение умственной и физической работоспособности. Однако функции ночного сна не заканчиваются только на отдыхе. Считается, что именно за ночь вся полученная днем информация переходит в долгосрочную память. Ночной отдых можно разделить на две фазы: медленный сон и быстрый. Особенно актуален для человека глубокий сон, являющийся частью медленной фазы ночного отдыха, так как именно в этот промежуток времени в головном мозге происходит ряд важных процессов, а нарушение этой фазы медленного сна приводят к чувству недосыпания, раздражительности и другим неприятным проявлениям. Понимание важности глубокой фазы сна, позволяет разработать ряд советов по ее нормализации у каждого человека.

Сон включает в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи

Периоды в ночном отдыхе

Весь период сновидений у человека можно разделить на две главные фазы: медленную и быструю. Как правило, в норме засыпание начинается с фазы медленного сна, которая по своей продолжительности должна значительно превосходить быструю фазу. Ближе к процессу пробуждения соотношение данных фаз меняется.

Сколько по времени длятся данные стадии? Длительность медленного сна, имеющего четыре стадии, колеблется от 1,5 до 2 часов. Быстрый сон продолжается от 5 до 10 минут. Именно данные цифры определяют один цикл сна у взрослого. У детей данные о том, сколько должен длиться цикл ночного отдыха отличаются от взрослых людей.

С каждым новым повторением, продолжительность медленной фазы продолжает уменьшаться, а быстрой, наоборот, увеличивается. В общей сумме во время ночного отдыха, спящий человек проходит 4-5 подобных цикла.

Насколько сильно глубокий сон влияет на человека? Именно данная фаза отдыха в ночной период обеспечивает наше восстановление и восполнение физической и интеллектуальной энергии.

Особенности глубокого сна

Когда у человека наступает медленный сон, он последовательно проходит четыре его этапа, которые отличаются друг от друга особенностями картины на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) и уровнем сознания.

1. В первую фазу человек отмечает дремоту и полусонные видения, из которых можно легко пробудиться. Как правило, люди говорят о том, что они обдумывают свои проблемы и ищут их решения.
2. Вторая стадия характеризуется появлением на электроэнцефалограмме сонных «веретен». Сознание у спящего отсутствует, однако, он легко пробуждается при каком-либо внешнем воздействии. Сонные «веретена» (вспышки активности) – главное отличие данной стадии.
3. На третьем этапе сон становится еще более глубокими. На ЭЭГ замедляется ритм, появляются медленные дельта-волны 1-4 Гц.
4. Самый медленный дельта-сон – наиболее глубокий период ночного отдыха, который требуется для отдыха спавших людей.

Вторую и третью стадии иногда объединяют в фазу «дельта-сна». В норме все четыре стадии должны быть всегда. И каждая более глубокая фаза должна наступать после того, как пройдет предыдущая. «Дельта-сон» особенно важен, так как именно он определяет достаточную глубину сна и позволяет перейти к фазе быстрого сна со сновидениями.

Фазы сна составляют цикл сна

Изменения в организме

Норма глубокого сна взрослого человека и ребенка – около 30% от всего ночного отдыха. В период дельта-сна происходят значительные изменения в работе внутренних органов: становится меньше частота сердечных сокращений и частота дыхания, расслабляется скелетная мускулатура. Непроизвольных движений отмечается мало или они полностью отсутствуют. Разбудить человека практически невозможно – для этого необходимо очень громко звать его или трясти.

Согласно последним научным данным, именно в фазу глубокого сна в тканях и клетках организма происходит нормализация обменных процессов и активное восстановление, позволяющие подготовить внутренние органы и мозг к новому периоду бодрствования. Если увеличивать соотношение быстрого сна к медленному сну, то человек будет плохо себя чувствовать, ощущать мышечную разбитость и т.д.

Вторая важнейшая функция дельта периода – переход информации из кратковременной памяти в долговременную. Данный процесс происходит в специальной структуре головного мозга – гиппокампе, и занимает по продолжительности несколько часов. При хроническом нарушении ночного отдыха у людей отмечают увеличение количества ошибок при проверке эффективности работы памяти, скорости мышления и других психических функций. В связи с этим становится ясно, что необходимо высыпаться и обеспечивать себе полноценной ночной отдых.

Продолжительность глубокой фазы

Средняя продолжительность сна человека обычно зависит от многочисленных факторов

Когда люди спрашивают о том, сколько часов в сутки нужно спать, чтобы высыпаться – это не совсем корректный вопрос. Наполеон мог сказать: «Я сплю всего 4 часа в день и чувствую себя хорошо», а Генри Форд возразить ему, так как он отдыхал по 8-10 часов. Индивидуальные значения нормы ночного отдыха значительно отличаются между различными людьми. Как правило, если человека не ограничивают в периоде восстановления ночью, то в среднем он спит от 7 до 8 часов. В этот интервал укладывается отдых большинства людей на нашей планете.

Быстрый сон длится всего 10-20% всего ночного отдыха, а все остальное время продолжается медленный период. Интересно, но человек может самостоятельно влиять на то, как долго он будет спать и сколько нужно времени на восстановление.

Увеличение времени дельта-сна

• Каждый человек должен строго придерживаться режима засыпания и пробуждения. Это позволяет нормализовать продолжительность ночного отдыха и облегчить утреннее пробуждение.

Очень важно соблюдать режим сна-бодрствования

• Есть перед отдыхом не рекомендуется, так же как не стоит курить, употреблять энергетические напитки и т.д. Возможно ограничиться легким перекусом в виде кефира или яблока за пару часов до отхода ко сну.
• Чтобы глубокая фаза длилась дольше, необходимо за 3-4 часа до засыпания дать организму физическую нагрузку адекватной интенсивности.
• Обеспечить более быстрое засыпание и качественный сон можно с помощью легкой музыки или звуков природы. Например, известно, что пение сверчка для глубокой фазы сна очень полезно. Это значит, что слушать музыку в процессе отдыха рекомендуется врачами, однако, очень важно грамотно подойти к ее подбору.
• Комнату перед сном лучше всего хорошо проветрить и устранить любые возможные источники шума.

Нарушения сна

Женщина страдает от бессонницы

Какому проценту людей приходится сталкиваться с нарушениями сна? Статистика в нашей стране показывает, что каждый четвертый человек испытывает определенные проблемы, связанные с ночным отдыхом. При этом различия между странами минимальны.

Все нарушения в данной сфере человеческой жизни можно разделить на три большие группы:

1. Проблемы засыпания;
2. Нарушения самого процесса ночного отдыха;
3. Проблемы с самочувствием после пробуждения.

Что такое нарушения сна? Это временные расстройства любой фазы ночного отдыха, приводящие к расстройствам в различных областях психики человека в период бодрствования.

Все три типа нарушений сна приводят к общим проявлениям: в течение дня отмечается вялость, усталость, снижается физическая и умственная работоспособность. У человека отмечается плохое настроение, отсутствие мотивации к деятельности. При длительном течении, возможно развитие депрессии. При этом выявить основную причину развития подобных расстройств очень сложно, в связи с их большим количеством.

