6.2 Бодрствование и сон как функциональные состояния организма. Понятие о патологических формах сна

Чередование сна и бодрствования является непременным условием жизни. Лишение сна очень тяжело переносится человеком и животными. У человека развивается мышечная слабость, повышается болевая чувствительность, появляются галлюцинации и развиваются тяжелые психические расстройства. Состояние сна отличается от бодрствования снижением мышечного тонуса и выключением сознания. При этом изменяются также и вегетативные функции: снижаются обмен энергии, частота сердечных сокращений, кровяное давление, температура тела и частота дыхательных движений.

Изучая условные рефлексы на собаках, И.П. Павлов наблюдал следующий факт: при выработке угасательного торможения (т.е. при применении условного раздражителя без подкрепления его безусловным), собаки повисают на лямках и засыпают. Это означало, что раздражитель, вызывающий в коре процесс торможения, вызывает сон. На основании этого факта у И.П. Павлова сложилось представление о сне как о разлитом торможении, охватывающем кору и подкорку. Сон может быть вызван и другими способами. Так, В.С. Галкин путем операции одновременно выключал у собак слух, зрение и обоняние, после чего они спали 23 ч в сутки. Причины, вызывающие сон, различны, но все они приводят к одному состоянию – понижению возбудимости ЦНС.

Сон — циркадионный биоритм по­ниженной активности мозга, обеспечивающий отдых организма, при котором выключены сознание и механизмы поддержания ес­тественной позы, снижена чувствительность анализаторов. Засы­пание вызывается рядом факторов: соблюдением режима сна (т.е. сон в одно и то же время), утомлением нейронов, ослаблением активности анализаторов – особенно зрительного и слухового (закрытие глаз, тишина), удобной позой. Человек может спать и в шумной обстановке, но нельзя забывать об отрицательном влиянии шума на сон. Различные шумы (шум транспорта на улице, работающее радио или телевизор и т.п.) нарушают глубину сна, последовательность его фаз, что плохо сказывается на самочувствии и работоспособности.

Выделяют четыре основных признака сна:

1) снижение уровня сознания;

2) зевание;

3) по­нижение чувствительности сенсорных систем;

4) урежение серд­цебиения и дыхания, снижение секреторной деятельности слюнных желез — сухость слизистой рта, слезных желез — жжение глаз, сли­пание век.

Структурами головного мозга, регулирующими состояния сна и бодрствования, являются промежуточный и средний его отделы.

Средняя продолжительность сна взрослых составляет 7 — 8 ч в сутки. Описаны случаи, когда люди долгое время спали мень­ше 7 — 8 ч в сутки и при этом сохраняли высокую работоспособность. Например, Т. Эдисон спал 2 ч в сутки. Имеются научные данные, что люди, спящие 7 — 8 ч в сутки, живут дольше тех, кто спит меньше или гораздо больше при про­чих равных условиях. Продолжительность сна у детей зависит от возраста. Новорожденные спит около 20 ч в сутки, дети в возрасте 6 месяцев — 15 ч. Чем старше человек, тем меньше его естественная потребность во сне. К концу первого года жизни продолжительность сна сокраща­ется до 13 ч в сутки. Средняя продолжительность сна у детей 2-го года жизни составляет 12 ч, в возрасте 9 лет — 10 ч, в возрасте 13— 15 лет — 9 ч, в возрасте 16—19 лет— 8 ч в сутки.

Структура сна двухфазная: весь период сна содержит фазы медленного и быстрого сна. На ЭЭГ во время сна появляются характерные волны – медленные, с большой амплитудой, называемые дельта-волнами, а также быстрыми малоамплитудными бета-волнами, характерными и для состояния бодрствования.

