Разница между медленным и быстрым сном. Медленный сон — залог здоровья, или почему так важно высыпаться

Альфа-волн. При этом глазные яблоки производят медленные круговые движения. Мышцы расслабляются, биение сердца замедляется. В первой фазе у спящего появляется ощущение того, что он видит , но при этом его легко разбудить. Проснувшись, он может отрицать, что спал. Но если спящего не беспокоить, он постепенно перейдет во вторую .

На второй фазе мозг генерирует бета-волны, и это сразу же отражается на энцефалограмме. Есть сонные веретена.Медленные вращательные движения глазного яблока продолжаются, но все приснившееся на данной стадии в большинстве случаев забывается при пробуждении. После 20-30 минут пребывания в этой фазе спящий переходит на следующую фазу сна.

В третьей фазе частота излучения мозговых волн спящего значительно понижается по сравнению с активностью альфа-волн в состоянии бодрствования. На этой фазе разбудить спящего гораздо сложнее, поскольку мышцы становятся все более расслабленными, биение сердца уменьшается, температура тела снижается, кровяное давление падает.

Четвертая фаза на энцефалограмме характеризуется высокоамплитудными и низкочастотными дельта-волнами. Фаза наступает приблизительно через тридцать минут после засыпания. Это фаза самого глубокого сна – ее можно назвать стадией забвения. Пробыв в этой фазе 20 минут, спящий возвращается к поверхностному сну. В этот момент деятельность мозговых волн по своим показателям похожа на их активность в первой фазе, но при этом спящего очень трудно разбудить. Спящий возвращается в первую фазу, но она несколько отличается от начальной фазы сна.

Первые четыре медленноволновые стадии сна в норме занимают 75-80 % всего периода сна. Предполагают, что медленный сон связан с восстановлением энергозатрат. Исследования показали, что именно фаза медленного сна является ключевой для закрепления осознанных «декларативных» воспоминаний.

По данным профессора А. Вейна:

1 стадия – дремота, занимает 12% от всего ночного сна;
2 стадия – постепенного углубления сна -38%;
3 стадия – перехода к глубокому сну – 14%;
4 стадия – самого глубокого сна – занимает 12%.

Стадия II (B – стадия) – регулярно возникающие веретенообразные ритмы частотой 14-18 колебаний в секунду (так называемые сонные веретена ), а также вертекс – потенциалы и K – комплексы. Под K – комплексами понимают вертекс – потенциалы с последующими сонными веретенами.

Стадии III, IV (C-, D-, E-стадии) – собственно медленный сон (дельта – сон) (III стадия занимает 25-80%, IV стадия – 50%).

Медленный сон необходим для восстановления работоспособности клеток головного мозга Постоянное недосыпание может вызвать головные , повышенную утомленность и способность ухудшению , появлению нервных и других болезней.

Фазы сна человека делятся на два типа – медленный и быстрый. Длительность у них неравномерная. После засыпания медленная фаза имеет большую продолжительность. Перед просыпанием быстрый сон становится длиннее.

При этом фазы чередуются, образуя волнообразные циклы. Они продолжаются чуть более чем полтора часа. Расчёт фаз по часам позволит не только легко проснуться утром и повысить качество ночного отдыха, но и способствует нормализации работы всего организма.

О фазах сна

Сон – это состояние, при котором все органы, в особенности мозг, работают в необычном режиме. При этом сознание человека отключается и начинается восстановление всех клеток организма. Благодаря крепкому полноценному ночному отдыху выводятся шлаки из организма, укрепляется память и разгружается психика.

Для того чтобы чувствовать себя хорошо в течение дня, норма сна должна быть около восьми часов в сутки. Однако это количество может варьировать в зависимости от индивидуальных особенностей человеческого организма.

Некоторым хватает шести, другим и девяти часов недостаточно, чтобы полностью отдохнуть и выспаться. Эта разница зависит от образа жизни и возраста человека. Ночной отдых неоднородный и подразделяется на две фазы – быстрого и глубокого сна.

Медленная фаза

Медленный сон также называют глубоким (ортодоксальным). Погружение в него начинается в начале ночного отдыха. Эта фаза делится на несколько стадий:

Дремота . Обычно длится от пяти до десяти минут. В этот период мозг ещё работает, поэтому можно видеть сновидение. Зачастую снятся сны, которые путаются с реальностью, и человек может даже найти ответы на нерешённые в течение дня проблемы.
Засыпание или сонные веретёна . Занимает примерно двадцать минут. На этом этапе сознание постепенно отключается, однако мозг довольно чутко реагирует на все раздражители. В такой момент любой шум способен разбудить.
Глубокий сон . Это то время, когда организм здорового человека почти перестаёт функционировать, а тело расслабляется. Однако через мозг всё ещё проходят слабые импульсы, сонные веретёна ещё сохраняются.