Cонливость днем, бессонница ночью

Причины нарушения глубокого сна

В течение одной-двух ночей, нарушения сна у человека могут не иметь под собой какой-либо серьезной причины и пройти самостоятельно. Однако если нарушения сохраняются длительное время, то за ними могут стоять очень серьезные причины.

1. Изменения в психоэмоциональной сфере человека, а, в первую очередь, хронический стресс приводит к стойкому нарушению сна. Как правило, для подобного психоэмоционального перенапряжения должен быть какой-либо психотравмирующий фактор, приведший к нарушению процесса засыпания и последующего наступления фазы дельта-сна. Но иногда это и психические заболевания (депрессии, биполярное аффективное расстройство и пр.).
2. Заболевания внутренних органов играют не последнюю роль в нарушении глубокого сна, так как симптомы болезней могут мешать человеку полноценно отдыхать в течение ночи. Различные болевые ощущения у больных с остеохондрозом, травматическими повреждениями вызывают постоянные пробуждения посреди ночи, принося значительный дискомфорт. У мужчин могут быть частые мочеиспускания, приводящие к частому пробуждению для посещения туалета. По данным вопросам лучше всего проконсультироваться со своим лечащим врачом.

Однако наиболее часто причина проблем с засыпанием связана с эмоциональной стороной жизни человека. Именно причины данной группы встречаются в большинстве всех случаев проблем со сном.

Эмоциональные расстройства и ночной отдых

Сон и стресс взаимосвязаны между собой

Люди с эмоциональными расстройствами не могут уснуть, так как у них отмечается повышенный уровень тревожности и депрессивные изменения. Но если уснуть удается быстро, то качество сна может и не страдать, хотя обычно фаза дельта-сна в этих случаях сокращается или не наступает вовсе. Могут дополнительно появляться интрасомнические и постсомнические нарушения. Если говорить о большой депрессии, то пациенты рано встают утром и с самого момента пробуждения погружаются в свои негативные мысли, которые достигают максимума вечером, приводя к нарушению процесса засыпания. Как правило, расстройства глубокого сна встречаются вместе с другими симптомами, однако, у некоторых больных они могут быть единственным проявлением заболеваний.

Имеется и другая категория больных, испытывающих противоположенную проблему – начальные этапы медленного сна могут наступать в процессе бодрствования, приводя к развитию гиперсомнии, когда человек постоянно отмечает высокую сонливость и может уснуть в самом неподходящем месте. При наследственном характере подобного состояния выставляется диагноз нарколепсии, требующей особой терапии.

Возможности лечения

Выявление причин нарушения глубокого сна и определяет подход к лечению у конкретного больного. Если подобные расстройства связаны с заболеваниями внутренних органов, то тогда необходимо организовать соответствующее лечение, направленное на полное выздоровление пациента.

Если проблемы возникают в результате депрессии, то человеку рекомендуют пройти курс психотерапии и использовать антидепрессанты, позволяющие справиться с нарушениями в психоэмоциональной сфере. Как правило, использование снотворных препаратов ограничено, в связи с их возможным негативным влиянием на качество самого восстановления в ночные часы.

Снотворные необходимо принимать только по назначению врача

Принимать лекарственные средства для восстановления качества ночного отдыха рекомендуется только по назначению лечащего врача.

Таким образом, фаза глубокого сна оказывает значительное влияние на период бодрствования человека. В связи с этим каждому из нас необходимо организовать оптимальные условия для обеспечения его адекватной продолжительности и полного восстановления организма. При появлении любых нарушений в сфере сна, необходимо всегда обращаться за помощью к лечащему врачу, так как полноценное диагностическое обследование позволяет обнаружить причины расстройств и назначить рациональное лечение, восстанавливающее продолжительность дельта-сна и качество жизни пациента.

Быстрый сон (REM-сон) представляет собой уникальную фазу сна млекопитающих, характеризующуюся случайным движением глаз, низким мышечным тонусом по всему телу и способностью спящего видеть сны. Данная фаза также известна как парадоксальный сон (PS) и в некоторых случаях как десинхронизированный сон по причине физиологического сходства с состоянием бодрствования, включающего быстрые, низковольтные и десинхронизированные мозговые волны. Электрическая и химическая активность, регулирующая данную фазу, происходит из ствола головного мозга и характеризуется более заметным избытком нейротрансмиттера ацетилхолина в сочетании с практически полным отсутствием моноаминовых нейротрансмиттеров гистамина, серотонина и норэпинефрина. Быстрый сон физиологически отличается от других фаз сна, которые в целом носят название глубокий сон (NREMS, синхронизированный сон). Быстрый и глубокий сон чередуются в течение одного цикла сна, который длится около 90 минут у взрослых людей. Так как циклы сна возобновляются, они сменяются в направлении более высокой доли быстрого сна. Переход к быстрому сну связан с заметными физическими изменениями, начиная с электрических импульсов, называемых понто-геникуло-окципитальными волнами, которые происходят из ствола головного мозга. У организмов в фазе быстрого сна приостанавливается центральный гомеостаз, допуская большие колебания в дыхании, терморегуляции и циркуляции, которые не наблюдаются во всех других фазах сна или пробуждения. Тело резко теряет мышечный тонус, вступая в состояние, известное как атония быстрого сна. Быстрые движения глаз и их связь со сновидениями были установлены Натаниелем Клейтманом и его студентом Евгением Азерински в 1953 г. и позднее описаны исследователями, включая Уильяма Демента и Мишеля Жуве. Множество экспериментов включало пробуждение субъектов, когда они начинали впадать в фазу быстрого сна, таким образом, испытывая состояние, известное как депривация быстрого сна. Субъектам позволялось спать в обычном порядке, допуская незначительное восстановление быстрого сна. Техники нейрохирургии, инъекции химических веществ, электроэнцефалография, позитронно-эмиссионная томография и, разумеется, отчеты спящих после пробуждения использовались для изучения этой фазы сна.

Физиология

Электрическая активность головного мозга

Быстрый сон называется «парадоксальным» в связи с его сходством с пробуждением. Хотя тело парализовано, головной мозг действует в некоторой степени как в состоянии бодрствования. Электроэнцефалография во время быстрого сна обычно показывает быстрые, десинхронизированные, низкоамплитудные «мозговые волны» (нейронные колебания), которые отличаются от медленных δ (дельта) волн глубокого сна, но имеют сходства с паттернами, наблюдаемыми во время бодрствования. Важной составляющей этих волн является θ (фета) ритм в гиппокампе. Кора демонстрирует 40–60 Гц гамма-волны, как при пробуждении. Кортикальные и таламические нейроны в мозге при бодрствовании или в фазе парадоксального сна более деполяризованы, т.е. могут «возбуждаться» более быстро, чем в мозге в фазе глубокого сна. Правое и левое полушария мозга более согласованы в стадии быстрого сна, особенно во время осознанных сновидений. Быстрый сон перемежается PGO (понто-геникуло-окципитальными) волнами, импульсами электрической активности, происходящими из ствола головного мозга. Эти волны наблюдаются в кластерах примерно каждые 6 секунд в течение 1–2 минут во время перехода от глубокого сна к парадоксальному. Они демонстрируют максимальную амплитуду после смещения в зрительную кору и вызывают «быстрые движения глаз» в парадоксальной фазе сна. Энергия головного мозга, использующаяся в фазе быстрого сна, как определено обменом кислорода и глюкозы, равна или превышает количество энергии, используемое при пробуждении. Скорость в глубоком сне на 11–40% ниже.