Сонное состояние мозга характеризуется возник­новением в ЭЭГ «сонных веретен» (12—16 колебаний в 1 с) и синхронизированными крупными медленными волнами ЭЭГ в дельта-диапазоне. Такая фаза сна называется медленноволновым, или ортодоксальным, сном. Это состояние мозга периодически в тече­ние периода сна заменяется быстрой низкоамплитудной десинхронизи­рованной активностью (до 30 колебаний в 1 с), которая напоминает ЭЭГ человека и животных во время бодрствования. При этом сон не прерывается, а по некоторым показателям становит­ся даже более глубоким. Такая фаза сна названа быстрым, или парадоксальным, сном. Смена быстрого и медленного сна происходит примерно через равные промежутки времени со средней длительностью около 70 – 110 мин (один цикл). На медленный сон приходится примерно 80 % обозначенного времени, на быстрый сон — 20 % времени.

Характерный признак быстрого сна – возникновение быстрых движений глаз, заметное снижение тонуса мышц. Опыты с животными показывают, что в это время у них возникают различные движения усов, ушей, хвоста, подергивания лап, учащается и становится нерегулярным дыхание, возника­ет неритмичный и частый пульс, повышается артериальное дав­ление, усиливается гормональная активность. При этом активность мотонейронов спинного мозга резко заторможена. В период медленного сна наблюдаются уменьшение частоты дыхательных движений и пульса, снижение артериального давления, общие движения туловища. Когда животных лишали быстрого сна, они становились возбудимыми, и раздражительными.

Для оценки глубины сна обычно используют метод электроэнцефа­лографии (снимают ЭЭГ). По особенностям ЭЭГ, исходя из общепринятых стандартных критериев, выделяют четыре или пять стадий медлен­ного сна. В состоянии расслабленного бодрствования преобладает альфа-ритм с изменчивой амплитудой (рисунок 7). В 1-й стадии сна альфа-ритм постепенно исчезает, между его эпизодами появляются все более длительные интервалы с очень маленькими тэта-волнами. Это соответствует переходу от бодрствования ко сну (состояние дремоты), длящееся несколько минут. Некоторые физиологи относят 1-ю стадию сна к бодрствованию. Для 2-й стадии сна (состояние засыпания и са­мого поверхностного сна) характерны тэта-волны. В 3-й стадии сна организм уже не различает слабые внешние раздра­жители. Характерной особенностью биоэлектрической активности мозга в этой фазе служат веретенообразные всплески бета-ритма («сонные веретена») и К-комплексы. В процессе перехода от 3-й к 4-й стадии сна регистрируются быстрые дельта-волны часто­той 3,0—3,5 Гц, а в 4-й стадии сна (глубокий сон) отмечаются медленные (синхронизированные) колебания в виде крайне медленных дельта-волн (0,7— 1,2 Гц), на которые эпизодически накладываются мелкие альфа-волны.

А — бодрствование, глаза открыты, взор перемещается; Б — различные фазы сна: 1 — преобладают альфа-волны (8 — 12 Гц); 2 — тэта-волны (3 — 7 Гц); 3 — появля­ются сонные веретена и К-комплексы (12—15 Гц); 4 — преобладают дельта-волны (0,5 — 2 Гц); 5 — парадоксальная фаза сна с быстрыми движениями глаз и десинхронизированной электрической активностью мозга

Рисунок 7 – ЭЭГ человека

Далее развивается фаза быстрого сна, характеризующаяся десинхронизацией ЭЭГ и эпизодами быстрых движений глаз, которые можно визуально пронаблюдать через сомкнутые веки спя­щего человека или же записать методом электроокулографии. Тонус остальной мускулатуры в фазу быстрого сна, как и в фазу медленного сна, снижен. Исключение составляют возникающие иногда судорожные сокращения мимических мышц или мышц пальцев, что сопровождается возрастанием час­тоты дыхательных движений и сужением сосудов пальцев.

Во сне возникают нереальные образы и явле­ния, воспринимаемые как реальная действительность. Они получили название сновидений. Содержание только что увиденного сна легче вспоминается, если разбудить спящего во время фазы быстрого движения глаз или сразу же после ее окончания. Если разбудить человека в фазу медленного сна, он чаще всего не может вспомнить свои сновидения. Именно в медленноволновом сне отмечаются разговоры вслух, снохождения, ночные страхи у детей. Примерно в половине случаев пробуждения в фазу медленного сна люди рассказывают о своих переживаниях. Зрительные картины в медленном сне менее четкие и длительные, но более реальные, чем в быстром сне.

