У человека и многих животных наблюдается суточная периодичность сна и бодрствования (монофазный сон). У некоторых животных подобная смена сна и бодрствования происходит несколько раз в сутки (полифазный сон). Кроме того, возможен сезонный сон, когда животные при неблагоприятных условиях впадают в характерное сонное состояние под названием спячки. 305 Учебный модуль 11. Аспекты высшей нервной (психичАнатомия и физиология Циркадные ритмыДля всех живых существ характерно ритмичное изменение состояния и функций систем. Эти изменения часто соответствуют суточному ритму, связанному с вращением земли, хотя известны и другие периодические колебания, соответствующие лунному или годичному циклу. Эти циклы названы околосуточными (циркадными), так как их длительность составляет примерно 24 ч. Природа ритмов неизвестна, их считают эндогенными. Свободно текущие циркадные ритмы не затихают в течение длительного времени (недели, месяцы). Частота их колебаний синхронизирована с 24-часовым суточным циклом вследствие действия внешних сигналов: чередования дня и ночи, а также социальных факторов. Биоритмы изучает хронобиология.Как уточнено уже в конце 80-х гг. прошлого века, истинный внутренний ритм человека составляет в среднем 23,48—24,58 ч. От этого индивидуального показателя и зависит, кто вы: жаворонок или сова. Принадлежность к совам или жаворонкам определяется, в первую очередь, наследственностью. Так, у сов циркадный ритм медленнее и длится дольше 24 ч, а у жаворонков, наоборот, короче. Соответственно, совы живут с некоторой задержкой (позже ложатся, позже встают), а жаворонки опережают график.Более сотни физиологических параметров человека изменяются с периодом 24 ч, например, температура тела и АД. Эти изменения наиболее выражены в суточном цикле «сон—бодрствование»: меняется интенсивность таких функций организма, как частота дыхания и сердечных сокращений, АД, показатели обмена веществ и возбудимость нервной системы.У человека циркадные ритмы сохраняются даже в условиях изоляции от окружающей среды. При длительных перелётах с востока на запад (и наоборот) происходит смещение ритма. Для восстановления циркадного ритма при перемещении на один часовой пояс (то есть при сдвиге времени на час) необходимо около суток. При этом социальная активность человека и его профессиональная деятельность адаптируются к новым условиям скорее, а вегетативные функции — медленнее, что объясняет временное нарушение самочувствия и трудоспособности при перелётах на большие расстояния. Дело в том, что в разных тканях и органах биологические часы идут с разной скоростью. При изменении наружного времени они перестраиваются тоже не одновременно. Этим также объясняется плохое самочувствие трансконтинентального путешественника, тошнота и прочие неприятные ощущения, объединяемые общим термином «акклиматизация».
306
Соотношение периодов активности и покоя в пределах циркадного цикла непостоянно. При удлинении активного периода фаза покоя укорачивается, но средняя продолжительность цикла остаётся неизменной. Циркадный ритм — первичный процесс, которому подчиняется цикл «сон—бодрствование». Циркадный ритм — основа этого цикла. Кстати, эти выводы противоречат гипотезе «утомления», считающей сон восстановительным периодом.
Циркадные ритмы — врождённые процессы. Их биологическое значение заключается в адаптации организма к временным параметрам окружающей среды, поэтому врачам следует учитывать эти параметры при диагностике и лечении болезней. Благодаря собственным «биологическим часам» организм может заранее приспособиться к ожидаемому изменению условий существования. Преимущества таких опережающих реакций заключаются в возможности выполнять определённые действия в соответствующее время суток, а также отсчитывать время (например, использовать «внутренние часы» для ориентировки по солнцу, что наблюдают у птиц при длительных перелётах).
Регуляция циркадных ритмов
За циркадные ритмы отвечают два центра, расположенные в гипоталамусе. Одна из областей вентромедиального ядра гипоталамуса контролирует температурный и пищевой цикл, включая колебания уровней глюкозы и кортикостероидов в крови.