Химические вещества головного мозга

По сравнению с медленноволновым сном, и бодрствование, и фаза парадоксального сна включают повышенное использование нейротрансмиттера ацетилхолина, который может вызывать более быстрые мозговые волны. Моноаминовые нейротрансмиттеры норэпинефрин, серотонин и гистамин полностью недоступны. Инъекции ингибиторов ацетилхолинэстеразы, которые эффективно повышают доступность ацетилхолина, вызывают парадоксальный сон у людей и других животных даже в фазе медленноволнового сна. Карбахол, который подражает действию ацетилхолина на нейроны, обладает аналогичным влиянием. У пробуждающихся людей те же инъекции вызывают парадоксальный сон, только если моноаминовые нейротрансмиттеры уже израсходованы. Два других нейротрансмиттера, орексин и гамма-аминобутановая кислота (GABA), способствуют бодрствованию, ослабляют глубокий сон и ингибируют парадоксальный сон. В отличие от резких переходов электрических паттернов, химические изменения в головном мозге демонстрируют непрерывные периодические колебания.

Роль ствола головного мозга

Нейронная активность во время быстрого сна наблюдается в стволе головного мозга, в особенности в понтинной покрышке и голубом пятне. Согласно гипотезе активации-синтеза, предложенной Робертом МакКарли и Алланом Гобсоном в 1975–1977 гг., контроль на протяжении фазы быстрого сна включает пути «REM-включающих» и «REM-выключающих» нейронов в стволе головного мозга. REM-включающие нейроны преимущественно холинергические (т.е. включает ацетилхолин); REM-выключающие нейроны активируют серотонин и норадреналин, которые, помимо других функций, подавляют REM-включающие нейроны. МакКарли и Гобсон свидетельствуют, что REM-включающие нейроны фактически стимулируют REM-выключающие нейроны, таким образом, обеспечивая механизм циклического повторения быстрого и глубокого сна. Они использовали уравнения Лотка-Вольтерра для описания данной циклической обратной зависимости. Каюза Сакаи и Мишель Жуве выдвинули аналогичную модель в 1981 г. В то время как ацетилхолин проявляется в коре в равной степени во время бодрствования и фазы быстрого сна, он наблюдается в более высоких концентрациях в стволе головного мозга во время фазы быстрого сна. Выведение орексина и GABA могут привести к отсутствию других возбудительных нейротрансмиттеров. Исследование в 1990-х, использовавшее позитронно-эмиссионную томографию, подтвердило роль ствола головного мозга. Оно также свидетельствует, что, в пределах переднего мозга, лимбическая и паралимбическая системы, обычно связанные с эмоциями, в большей степени демонстрируют активацию, чем другие области. Области мозга, активированные во время быстрого сна, практически противоположны тем, которые активируются во время глубокого сна.

Движения глаз

Большая часть движений глаз при “быстром” сне фактически менее быстрая, чем обычно наблюдается у бодрствующих людей. Они также короче по продолжительности и более вероятно возвращаются к исходной точке. Около семи таких возвращений наблюдается в течение одной минуты быстрого сна. В то время как в медленноволновом сне глаза могут расходиться, глаза у спящего в фазе парадоксальной фазе сна двигаются совместно. Эти движения глаз следуют за понто-геникуло-окципитальными волнами, происходящими из ствола головного мозга. Движения глаз сами по себе могут иметь отношение к зрительному чувству, испытываемому во сне, но непосредственная связь должна быть точно установлена. Наблюдалось, что у слепых от рождения людей, которые обычно не имеют зрительных образов в сновидениях, во время быстрого сна глаза все же двигаются.

Циркуляция, дыхание и терморегуляция

В общих словах, организм приостанавливает гомеостаз во время фазы парадоксального сна. Частота сердечных сокращений, сердечное давление, минутный сердечный выброс, артериальное давление и частота дыхания быстро становятся нерегулярными, когда организм вступает в фазу быстрого сна. В целом, дыхательные рефлексы, такие как реакция на гипоксию, ослаблены. В общем, головной мозг в меньшей степени контролирует дыхание; электрическое стимулирование связанных с дыханием регионов мозга не оказывает влияния на легкие, как во время глубокого сна или при бодрствовании. Колебания частоты сердечных сокращений и артериального давления стремятся совпадать с PGO-волнами и быстрыми движениями глаз, подергиваниями или внезапными изменениями дыхания. Эрекция пениса (ночная эрекция или NPT) обычно сопутствует фазе быстрого сна у крыс и людей. Если мужчина страдает эректильной дисфункцией (ED) во время бодрствования, но демонстрирует эпизоды ночной эрекции во время фазы быстрого сна, это свидетельствует, что эректильная дисфункция имеет скорее психологическую причину, чем физиологическую. У женщин эрекция клитора (ночная клиторальная эрекция или NCT) вызывает сопутствующее увеличение вагинального кровотока и транссудации (т.е. выделения смазки). На протяжении нормальных ночей сна пенис и клитор могут находиться в состоянии эрекции от одного часа до трех часов и половины продолжительности фазы быстрого сна. Температура тела недостаточно регулируется во время быстрого сна и, таким образом, организмы становятся более чувствительными к температурам за пределами их термонейтральной зоны. Кошки и другие мелкие покрытые мехом млекопитающие вибрируют и дышат быстрее для регулирования температуры во время глубокого сна, но не быстрого сна. За счет потери мышечного тонуса животные теряют способность регулировать температуру за счет движения тела. (Тем не менее, даже кошки с понтинными повреждениями, препятствующими мышечной атонии во время быстрого сна, не регулируют температуру посредством вибрирования.) Нейроны, которые обычно активируются в ответ на холодные температуры-запускающиеся для нейронной терморегуляции-не активируются во время фазы быстрого сна, так как делают это во время глубокого сна и бодрствования. Следовательно, горячие или холодные температуры окружающей среды могут снижать долю быстрого сна, а также общее количество сна. Другими словами, если организм находится в конце фазы глубокого сна, и показатели температуры выходят за пределы определенного диапазона, он не вступит в фазу быстрого сна во избежание дерегуляции, позволяя температуре медленно меняться в отношении желаемого значения. Данный механизм может быть «обманут» искусственным нагреванием головного мозга.