Затем наступает дельта-сон – это самый глубокий период. Тело расслабляется полностью и мозг не реагирует на раздражители. Частота дыхания и кровообращение снижается. Но чем ближе к утру, тем более длительность фазы дельта-сна уменьшается.

Интересно ! Во время засыпания и просыпания может возникать такое состояние, как сонный паралич. Это состояние характеризуется полным пониманием происходящего, но неспособностью пошевелиться или произнести хоть что-нибудь. Некоторые люди специально пытаются .

Быстрая фаза (БДГ-фаза)

Быстрый сон после засыпания длится примерно пять минут. Однако с каждым новым циклом продолжительность глубокого сна становится меньше, а длительность быстрого увеличивается по времени. Эта фаза к утру составляет уже примерно час. Именно в этот временной отрезок человек «лёгкий» на подъём с постели.

Быстрая фаза делится на эмоциональный период и неэмоциональный. В первый отрезок времени сны становятся ярко выраженными, динамическими.

Последовательность фаз

Последовательность фаз сна одинакова у большинства взрослых. Это утверждение правомерно для здоровых людей. Быстрый сон после засыпания проходит скоротечно. Эта фаза следует после четырёх стадий глубокого сна. Затем следует один поворот, что обозначают, как 4+1. В это время мозг работает интенсивно, мечутся по сторонам глаза, происходит «настройка» организма на просыпание. Фазы чередуются, их за ночной промежуток может быть до шести.

Однако возраст или проблемы, связанные с нарушениями ночного отдыха, могут изменить картину. Например, у маленьких детей более 50% составляет БДГ-фаза. Только лишь в возрасте 5 лет последовательность и длительность стадий становятся такими же, как и у взрослых.

В пожилом возрасте фаза быстрого сна сокращается, а дельта-сон может и вовсе исчезнуть. Так и проявляется возрастная бессонница. Некоторые люди после травм головы или не спят вообще. Зачастую они просто дремлют. Кто-то много раз за ночь просыпается, а утром думает, что совсем не спал. Причины этого проявления могут быть различными.

У людей, больных нарколепсией или апноэ, ночной отдых протекает атипично. У них сразу наступает быстрая стадия, засыпают они в любой позе и месте. Апноэ – это резкая остановка дыхания в период сна, которое через короткий временной промежуток времени восстанавливается.

При этом из-за снижения количества кислорода происходит выброс гормонов в кровь, из-за этого спящий человек просыпается. Эти приступы могут повторяться многократно, отдых становится коротким. Из-за этого человек также не высыпается, его преследует сонное состояние.

Ценность ночного отдыха по часам

Человек может высыпаться, как за один час, так и за всю ночь. Ценность отдыха зависит от времени, когда ложатся спать. Следующая таблица указывает эффективность сна:

Время	Ценность
С 19:00 до 20:00	7 часов
С 20::00 до 21:00	6 часов
С 21:00 до 22:00	5 часов
С 22:00 до 23:00	4 часа
С 23:00 до 00:00	3 часа
С 00:00 до 01:00	2 часа
С 01:00 до 02:00	1 час
С 02:00 до 03:00	30 минут
С 03:00 до 04:00	15 минут
С 04:00 до 05:00	7 минут
С 05:00 до 06:00	1 минута

Раньше люди ложились и вставали только по солнцу. При этом полноценно высыпались. В современном мире мало кто готовится ко сну раньше полуночи, вот почему появляется усталость, неврозы и гипертония. Недосыпание – частый спутник нашей жизни.

Необходимая длительность отдыха по возрастам

Для отдыха человеку требуется разное время, и оно зависит от возраста. Эти данные сведены в таблицу:

У людей пожилого возраста часто проявляются определённые недомогания. Из-за них и гиподинамии они зачастую спят только пять часов. При этом в утробе матери не родившийся ещё ребёнок пребывает в состоянии отдыха по 17 часов.

Как определить оптимальное время для пробуждения и зачем рассчитывать фазы сна

Существуют специальные приборы, которые фиксируют мозговую активность. Однако при их отсутствии можно рассчитать время фаз самостоятельно. Медленный сон занимает намного больше времени, нежели быстрый. Если знать, насколько длительны все этапы, то можно подсчитать, на какой стадии мозг будет работать утром, когда человек проснётся.