Выделяют несколько факторов, вызывающих сновидения:

1. деятельность перед сном (например, ребенок играл перед сном и продолжает «играть» во сне);

2. избыточная импульсация от интерорецепторов переполненных или больных органов (с этим часто связаны ночные кошмары);

3. раздражители, действующие на организм во время сна (например, человеку, спящему в очень тесной пижаме, может присниться, что он пробирается через какой-то узкий лаз);

4. биологические потребности (например, потребность в опорожнении мочевого пузыря может вызвать соответствующее сновидение).

Часть сновидений связана с сексуальной жизнью. Так, у молодых половозрелых людей, не имеющих регулярной половой жизни, определенный характер сновидений сопровождается поллюциями. Сексуальные мотивы сновидения приобретают у девушек в период менструаций.

Рассмотрим основные патологические формы сна: нарколепсию, летаргию и сомнамбулизм. Нарколепсия — заболева­ние, характеризующееся двумя основными признаками – приступами сонливости и блокадой мышечного тонуса (катаплексия). Состояние нарколепсии может наступить в результате сильных душевных переживаний. Возникают кратковременные труднопреодолимые приступы сонливости (обычно длятся 1—5—10 мин, иногда дольше). Они повторяются по несколько раз в сутки, иногда (в исключительных случаях) – до 100 раз. Перед очередным приступом больные жалуются на ощущение тяжести в голове и общую слабость. Приступ легче всего наступает в обста­новке, благоприятствующей нормальному сну – при отсутствии внешних раздражителей, в удобном положении. Обычно нарколепсия является следствием нарушения работы головного мозга в области его среднего отдела и гипоталамуса.

Летаргия, или летаргический сон, это состояние патологического сна с более или менее выраженным ослаблением физических про­явлений жизни, с обездвиженностью, значительным понижени­ем обмена веществ и отсутствием реакции на раздражения. При­ступы летаргии внезапно возникают и заканчива­ются, длятся от нескольких часов (ми­нут) до нескольких дней и недель. Наиболее часто летаргия встреча­ется при истерии. Описан случай летаргического сна у больного, наблюдавшегося И.П. Павловым. Больной спал 22 года. После смерти таких больных на вскрытии наблюдали повреждения гипоталамуса или среднего мозга.

Сомнамбулизм, или снохождение, не все исследователи считают патологией. Снохождение наблюдается в любом возрасте, хотя наибо­лее распространено у детей и молодых людей. Глаза сомнамбулы (в быту такого человека часто называют лунатиком) широко открыты, взгляд устремлен вперед, но производит впечатление невидящего. Внешние раздражители не вызывают у него никаких реакций. Дви­жения человека угловатые и неуклюжие. Сно­хождение возникает в основном во время глубокого сна, поэтому его нельзя считать двигательным проявлением сновиде­ний. Сомнамбулизм рассматривают как особую форму бодрствования, при которой преобразование сенсорной информации в двигательные акты в целом сохраняется, но сознание отключено.

Во время сна регистрируются различные вегетативные изменения в организме. Так, в период медленного сна сек­реция и моторика пищеварительного тракта снижаются, замедляется работа сердца, уменьшается частота дыхательных движений, иногда нарушается ритм дыхания. У некоторых людей по мере погружения в мед­ленный сон происходит частичная обструкция верхних дыхатель­ных путей и возникает храп. Температура тела перед засыпанием и по мере углубления медленного сна постепенно снижается. Существует предположение, что снижение температуры тела является одной из причин наступления сна. Пробуждение сопро­вождается повышением температуры тела.

В период быстрого сна отмечается нерегулярное дыхание, нередко возникает дли­тельное апноэ (остановка дыхания). Терморегуляция нарушается, секреторная и мотор­ная функции пищеварительного тракта отсутствуют. Частота сердечных сокращений может превышать таковую в состоянии бодрствования, возможно возникновение арит­мии и заметное изменение артериального давления. Для ста­дии быстрого сна уже с рождения характерно наличие эрекции полового члена и клитора.