Бодрствование, сон, его фазы, значение.

Бодрствование – состояние, характеризуемое уровнем активности мозга.

Уровни бодрствования:

• спокойное бодрствование,

• напряженное бодрствование,

• переходное бодрствование от спокойного ко сну.

Оценивают по уровню ЭЭГ. Бодрствование характеризуют альфа- и бета-ритмы. Напряженное бодрствование, связанное с выполнением когнитивных функций, характеризуется гамма-ритмом с частотой 30-100 Гц.

Альфа-ритм:

α1- ритм (7,5-9,5 Гц),

α2 – ритм (10-12,5 Гц).

Бета-ритм:

β1 – ритм (13-18 Гц),

β2 – ритм (18,5-30 Гц).

Спокойное бодрствование характеризуют ритмы α2 и β1, напряженное – β2, переходное – α1.

Уровень бодрствования волнообразно меняется, цикл имеет длительность 90-100 мин.

Напряженное бодрствование человек может поддерживать не более 2- 4-х часов подряд.

Уровень бодрствования и внимания

контролируют неспецифические ядра

ретикулярной формации через ретикуло-корковые связи. За уровень бодрствования отвечают голубое пятно варолиева моста (медиатор НА), дорзальное ядро шва (медиатор серотинин). При их раздражении возникают

поведенческие проявления внимания:

• Настораживание ушей, поворот головы и глаз, принюхивание, у человека – мимика внимания,

• десинхронизация альфа-ритма.

Сон – биологическая потребность в отдыхе для ЦНС и всего организма.

Характеризуется угнетением сознания и восприятия окружающей среды, прекращением контакта с окружающими людьми и отсутствием поведенческих реакций.

Включение механизмов сна и выключение сна происходит внезапно, но связь с внешним миром сохраняется на биологически и социально важные стимулы, которые выводят из состояния сна (мать и новорожденный).

Виды сна:

• периодический суточный,

• сезонный (животные)

• патологический,

• гипнотический.

Периодический сон может быть монофазным (у взрослого), дифазным (ночной и послеобеденный), полифазный (у новорож-денных и годовалых детей).

Длительность сна у новорожденных – 20-21 час, взрослых – 7-8 час.( более 9 час. считается фактором риска ССЗ), у пожилых – 5-6 час.

Цикл сна продолжается 1,5 часа, за ночь проходит 4-6 циклов. Проснешься в конце цикла – бодрое состояние, в середине – вялый, не выспавшийся.

Это связано с фазами цикла сна.

Выделяют 2 фазы: медленный сон и быстрый (парадоксальный) сон.

Медленный сон имеет 4 ступени (стадии глубины). Он занимает 80% времени сна.

Характеризуется:

• на ЭЭГ волны тета (θ) - и дельта (Δ), сонные веретена.

• снижение кровотока в мозге,

• снижение тонуса скелетной мускулатуры,

• уменьшение АД (в 2 часа ночи – 80/40 мм рт.ст.), ЧСС (до 40-50/ мин).

• сновидений нет.

Быстрый (парадоксальный) сон – это самая глубокая стадия сна. Длится в среднем 15-20 мин, по мере увеличения длительности сна увеличивается и продолжительность быстрого сна (от 5 до 30 мин).

Проявления:

• на ЭЭГ – бета-ритм,

• кровоток в мозге увеличен на 40%,

• тонус мышц снижен,

• быстрые движения глазных яблок (смотрят сны),

• колебания АД, ЧСС и ЧД (увеличение),

• сновидения. Помнят их 7% после пробуждения, если разбудить в период быстрого сна – расскажут многие.

Общая продолжительность быстрого сна – 25% времени сна. Механизм сна связывают с нервными и гуморальными влияниями.

Медленный сон.

Связан с активностью синхронизирующих систем мозга (РФ средней части варолиева моста, дорзальное ядро шва, гипногенная зона переднего гипоталамуса, гипногенные синхронизирующие системы неспецифических ядер таламуса).

Парадоксальный сон – активация десинхронизирующих систем (голубое пятно варолиева моста, верхний отдел каудального и среднего орального ядер РФ варолиева моста).

Десинхронизация ЭЭГ не совпадает с пробуждением организма, т.к. осуществляется по обходным путям, минуя ретикуло-кортикальную активирующую систему.

Физиологическое значение сна.

1. Отдых для организма.

Расслабляются мышцы, в них восстанавливается обмен веществ и энергии. Снижаются функции сердечно-сосудистой системы (<АД, ЧСС, расширяются сосуды), дыхательной системы. Моторика ЖКТ и мочевыделительной системы несколько усиливается. Основной обмен энергии снижается на 10-30%, усиливается анаболизм.

2. Отдых для мозга.

Восстанавливается нормальный уровень активности нервных центров и баланс их

деятельности. Уменьшается активность двигательных и симпатических центров.

3. Переработка информации, поступившей за день, отсеивание ненужной, запоминание важной.

4. Реализация творческих способностей (открытия во время сна:

Менделеев – таблицу элементов, Отто Леви – план эксперимента по исследованию медиаторов, Никос Сафронов все свои картины увидел во сне.

5. Решение задач и проблем, не решенных днем – психологическая сублимация («утро вечера мудренее»).

Последствия лишения (депривация) сна: у щенков смерть наступает через 4-6 сут., у взрослых собак – 12-21 сут. Депривация быстрого сна у крыс приводит к снижению пищевой и питьевой потребности, снижению двигательной активности, прекращению полового влечения, снижению массы тела и мозга.

Виды нарушений сна.

• расстройство засыпания,

• раннее пробуждение,

• поверхностный, беспокойный сон.