Мышцы

Атония быстрого сна, практически полный паралич тела, достигается посредством ингибирования двигательных нейронов. Когда организм вступает в фазу быстрого сна, двигательные нейроны по всему организму подвергаются гиперполяризации: их негативный трансмембранный потенциал снижается на дополнительные 2–10 милливольта, таким образом, растет предел, который должен превышать стимул для их активации. Мышечное ингибирование может быть результатом недоступности моноаминовых нейропередатчиков, избытка ацетилхолина в стволе головного мозга и, возможно, механизмов, использующихся для мышечного ингибирования при бодрствовании. Продолговатый мозг, расположенный между варолиевым мостом и остистым отростком, обладает способностью распространяющегося на многие организмы мышечного ингибирования. Могут наблюдаться некоторые локализованные мышечные сокращения и рефлексы. Отсутствие атонии быстрого сна вызывает нарушение поведения во время быстрого сна, страдающие от которого осуществляют физические действия во время сновидений. (Альтернативное объяснение заключается в том, что спящий «действует во сне»: мышечный импульс предшествует мысленному представлению. Данное объяснение также может распространяться на обычных спящих, у которых сигналы к мышцам подавлены.) (Следует заметить, что обычный лунатизм наблюдается во время медленноволнового сна.) Нарколепсия, в отличие от этого, включает чрезмерную и нежелательную атонию быстрого сна-т.е. катаплексию и избыточную дневную сонливость во время бодрствования, гипнагогические галлюцинации перед вступлением в фазу медленноволнового сна или сонный паралич во время бодрствования. Другие психиатрические расстройства включают депрессию, которая связана с непропорциональной фазой быстрого сна. Пациенты с потенциальными нарушениями сна обычно диагностируются посредством полисомнограммы. Повреждения варолиевого моста, предотвращающие атонию быстрого сна, вызывают «нарушение поведения во время быстрого сна» у животных.

Психология

Сновидение

Фаза быстрого сна со времени ее открытия тесно связывалась со сновидениями. Пробуждение спящих во время фазы быстрого сна представляет собой распространенный экспериментальный метод получения отчетов о снах; 80% нейротипичных людей сообщают об определенном типе сновидений в данных условиях. Спящие, разбуженные во время фазы быстрого сна, стремятся дать более долгие повествовательные описания сновидений, которые они пережили, и оценить сновидения по продолжительности как более длительные. Об осознанных сновидениях сообщается наиболее часто в фазе быстрого сна. (Фактически они должны приниматься во внимание как гибридное состояние, объединяющее существенные элементы быстрого сна и осознанность бодрствования.) Мыслительные процессы, которые происходят во время быстрого сна, наиболее часто имеют отличительные признаки сновидений, включая повествовательную структуру, осознанность (экспериментальное сходство с жизнью наяву) и объединение инстинктивных мотивов. Гобсон и МакКарли предположили, что PGO-волны, характерные для “фазического” быстрого сна, могут обеспечивать зрительную кору и передний мозг электрическим возбуждением, которое усиливает галлюцинаторные аспекты сновидения. Тем не менее, люди, разбуженные во время сна, не сообщают о значительно более причудливых сновидениях во время фазического быстрого сна по сравнению с тоническим быстрым сном. Другая возможная связь между двумя феноменами может заключаться в том, что более высокий предел прекращения чувствительности во время фазы быстрого сна позволяет мозгу в дальнейшем передвигаться вдоль нереалистичных и специфических цепочек мыслей. Некоторые сновидения могут наблюдаться во время фазы глубокого сна. “Чутко спящие” могут наблюдать сновидения во время стадии 2 глубокого сна, в то время как “крепко спящие”, после пробуждения на данной стадии, скорее всего, сообщат о “мышлении”, а не “сновидении”. Определенные научные усилия определить уникальную аномальную природу сновидений, предпринятые во время сна, были вынуждены сделать вывод, что мышление наяву может быть не в меньшей степени причудливым, особенно в условиях снижения чувствительности. По причине сновидений во время глубокого сна, некоторые исследователи сна категорически отвергают важность связи сновидений с фазой быстрого сна. Перспектива того, что хорошо известные неврологические аспекты быстрого сна сами по себе не являются причиной сновидений, свидетельствует о необходимости переоценки нейробиологии сновидения по существу. Некоторые исследователи парадоксального сна старой гвардии (Демент, Гобсон, Жуве), тем не менее, противятся идее об отсутствии связи сновидений с фазой быстрого сна.

Творческие способности

После пробуждения из фазы быстрого сна сознание “гиперассоциативно”-более восприимчиво к семантическому инструктированию. Люди, пробуждающиеся из фазы быстрого сна, лучше выполняют такие задания, как анаграммы и решение творческих проблем. Сон способствует процессу, посредством которого творческие способности преобразуют ассоциативные элементы в новые комбинации, которые практичны и отвечают определенным требованиям. Это происходит скорее в фазе быстрого сна, чем в фазе глубокого. Вряд ли это связано с процессами памяти, но приписывается изменениям во время фазы быстрого сна в холинергическом и норадренергическом нейромодулировании. Высокие уровни ацетилхолина в гиппокампе подавляют обратную связь гиппокампа с неокортексом, в то время как более низкие уровни ацетилхолина и норэпинефрина в неокортексе стимулируют неконтролируемое усиление ассоциативной активности в неокортикальных регионах. Это противоположно осознанности бодрствования, где высокие уровни норэпинефрина и ацетилхолина ингибируют повторяющиеся соединения в неокортексе. Фаза быстрого сна посредством данного процесса усиливает творческие способности, позволяя «неокортикальным структурам реорганизовывать ассоциативные иерархии, в которых информация из гиппокампа заново интерпретируется относительно предыдущих семантических представлений или узлов.»

Продолжительность

В цикле сна продолжительностью менее 20 часов организма чередуются фазы глубокого сна (медленные, большие, синхронизированные мозговые волны) и парадоксального сна (быстрые, десинхронизированные волны). Сон наблюдается в тесной связи с большим циркадным ритмом, который оказывает влияние на сонливость и физиологические факторы, основываясь на внутренних часах организма. Сон может распределяться в течение всего дня или кластерами на протяжении одной части ритма: у ночных животных в течение дня и у дневных животных ночью. Организм возвращается к гомеостатической регуляции практически сразу же после окончания фазы быстрого сна. Во время ночного сна обычно наблюдается около четырех или пяти периодов быстрого сна; они достаточно короткие в начале сна и более долгие ближе к концу. Многие животные и некоторые люди склонны просыпаться или демонтируют период очень чуткого сна в течение короткого времени непосредственно после периода быстрого сна. Сравнительное количество быстрого сна в значительной степени меняется с возрастом. Новорожденный ребенок проводит более 80% общего времени сна в фазе быстрого сна. Во время фазы быстрого сна активность нейронов мозга достаточно сходна с активностью во время бодрствования; по этой причине фаза быстрого сна называется парадоксальным сном. Быстрый сон обычно занимает 20–25% общего времени сна у взрослых людей: около 90–120 минут ночного сна. Первый эпизод быстрого сна наблюдается по прошествии примерно70 минут после погружения в сон. Циклы имеют продолжительность около 90 минут, при этом каждый цикл включает большей частью быстрый сон. Новорожденные проводят больше времени в фазе быстрого сна, чем взрослые. Доля быстрого сна затем значительно снижается в детстве. Взрослые люди в целом склонны спать меньше, но фаза быстрого сна занимает примерно то же время, и вследствие этого быстрый сон занимает большую часть времени сна. Быстрый сон может быть разделен на тонический и фазический режимы. Тонический быстрый сон характеризуется фета-ритмами в головном мозге; фазический быстрый сон характеризуется PGO-волнами и фактическими “быстрыми” движениями глаз. Обработка внешнего стимула значительно ингибируется во время фазического быстрого сна, и недавние факты свидетельствуют, что спящие сложнее пробуждаются от фазического быстрого сна, чем от медленноволнового.

