Нейрофизиологические механизмы сна.

Сомнолог Мишель Жуве заметил: «Кто откроет тайну сна, тот познает тайну мозга».

Исторически было выдвинуто несколько гипотез, объясняющих механизмы сна. И.П. Павлов считал, что сон – это результат разлитого торможения в коре больших полушарий. Однако, позже выяснилось, что спят животные, лишенные коры.

Некоторые исследователи считали, что сон наступает в результате истощения энергетических ресурсов в мозге и появления веществ сна. П.К. Анохин наблюдая поведение сиамских близнецов (сестер), имеющих общее кровоснабжение, обратил внимание, что в то время как одна из сестер спала, другая бодрствовала. На самом деле известен ряд биологически активных веществ, обладающих гипногенным действием, - это продукты секреции эпифиза (мелатонин, серотонин), гипофиза (эндорфины, соматостатин) и другие. Такие вещества были извлечены из жидкостей организма, находившегося в условиях длительного лишения сна. При введении экспериментальным животным они вызывали развитие сна. В обычных условиях наступление сна обусловлено длительностью предшествующего бодрствования (утомлением) и существованием циркадных (околосуточных) биоритмов, связанных с чередованием дня и ночи. Сон является одним из проявлений биоритмологических процессов.

Современное представление о механизмах «бодрствования – сна».

Установлено, что в головном мозгу имеется система нейронов, ответственных за развитие цикла «бодрствование – сон». Механизм бодрствования обусловлен наличием в ретикулярной формации нейронов, активирующих кору больших полушарий. Эту группу нейронов называют восходящей активирующей системой. К этой системе относятся нейроны покрышки среднего мозга (медиатор ацетилхолин) и нейроны голубого пятна (медиатор норадреналин). Аксоны этих нейронов оказывают активирующее влияние на кору больших полушарий через неспецифические ядра таламуса. Поэтому нейроны коры больших полушарий во время бодрствования повышенно возбудимые. Бодрствующее состояние поддерживают так же нейроны черной субстанции, продуцирующие дофамин.

Механизмы сна обусловлены наличием в хвостовой части ретикулярной формации ядер шва, нейроны которых продуцируют медиатор серотонин. Если заблокировать синтез серотонина, то развивается бессонница, но если на фоне бессонницы вводить в организм предшественники серотонина, то сон нормализуется. Нейроны шва имеют обширные связи с корой больших полушарий, таламусом, структурами лимбической системы, гипоталамусом и продолговатым мозгом. Они тормозят восходящую активирующую систему, тем самым снижают активность нейронов коры больших полушарий. В результате происходит переход мозга от активного состояния к медленно-волновому сну. Одновременно нейроны, синтезирующие серотонин, оказывают тормозное влияние на вегетативные, двигательные и сенсорные функции и вызывают характерные для медленного сна изменения в организме. Под влиянием серотонина нейроны неспецифических ядер таламуса переходят в состояние гиперполяризации, что сопровождается торможением психической активности.

Отмечено, что избыточная сонливость сопровождается усиленным обменом серотонина.

Переход от медленно-волнового сна к быстрому связан с активацией ядер гипоталамуса (в связи с чем проявляется «вегетативная буря» в организме) и нейронов голубого пятна, которые блокируют ядра срединного шва. В результате уровень тормозного влияния этих ядер на кору частично снижается. Свидетельством повышения активности коры больших полушарий является десинхронизация электрической активности ее нейронов, отражением чего является особенность электроэнцефалограммы во время фазы быстрого сна и быстрые движения глаз. Через 15-20 минут быстрый сон сменится фазой медленного сна.

Предполагают, что есть центры смены сна. Они содержат четыре типа нейронов, включающих и выключающих медленный и быстрый сон, а супрахиазматическое ядро обеспечивает взаимодействие ядер шва и голубого пятна.

По мере восстановления функционального состояния коры больших полушарий восстанавливается ее тормозное влияние на центры медленного сна и восстанавливается бодрствующее состояние. Этому способствует увеличение потока сенсорной информации из внешней среды: свет, шум, звук будильника и др.; и из самого организма: активируются центры голода, мочеиспускания и др.