Цикл «сон—бодрствование» контролируется супрахиазмальным ядром вентрального гипоталамуса. В нормальной ситуации система работает следующим образом. Особые (меланопсиновые) рецепторы сетчатки глаза передают информацию о яркости света в центр управления ритмами — супрахиазмальное ядро, которое обрабатывает информацию от рецепторов и посылает сигналы в эпифиз и гипофиз. Эти железы вырабатывают гормоны, регулирующие циркадный ритм. Эпифиз ночью в темноте вырабатывает мелатонин, а днём — серотонин. Если лечь спать днём, то уровень мелатонина не повышается. Гипофиз производит АКТГ, стимулирующий синтез надпочечниками кортизола — гормона бодрствования.Попадая ночью в кровь, мелатонин запускает цепь процессов, изменяющих уровень секреции других гормонов и биологически активных веществ. Кровеносные сосуды расширяются, понижая АД, тело и мозг охлаждаются. Под утро температура тела опускается до минимума, поэтому разбуженный в это время человек ёжится от холода. Около 8.00 поднимается уровень кортизола, облегчая пробуж
307 Учебный модуль 11. Аспекты высшей нервной (психич
Стадии сна
|
Ритмы, регистрируемые на ЭЭГ
|
Стадия расслабленного бодрствования
|
Альфа-ритм с изменчивой амплитудой
|
Стадия А: переход ко сну (часто относят к I стадии)
|
Альфа-ритм с изменчивой амплитудой, мелкие тета-волны
|
Стадия В: засыпание (очень поверхностный сон)
|
Медленные тета-волны, десинхронизация ЭЭГ
|
Стадия С: поверхностный сон
|
Бета-ритм («сонные веретёна») и К-комплексы
|
Стадия D: умеренно глубокий сон
|
Быстрые дельта-волны частотой 3,0—3,5 Гц
|
Стадия Е: глубокий сон
|
Медленные дельта-волны частотой 0,7—1,2 Гц
|
308
Перед пробуждением спящего наблюдают особую фазу сна с изменениями ЭЭГ подобно стадии В и быстрыми движениями глаз. Это парадоксальная фаза (десинхронизированный, или быстрый сон). Остальные фазы сна называют
синхронизированным, медленноволновым сном. В течение ночи указанная последовательность стадий сна повторяется 3—5 раз, при этом его максимальная глубина в каждом цикле убывает к утру, когда стадия Е укорачивается и исчезает. Фаза быстрого сна повторяется через каждые 1,5 ч и продолжается 20 мин (с каждым разом дольше). Изменения вегетативных циркадных ритмов (в частности, АД и частоты пульса) особенно выражены в фазу быстрого сна. С возрастом общая продолжительность сна уменьшается, и доля быстрого сна снижается.
Сон и сновиденияЕсли человека разбудили в фазе быстрого сна, то он помнит содержание сновидений и последнее ночное сновидение. Однако, проснувшись в фазе медленного сна, человек не помнит сновидений. Сновидения чаще всего появляются в фазу быстрого сна или сразу после её окончания (в течение 5 мин). Во время медленного сна наблюдают разговор во сне, снохождение, ночные страхи и энурез у детей.
Сновидения — сложный психический феномен, возникающий в результате общения человека с внешним миром. Именно поэтому в сновидениях слепых от рождения отсутствуют зрительные образы, а в сновидениях глухонемых — речевые элементы. Наиболее распространённая теория, объясняющая сновидения, — теория нервных следов.Иногда сновидения кажутся такими фантастическими, потому что мы лучше запоминаем приснившееся под утро, когда содержание снов менее всего напоминает реальную жизнь. Содержание же снов первой половины ночи вполне рационально. На содержании сновидений отражаются внешние раздражители (особенно слуховые), предшествующие события и даже потребности организма (просмотр фильма, жажда, голод). Например, при жажде сновидения в фазу быстрого сна продолжительнее и эмоционально окрашены ярче. При лишении испытуемого фазы быстрого сна все последующие фазы сна удлиняются, сновидения становятся эмоционально насыщенными.Нарушения снаИзвестные нарушения сна. храп, бруксизм (скрежетание зубами) или сноговорение — имеют значение не столько для самого спящего, сколько для окружающих людей. Храп иногда сопровождается сонными апноэ — внезапными остановками дыхания, опасными для жизни. 309 Учебный модуль 11. Аспекты высшей нервной (психичАнатомия и физиология Снохождение (сомнамбулизм) также не все психиатры считают патологией. Это особая форма бодрствования при отключённом сознании. Снохождение возникает в основном во время глубокого сна, его нельзя считать двигательным проявлением сновидений. Его наблюдают в любом возрасте, но чаще у детей и юношей. Глаза сомнамбулы широко открыты, взгляд обращён в пустоту, движения резкие, неуклюжие, реакция на внешние раздражители отсутствует.Ночным недержанием мочи (энурезом) страдают приблизительно 10% детей старше 2 лет, обычно в стадии глубокого сна. Если в это время разбудить ребёнка, то сознание его спутано, он дезориентирован, сновидений не помнит. Причинами энуреза считают физиологические и психологические факторы.