Действие депривации быстрого сна

Депривация быстрого сна значительно повышает число попыток впасть в фазу быстрого сна в спящем состоянии. В восстановительные ночи субъект впадает в стадию 3 и фазу быстрого сна более быстро и демонстрирует восстановление быстрого сна, что направлено к значительному повышению времени, затрачиваемого на быстрый сон, по сравнению с нормальными уровнями. Данные открытия согласуются с идеей, что быстрый сон биологически необходим. После завершения депривации могут развиться легкие психологические нарушения, такие как тревожность, раздражительность, галлюцинации и неспособность концентрироваться, а также может снизиться аппетит. Существуют также положительные последствия депривации быстрого сна. Некоторые симптомы депрессии подавляются депривацией быстрого сна; агрессия и пищевое поведение могут усилиться. Высокий уровень норадреналина выступает возможной причинной таких результатов. Насколько длительная депривация быстрого сна оказывает психологическое действие, остается предметом споров. Некоторые отчеты свидетельствуют, что депривация быстрого сна усиливает агрессивное и сексуальное поведение у лабораторных животных. Было доказано, что кратковременная депривация быстрого сна может облегчить определенные типы депрессии, когда депрессия связана с дисбалансом определенных нейротрансмиттеров. Хотя депривация сна в целом досаждает большей части населения, она неоднократно продемонстрировала облегчение депрессии, хотя и временное. Более половины субъектов, которые продемонстрировали такое облегчение, сообщают, что она становилась неэффективной после сна на следующую ночь. Таким образом, исследовали разрабатывают такие методы как изменение режима сна на некоторый период времени после периода депривации быстрого сна и объединение изменений режима сна с фармакотерапией для пролонгации действия. Предположительно большая часть антидепрессантов выборочно ингибирует быстрый сон в связи с их действием на моноамины, данное действие ослабляется после долгосрочного использования. Депривация сна стимулирует гиппокампальный нейрогенез в большей степени, чем данные антидепрессанты, но обусловлено ли это действие фазой быстрого сна, точно не известно. Исследования депривации быстрого сна на животных значительно отличаются от человеческих исследований. Существует доказательство, что депривация быстрого сна у животных имеет более серьезные последствия, чем у людей. Это может быть вызвано тем, что продолжительность времени депривации сна у животных значительно большая (до семидесяти дней), или что различные используемые протоколы более некомфортны и неприятны, чем протоколы для людей. Метод “цветочного горшка” включает расположение лабораторных животных над водой на платформе, настолько маленькой, что они падают с нее как только теряют мышечный тонус. Естественное неприятное пробуждение, результаты которого могут вызвать изменения организма, которые обязательно превосходят простое отсутствие фазы сна. Другой метод включает компьютерное наблюдение мозговых волн, завершаемое автоматической механической тряской клетки, когда животное впадает в фазу быстрого сна. Факты свидетельствуют, что депривация быстрого сна у крыс нарушает изучение нового материала, но не оказывает влияния на имеющуюся память. В одном исследовании крысы не научились избегать болезненный стимул после депривации быстрого сна, что могли сделать до депривации. Отсутствие нарушений научения было выявлено у людей, перенесших одну ночь депривации быстрого сна. Депривация быстрого сна у крыс вызывает повышение числа попыток впасть в фазу быстрого сна, а после депривации быстрый сон восстанавливается. У крыс, также как и кошек, депривация быстрого сна повышает возбудимость мозга (например, электрическая амплификация сенсорных сигналов), что снижает порог для пароксизмов при бодрствовании. Данное повышение возбудимости головного мозга аналогично у людей. Одно исследование также обнаружило снижение сенсорной возбудимости заднего мозга. Задний мозг в целом менее восприимчив к информации афферентного пути, поскольку восприимчив к повышению амплификации данных путей.

Быстрый сон у животных

Быстрый сон наблюдается у всех наземных млекопитающих, а также у птиц. Количество быстрого сна и время цикла варьируется среди животных; хищники испытывают большее удовольствие от быстрого сна, чем жертвы. Более крупные животные также стремятся находиться в фазе быстрого сна больше времени, возможно по причине того, что более высокая тепловая инерция их головного мозга и организма позволяет им переносить более долгую приостановку терморегуляции. Период (полный цикл быстрого и глубокого сна) длится около 90 минут у людей, 22 минуты у кошек и 12 минут у крыс. В утробе млекопитающие проводят более чем половину (50–80%) суток в фазе быстрого сна.

Гипотезы касательно функций быстрого сна

В то время как функция быстрого сна недостаточно понята, предлагается несколько теорий.

Память

Сон в целом способствует памяти. Быстрый сон может способствовать сохранению определенных типов памяти: в особенности процедурной, пространственной и эмоциональной памяти. Быстрый сон повышает последующие интенсивное научение у крыс, в особенности по прошествии нескольких часов, а в некоторых случаях по прошествии нескольких ночей. Экспериментальная депривация быстрого сна в некоторых случаях ингибирует консолидацию памяти, особенно в отношении сложных процессов (например, как выйти из сложного лабиринта). У людей наилучшее доказательство в отношении улучшения быстрым сном памяти заключается изучении процедур-новые способы движения тела (такое как перепрыгивание трамплина) и новые техники решения проблемы. Депривация быстрого сна нарушает вербальную (т.е. непроцедурную) память только в более сложных случаях, таких как запоминание долгих историй. Быстрый сон явно противодействует попыткам подавить определенные мысли. Согласно гипотезе двойственного процесса сна и памяти, две основные фазы сна соотносятся с различными типами памяти. “Полуночные” исследования протестировали данную гипотезу посредством задач на память, которые начинались либо перед сном, либо в средине ночи, либо начинались в середине ночи и оценивались утром. Медленноволновой сон, часть глубокого сна, важен для вербальной памяти. Искусственное увеличение глубокого сна улучшает восстановление из памяти на следующий день запомненных пар слов. Такер и др. показали, что дневной легкий сон, включающий только глубокий сон, усиливает вербальную память, но не процедурную. Согласно следующей гипотезе два типа сна взаимодействуют с целью консолидации памяти. Ингибиторы моноаминоксидазы (MAO) и трициклические антидепрессанты могут подавлять быстрый сон, но при этом отсутствуют свидетельства, что данные препараты вызывают нарушение памяти. Некоторые исследования показывают, что ингибиторы моноаминоксидазы улучшают память. Боле того, одно предметное исследование субъекта, который обладал непродолжительным или отсутствующим быстрым сном в связи с осколочным повреждением ствола головного мозга, не обнаружило, что его память была нарушена. (для более подробной критики связи между сном и памятью см. ссылку)) Имеющие непосредственное отношение к обзорам относительно функции быстрого сна в консолидации памяти, Грэм Митчисон и Фрэнсис Крик предположили в 1983 г., что за счет свойственной спонтанной деятельности функция быстрого сна «заключается в том, чтобы устранить определенные нежелательные режимы взаимодействия в сети клеток в коре головного мозга», процесс, который они определили как «разучение». В результате те воспоминания, которые актуальны (лежащий в основе которых нейронный субстрат достаточно силен для того, чтобы противостоять такой самопроизвольной, хаотической активации), в дальнейшем укрепляются, в то же время слабые, временные, «фоновые» воспоминания уничтожаются. Консолидация памяти во время парадоксального сна специфически взаимосвязана с периодами быстрого движения глаз, которое не происходит непрерывно. Одно объяснение данной взаимосвязи заключается в том, что электрические PGO-волны, которые предшествуют движениям глаз, также оказывают влияние на память. Быстрый сон может обеспечивать возможность для возникновения “разучения” в основных нейронных сетях, вовлеченных в гомеостаз, которые защищены от данного “синаптического даунскейлинга” во время глубокого сна.