Нарушения сна – отражение нарушений психо-эмоционального состояния человека, результат стрессов.

Нарушения сна ведут к неврозам, десинхронозам, психо-эмоциональным нарушениям.

Время как фактор поведения. Биоритмы.

Поведенческая активность человека колеблется в течение суток: в дневное время ее определяет уровень бодрствования, ночью – сна.

Цикл активности связан с биологическими часами. Они находятся в гипоталамусе, в супрахиазматическом ядре. Здесь расположен центральный пейсмекер, его активность

зависит от степени освещенности.

Свет  пейсмекер  > РФ  > КБП уровень бодрствования.

Темнота  пейсмекер  > активности шишковидной железы  мелатонин  уровень сна.

Гормон мелатонин усиленно выделяется с наступлением темноты, пик – в 2-3 часа ночи, с 7 утра и до вечера – низкая концентрация.

Уровень секреции мелатонина зависит от возраста: на 1-ом году – самый высокий, 1-18 лет – высокий, затем снижается и сохраняется постоянным с 20 до 45 лет. После 45 лет – неуклонно снижается. У женщин уровень выше, чем у мужчин.

Эффекты: снотворный, восстанавливает естественную структуру сна, перестраивает биоритмы в соответствие с местным временем.

Биологические часы

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2017 за открытие молекулярных механизмов, управляющих циркадными ритмами (Джеффри Холл, Майкл Росбаш, Майкл Янг).

У человека околосуточные ритмы с реальным временем согласовывает супрахиазматическое ядро гиаоталамуса. Оно получает сигналы от определенных групп ганглиозных нейронов сетчатки и задает ритм остальным часам организма.

За ритм отвечает ген period (per). Ген – это кусок ДНК, в котором записана структура белка. Сначала появляется копия гена в виде матричной РНК (синтез мРНК называют транскрипцией и происходит в ядре).

Затем мРНК выходит в цитоплазму и на неё садятся белок-синтезирующие машины – рибосомы и начинается трансляция, т.е. сборка белковых молекул, в данном случае белка PER. Концентрация белка PER растет, он транспортируется в ядро и тормозит активность своего гена (отрицательная обратная связь).

Есть еще один ген timeless, его белок TIM связывается с белком PER, провожая его в ядро и защищая от разрушения ферментами цитоплазмы.

Ген doubletime кодирует белок DBT, который играет роль корректора хода часов, чтобы растянуть накопление и распад белков PER и TIM до 24-часового периода.

Есть еще 2 гена – clock и cycle, важные для суточных ритмов, их белки CLK и CYC связываются друг с другом и в таком виде садятся на специальные места генов per и timeless, активируя тот и другой. В свою очередь TIM и PER, приходя в ядро, взаимодействуют с белком CLK и пара CLK-CYC перестает стимулировать гены per и timeless.

Ген criptochrome и его белок CRY стимулируются светом, CRY усиливает разрушение белка TIM, который ведет PER в ядро и защищает его от деградации. Т.е. днем белка CRY становится все больше, белков TIM и PER - все меньше, в конце концов гены timless и period опять активируются – и цикл начинается снова. Можно сказать, что CRY связывает внутренние часы со светом.

Воздействие факторов внешней среды на биоритмы.

1. Суточный биоритм (22-28 час.) определяется вращением Земли вокруг своей оси (циркадный ритм).

2. Недельные рабочие биоритмы (социальные факторы).

3. Месячные биоритмы (24-32 дня) – лунный ритм.

4. Сезонные биоритмы – вращение Земли вокруг Солнца.

5. Одиннадцатилетние биоритмы – циклы Солнечной активности.

Социальные факторы могут влиять на биоритмы:

сменная работа, перелет в другой часовой пояс, перевод часов на зимнее и летнее время, стрессы (например, в военное время у женщин отсутствовал месячный биоритм).

Нарушения биоритмов могут приводить к десинхронозам, неврозам, психосоматическим заболеваниям.

Нарушения поведения – неврозы.

Симптомы невротических нарушений

встречаются у 70% населения.

Неврозы проявляются:

1. Нарушением взаимоотношения процессов возбуждения и торможения в КБП.

В норме при увеличении силы условного раздражения ответная реакция увеличивается.

При неврозах развиваются фазовые явления в КБП.

Фазы:

• уравнительная (ответ на слабые и сильные условные сигналы одинаков)

• парадоксальная (ответ на слабые сигналы сильный, на сильные – слабый),

• ультрапарадоксальная (в ответ на условный сигнал возбуждения возникает торможение, на условный сигнал торможения – возбуждение).

2. Психоэмоциональные нарушения:

повышенная возбудимость, раздражительность, плаксивость, тревожность.

3. Психосоматические нарушения:

повышенная чувствительность к боли, нарушения со стороны внутренних органов, нарушения сна, сексуальные нарушения. Вегетативные нарушения: потливость, тахикардия, увеличение АД, сосудистые реакции, зябкость.

Формирование психосоматических заболеваний.

Причины развития неврозов:

1. Перенапряжение процессов возбуждения и торможения, перенапряжение подвижности (перестройка динамического стереотипа) – И.П. Павлов.

2. Избыток или недостаток информации (первоклассники + дополнительные занятия) – информационный невроз Хананашвили.

3. Высокий уровень мотивации, когда решение невозможно (заяц и голодный волк в соседних клетках, разделенных стеклом) – мотивационный невроз Симонова.

4. Острый эмоциональный стресс (пример от Н.П.Бехтеревой).

Неврозы легче развиваются у слабого типа ВНД и холерика.