Развитие стимулирования центральной нервной системы в качестве основной функции

Согласно другой теории, известной как Онтогенетическая гипотеза быстрого сна, данная фаза сна (также известная как активный сон у новорожденных) отчасти важна для развития мозга, возможно за счет того, что она обеспечивает нейронное стимулирование, которое необходимо новорожденным для образования зрелых нервных связей и для надлежащего развития нервной системы. Исследования, изучавшие действие депривации активного сна, показали, что депривация в ранние периоды жизни может привести к поведенческим проблемам, устойчивому нарушению сна, снижению массы головного мозга и аномальному масштабу клеточной смерти нейронов. В дальнейшем данную теорию поддержал факт, что количество быстрого сна у людей снижается возрастом, что также распространяется на другие виды (смотри ниже). Один важный теоретический вывод из Онтогенетической гипотезы заключается в том, что быстрый сон может не обладать жизненно важной функцией в отношении зрелого мозга, т.е. когда развитие центральной нервной системы завершено. Тем не менее, поскольку процессы нейронной пластичности не ограничиваются мозгом, быстрый сон может быть непрерывно вовлечен в нейрогенез у взрослых в качестве источника поддерживающего самопроизвольного стимулирования.

Защитная иммобилизация: предшественник сновидений

Согласно Цукаласу (2012 г.), быстрый сон представляет собой эволюционное преобразование хорошо известного защитного механизма, рефлекса притворной смерти. Данный рефлекс, также известный как животный гипноз или симулирование смерти, действует как последний способ защиты от атакующего хищника и заключается в общей иммобилизации животного таким образом, что оно кажется мертвым. Цукалас аргументирует, что нейрофизиология и феноменология данной реакции демонстрирует поразительные сходства с фазой быстрого сна; например, обе реакции контролируются стволом головного мозга, характеризуются параличом, симпатической активацией изменениями терморегуляции.

Переключение внимания

Согласно «гипотезе сканирования», непосредственные свойства быстрого сна связаны с переключением внимания в образах сновидения. Против этой гипотезы выступает то, что такие быстрые движения глаз наблюдаются у тех, кто родился слепым, а также у зародышей, несмотря на отсутствие зрения. Кроме того, бинокулярный быстрый сон несогласован (т.е. оба глаза могут не находится в одном направлении время от времени) и, таким образом, отсутствует точка фиксации. В поддержку данной теории исследователи обнаружили, что в целенаправленных сновидениях движение глаз направлено за действием в сновидении, что определено взаимосвязью движений глаз и тела у пациентов с нарушением поведения во время быстрого сна, который совершают действия из сновидений.

Другие теории

Другие теории свидетельствуют, что требуется отключение моноамина таким образом, что моноаминовые рецепторы в головном мозге могут восстанавливаться до достижения полной чувствительности. Более того, если быстрый сон периодически прерывается, человек компенсирует это более долгим быстрым сном, «восстановительным сном», при первой возможности. Некоторые исследователи приводят аргументы, что сохранение сложных мозговых процессов, таких как быстрый сон, свидетельствует, что они выполняют важную функцию для выживания млекопитающих и птиц. Он удовлетворяет важные физиологические потребности, жизненно важные для выживания в такой степени, что длительная депривация быстрого сна ведет к смерти экспериментальных животных. И у людей, и у экспериментальных животных утрата быстрого сна ведет к тяжелым поведенческим и физиологическим патологическим отклонениям. Утрата быстрого сна отмечалась при различных естественных и экспериментальных инфекциях. Выживаемость экспериментальных животных снижается, когда быстрый сон полностью ослаблен во время инфекций; это ведет к возможности того, что качество и количество быстрого сна в целом важно для нормальной физиологии организма. Защитная гипотеза быстрого сна была предложена Фредериком Снайдером в 1966 г. Она основана на наблюдениях, что за фазой быстрого сна у нескольких млекопитающих (крыса, еж, кролик и макака-резус) следует короткое пробуждение. Это не наблюдается у кошек и людей, хотя люди более легко могут пробуждаться от быстрого сна, чем от глубокого. Снайдер выдвинул гипотезу, что быстрый сон периодически активирует животных в целях проверки окружающей среды на возможных хищников. Эта гипотеза не объясняет мышечный паралич быстрого сна; тем не менее, логический анализ может показывать, что мышечный паралич проявляется с целью предотвращения полного пробуждения животного без необходимости, позволяя с легкостью погрузиться в глубокий сон. Джим Хорн, исследователь сна в университете Лафборо, свидетельствует, что быстрый сон у современных людей компенсирует сниженную потребность в пробуждении с целью поиска пищи. Другие теории заключаются в смазывании роговицы, нагревании головного мозга, стимуляции и стабилизации нейронных цепей, которые не были активированы во время бодрствования, развитии внутреннего стимулирования, способствующего развитию ЦНС, или в отсутствии целей, как будто бы он случайно создавался активацией головного мозга.

Открытие и дальнейшие исследования

Немецкий ученый Ричард Клу в 1937 г. Впервые открыл период быстрой электрической активности головного мозга кошек. В 1944 г. Оглмейер сообщил о 90-минутных циклах сна, демонстрирующих эрекцию у мужчин на протяжении 25 минут. В Университете Чикаго в 1952 г. Евгений Азерински, Натаниель Клейтман и Уильям К. Демент открыли фазы быстрого движения глаз во время сна и связали их со сновидениями. Их статья была опубликована 10 сентября 1953 г. Уильям Демент провел исследование депривации быстрого сна, эксперименты, в которых субъектов будили каждый раз, когда электроэнцефалограмма свидетельствовала о наступлении фазы быстрого сна. Он опубликовал статью «Действие депривации сна» в июне 1960 г. («депривация быстрого сна» стала более распространенным понятием в результате последующих исследований, показавших возможность глубокого сна.) Нейрохирургические эксперименты Мишеля Жуве и других в последующие два десятилетия привнесли понятие атонии и доказательство важности понтинной покрышки (дорсолатеральный варолиевый мост) в запуске и регулировании парадоксального сна. Жуве и другие обнаружили, что нарушение ретикулярной формации ствола головного мозга ингибирует данный тип сна. Жуве придумал название “парадоксальный сон” в 1959 г. и в 1962 г. опубликовал результаты, свидетельствующие, что он может наблюдаться у кошек при полном удалении переднего мозга.

Люди интересовались природой сна всегда, ведь человек отдает данному физиологическому состоянию треть своей жизни. Это циклическое явление. За 7-8 часов отдыха проходит 4-5 циклов, включающих себя две фазы сна: быструю и медленную, каждую из которых можно рассчитать. Сколько длится каждая стадия, и какую ценность она несет для человеческого организма, попробуем разобраться.

Что такое фазы сна

Уже много столетий исследователи занимаются изучением физиологии сна. В прошлом веке ученым удалось записать биоэлектрические колебания, возникающие в коре головного мозга во время засыпания. Они узнали, что это циклический процесс, имеющий разные фазы, сменяющие друг друга. Снимается электроэнцефалограмма с помощью специальных датчиков, закрепленных на голове у человека. Когда испытуемый спит, приборы сначала записывают медленные колебания, которые впоследствии становятся частыми, затем снова замедляются: происходит смена фаз сновидения: быстрой и медленной.

Быстрая фаза

Циклы сна следуют один за другим. Во время ночного отдыха быстрая фаза следует за медленной. В это время повышаются ритмы сердцебиения и температура тела, глазные яблоки двигаются резко и быстро, дыхание становится частым. Мозг работает очень активно, поэтому человек видит множество сновидений. Фаза быстрого сна активизирует работу всех внутренних органов, расслабляет мышцы. Если человека разбудить, то он сможет в деталях рассказать сновидение, ведь в этот период мозгом происходит переработка информации, полученной за день, возникает обмен между подсознанием и сознанием.

Медленная фаза

Колебания на электроэнцефалограмме медленного ритма делятся на 3 стадии:

1. Дремота. Замедляется дыхание и другие реакции, сознание уплывает, появляются разные образы, но человек еще реагирует на окружающую действительность. В этой стадии часто приходят решения задач, появляются озарения, идеи.
2. Неглубокий сон. Происходит отключение сознания. Сердечный ритм и температура тела снижаются. В этот период сновидящего легко разбудить.
3. Глубокий сон. На этой стадии человека разбудить сложно. В организме происходит активная выработка гормона роста, регулируется работа внутренних органов, происходит регенерация тканей. На этой стадии у человека могут возникать кошмары.

Последовательность фаз сна

У здорового взрослого человека стадии сновидения проходят всегда в одинаковой последовательности: 1 медленная фаза (дремота), затем 2,3 и 4, затем обратный порядок, 4, 3 и 2, а потом быстрый сон. Все вместе они образуют один цикл, повторяющийся 4-5 раз за одну ночь. Продолжительность двух этапов сновидения может меняться. В первом цикле фаза глубокого сна очень короткая, а на последней стадии ее вообще может не быть. На последовательность и длительность этапов может оказывать влияние эмоциональный фактор.

Глубокий сон

В отличие от сна быстрого, глубокая фаза имеет более длительную продолжительность. Ее еще называют ортодоксальной или медленноволновой. Ученые предполагают, что это состояние отвечает за восстановление энергозатрат и укрепление функций защиты организма. Исследования показали, что начало фазы медленных волн разделяет мозг на активные и пассивные участки.

При отсутствии сновидения отключаются области, отвечающие за сознательные действия, восприятие, мышление. Хотя во время глубокой фазы сердечный ритм и мозговая активность снижаются, замедляется катаболизм, однако память прокручивает уже изученные действия, о чем свидетельствуют внешние признаки:

• подергивания конечностей;
• особый порядок дыхания;
• воспроизведение разных звуков.

Длительность

У каждого человека индивидуальная норма дельта-сна (глубокой фазы). Некоторым людям хватает 4 часа отдыха, а другим нужно 10, чтобы чувствовать себя нормально. У взрослого человека глубокая фаза занимает от 75 до 80% всего времени сна. С наступлением старости эта продолжительность уменьшается. Чем меньше дельта-сон, тем быстрее происходит старение организма. Чтобы повысить его длительность, необходимо:

• составить более эффективный график бодрствования/отдыха;
• перед ночным отдыхом за пару часов давать организму физическую нагрузку;
• не пить кофе, алкоголя, энергетиков, не курить и не переедать незадолго до окончания бодрствования;
• спать в проветренном помещении при отсутствии света и посторонних звуков.

Стадии

Структура сна в глубокой фазе неоднородна и состоит из четырех non-rem фаз:

1. В первый эпизод происходит запоминание и осмысление сложностей, которые были в течение дня. На стадии дремоты мозг ищет решение задач, возникших во время бодрствования.
2. Вторую фазу называют еще «сонные веретена». Движения мышц, дыхание и сердечный ритм замедляются. Активность мозга плавно затухает, но могут быть краткие моменты особой остроты слуха.
3. Дельта-сон, при котором происходит смена поверхностной стадии на очень глубокую. Длится всего 10-15 минут.
4. Сильный глубокий дельта-сон. Считается самым значимым, поскольку на протяжении всего периода мозг реконструирует способность работать. Четвертую фазу отличает то, что спящего человека разбудить очень сложно.

Быстрый сон

БГД (быстрое движение глаз) - фаза или от английского rem-сон отличается усиленной работой мозговых полушарий. Самое большое различие – стремительное вращение глазных яблок. Другие характеристики быстрой фазы:

• непрерывное движение органов зрительной системы;
• яркие сновидения броско разрисованы, наполнены движением;
• самостоятельное пробуждение благоприятное, дает хорошее самочувствие, энергию;
• температура тела растет из-за энергичного метаболизма и сильного прилива крови.

Длительность

После засыпания человек большую часть времени проводит в медленной фазе, а быстрый сон длится от 5 до 10 минут. Под утро соотношение стадий меняется. Периоды БГД становятся длиннее, а глубокого – короче, после чего человек просыпается. Быстрая стадия гораздо важнее, поэтому если прервать ее искусственным путем, то это неблагоприятно скажется на эмоциональном состоянии. Человека на протяжении дня будет преследовать сонливость.

Стадии

Быстрая фаза, которую еще называют парадоксальным сном, является пятой стадией сновидения. Хотя человек находится в полной неподвижности из-за полного отсутствия мышечной активности, состояние напоминает бодрствование. Глазные яблоки под сомкнутыми веками периодически совершают быстрые движения. Из 4 стадии медленного сна человек возвращается во вторую, после чего наступает БДГ-фаза, которая заканчивает цикл.

Ценность сна по часам – таблица

Сколько человеку нужно спать – точно сказать невозможно. Данный показатель зависит от индивидуальных особенностей, возраста, нарушения сна и режима дня. Младенцу для восстановления организма может понадобиться 10 часов, а школьнику – 7. Средняя продолжительность сна, по мнению специалистов, варьируется от 8 до 10 часов. Когда у человека правильно чередуется быстрый и медленный сон, то даже за короткий период восстанавливается каждая клеточка в организме. Оптимальным временем для отдыха является период до полуночи. Рассмотрим эффективность сна по часам в таблице:

Начало сна	Ценность отдыха

Лучшее время для пробуждения

Если обратиться к таблице ценности сновидения, то можно увидеть, что меньше пользы для отдыха приносит время с 4 до 6 утра. Этот период лучший для пробуждения. В это время солнышко встает, организм наполнен энергией, ум максимально чистый и ясный. Если постоянно просыпаться вместе с рассветом, то усталость и болезни будут не страшны, а успеть сделать за день можно намного больше, чем после позднего подъема.

В какую фазу лучше просыпаться

Физиология сна такова, что человеку важны все стадии отдыха. Желательно, чтобы за ночь прошло 4-5 полных цикла по 1,5-2 часа. Лучшее время для подъема у каждого человека свое. К примеру, совам лучше просыпаться с 8 до 10 утра, а жаворонки встают в 5-6 часов. Что касается стадии сновидения, то и здесь все неоднозначно. С позиции структуры и классификации фаз лучшее время для пробуждения – те пара-тройка минут, которые приходятся на окончание одного цикла и начало другого.

Как проснуться в фазу быстрого сна

Поскольку циклы повторяются, а продолжительность медленной фазы увеличивается до 70% ночного отдыха, для пробуждения желательно поймать конец БДГ-стадии. Рассчитать это время сложно, но чтобы облегчить себе жизнь, желательно найти мотивацию вставать утром пораньше. Для этого нужно научиться сразу после пробуждения не валяться в кровати без дела, а проводить дыхательную гимнастику. Она насытит мозг кислородом, активизирует обмен веществ, даст заряд положительной энергии на весь день.

Как рассчитать фазы сна

Самостоятельный расчет сложен. В интернете можно найти калькуляторы циркадных ритмов, но у этого способа тоже есть недостаток. Данное новшество основывается на средних показателях, не учитывает индивидуальные особенности организма. Самый надежный метод расчета – обратиться в специализированные центры и лаборатории, где медики, подключив приборы к голове, определят точные данные по сигналам и колебаниям головного мозга.

Самостоятельно рассчитать стадии сна человека можно примерно так. Продолжительность (средняя) медленной стадии – 120 минут, а быстрой – 20 минут. С момента, когда вы ложитесь спать, отсчитайте 3-4 таких периода и ставьте будильник так, чтобы время подъема попало на заданный промежуток времени. Если вы ложитесь в начале ночи, например, в 22:00, то смело планируйте проснуться в период с 04:40 до 05:00. Если для вас это слишком рано, то следующая стадия для правильного подъема будет находиться во временном промежутке с 07:00 до 07:20.

Видео

5 9 290 0

Сон – это то, что позволяет человеку быть бодрым и трудоспособным. Без него любой, даже самый здоровый организм, не сможет прожить долго.

Ученые установили, что нормально можно жить, функционировать, работать, если не спишь не больше одного-двух дней.

Тогда вы будете ощущать усталость, раздражение, желание отдохнуть, но сможете справляться с работой и чувствовать себя более-менее нормально.

Если вы не спите больше 24-36 часов – это чревато огромными и очень плохими последствиями. Организм может износиться до нервного срыва, психических расстройств, полного упадка сил и даже смерти.

Что же такое сон? Наверное, не раз мы задумывались о том, почему же просто закрыв глаза мы погружаемся в волшебный мир сновидений и расслабленности? Отчего в нас появляются силы и энергия? Почему видим сны? Что это? Давайте попытаемся разобраться.

Медленная фаза

Медленная фаза – период, который еще известен как глубокий сон. Он очень важен для человека, ведь именно во время него вырабатывается гормон роста, и полностью отдыхает человек.

Он продолжается около 90 минут, а наступает сразу же после того, как человек погрузился в сон.

Все ученые сходятся на мнении, что медленный сон очень важен, ведь именно благодаря ему мы можем полноценно жить и работать. В этот период пульс замедляется, падает артериальное давление, дыхание становится более медленным.

Медленная фаза – неимоверно важный этап для здоровья, ведь именно в это время восстанавливается иммунная система. А значит мы становимся менее чувствительными к инфекциям и вирусам.

Одно любопытное исследование провели ученые, используя в качестве подопытных баскетболистов университета в Стэнфорде. Они решили увеличить сон спортсменов. Те спали по 10 часов, то есть на 2 часа больше, чем обычно. Через месяц парни показали в три раза лучшие результаты, чем у них были до этого. Вот какая волшебная роль сна, в том числе и медленной фазы. Ведь именно из-за нее в баскетболистов лучше отдыхали и восстанавливались мышцы. Но это не значит, что чем больше спишь, тем лучше себя чувствуешь. Все нужно делать в норму. Пересыпание вредно для организма, и может закончиться очень неприятными последствиями.

Стадии медленного сна

1. Период полусна. Его еще называют стадией дремоты. Человек еще не спит, но уже не бодрствует. Он пребывает в состоянии сноподобных галлюцинаций. В этот период принято обдумывать все свои дневные проблемы, решать трудные задания и строить планы на жизнь. Это некий итог уходящего дня. Замедляется пульс, дыхание, снижается тонус всего тела.
2. Поверхностный или неглубокий сон. В этой стадии падает температура тела, замедляется пульс, человек засыпает. Если сделать энцефалограмму, можно увидеть, что появляются некие «сонные веретена», которые возникают приблизительно раз в 5 минут. Они отвечают за глубокий и крепкий сон. В перерывах между появлением этих веретен, человека очень легко можно разбудить. Это период длится около 20 минут.
3. Период когда уже закончился неглубокий сон, но еще не настал глубокий. Это небольшая стадия, которая быстро переходит в следующую. Некоторые ученые ее не выделяют и объединяют с 4.
4. Глубокий. Человек крепко спит и видит сны. Этот период иногда называют дельта-сон. Он длится около 10 минут. Если попытаться разбудить человека, то это сделать очень трудно, а если это вам и удастся, то он будет очень злой и раздраженный. Именно в 4 стадии медленного сна некоторые люди разговаривают, поют, ходят во сне. Но скорее всего, наутро они этого не помнят. Главное, чтобы все эти движения не имели ничего общего с лунатизмом, который может нести опасность как для самого человека, так и для тех, кто с ним живет.

Была открыта в 1953 году. Это период, который длится недолго – около 15-20 минут. У некоторых еще меньше. На данный момент еще происходят исследования.

Некоторые ученые склонны верить, что это период, когда мозг анализирует всю информацию полученную за день. Некоторые считают, что быстрый сон наиболее важный для маленьких детей, так как способствует развитию их нервной системы и импульсов. Но если посмотреть с точки зрения эмоций и переживаний – это некое вознаграждение мозга за все то, что мы прожили за день.

Именно в этой стадии человек видит яркие и захватывающие сны. Его глаза бегают, он даже внешне несколько активен, но если попытаться разбудить спящего в этот период он будет достаточно бодрым и сможет рассказать вам, что ему приснилось.

Чередование

Фазы сна чередуются. Сначала одна, потом следующая, и так целую ночь. То есть, сначала человек проходит медленную фазу целиком. Потом целиком быструю и так приблизительно 5 раз за ночь.

Чем дольше вы будете спать, тем короче становится фаза медленного сна и тем длиннее быстрого.

Но это не говорит о том, что вы должны пересыпать.

Оптимальное время пробуждения

Логично, что если фаз всего 2, значит их можно легко рассчитать. Ведь если мы проснемся в фазе медленного сна, будем чувствовать себя разбитыми, усталыми, раздраженными. А если в стадии быстрого, то наоборот – бодры и полны сил, в хорошем настроении.