Очень важно вставать на этапе быстрого сна, когда мы спим чутко. Тогда день пройдёт радостно и бодро. Это пояснение является ответом на вопрос, в какую фазу сна должен проснуться человек.

Определить эту стадию самостоятельно, можно только методом эксперимента. Нужно приблизительно рассчитать время быстрого сна. Проснуться в это время и понять, легко ли получилось открыть глаза, встать. Если да, то в дальнейшем стараться просыпаться именно в это время. Так можно определить, сколько должен ночью отдыхать конкретный человек.

Важно! При проведении эксперимента не следует забывать о времени отхода ко сну. Оно имеет немаловажное значение.

Есть специальный калькулятор, определяющий онлайн фазы сна человека по времени. Он способен рассчитывать все этапы при помощи алгоритмов. Такой калькулятор довольно прост в использовании. Необходимо лишь указать час, когда человек ложится. Программа выполнит расчёт и покажет результат, в какое время люди проснутся хорошо отдохнувшими, то есть, сколько часов необходимо для отдыха.

Правила здорового ночного отдыха

Существует несколько действенных правил, которые обеспечат крепкий здоровый отдых ночью и позволят добиться высокой работоспособности и хорошего самочувствия. Они же являются ответом на часто задаваемый вопрос, как улучшить качество сна:

Желательно придерживаться режима, засыпать и вставать всегда в одно и то же время.
Сон всегда должен захватывать время от 00:00 до 05:00. Как раз в этот период вырабатывается больше всего мелатонина – гормона сна.
Нельзя ужинать позже, чем за три часа до ночного отдыха. Если хочется есть во время указанного интервала, то лучше выпить немного молока.
Вечерняя прогулка на свежем воздухе поможет не только быстрее уснуть, но и сделает отдых полноценным.
Перед сном можно принять ванну с травами (ромашка, мелисса или пустырник). Она позволит успокоиться и быстрее уснуть.
Необходимо проветрить помещение перед укладыванием в постель.
Рекомендуемая поза для сна – на спине или правом боку, на животе не желательно спать.

При выполнении этих рекомендаций происходит улучшение качества сна. Также каждое утро необходимо делать зарядку. Бег – лучшее средство для бодрого дня. Однако не надо заниматься зарядкой «через не могу». Это приводит к перенапряжению. Лучше тогда заняться спортом в послеобеденное или вечернее время.

Один из самых загадочных и значимых процессов, происходящих в нашем организме, является сон. Треть жизни мы проводим в этом состоянии. При этом если лишиться ночного отдыха даже на короткий промежуток времени, это чревато развитием невротических расстройств и нарушением работы важных функций организма.

Сегодня, благодаря колоссальной работе ученных, удалось выделить и детально изучить быстрый и медленный сон. Каждая из этих фаз сопровождается определенными особенностями, о чем и расскажем дальше.

Отдых – это важнейшая составляющая жизни каждого человека. Во время подобного состояния, организм расслабляется, а мозг перерабатывает полученную за день информацию. Когда наступает фаза медленного сна, полученный и изученный материал лучше закрепляется в памяти.

А быстрый этап моделирует предстоящие события на подсознательном уровне. Кроме того, продолжительный ночной отдых восстанавливает иммунную систему и активизирует лимфоциты для борьбы с вирусными инфекциями.

Если прервать отдых будет реализован только один из циклов, соответственно человеческий организм не отдохнет. А значит работоспособность головного мозга не обновится.

Помимо этого, только ночью происходят такие физиологические процессы, как:

восстанавливается жидкостный баланс;
запускается процесс очищения организма, путем выведения лишней влаги;
синтезируется белок коллагена, который способствует укреплению кожного покрова и суставов;
организм усваивает кальций.

Каждый из этих процессов характеризуется длительностью. По этой причине возникает вопрос, сколько нужно времени для полнейшего восстановления организма. Если спать 8 часов ежедневно, то человек будет ощущать себя отдохнувшим.

Физиология человеческого сна

Ежедневный ночной отдых жизненно необходим для человеческого организма. Более того, сон в некоторых ситуациях намного важнее еды. Буквально пару бессонных дней провоцируют появление следующих симптомов:

раздражительность;
эмоциональная неустойчивость;
у человека появляются провалы в памяти;
недосыпание провоцирует умственную заторможенность;
развивается депрессия.

Важно: Если человек проводит около 11 дней без ночного отдыха, начинаются необратимые процессы в его организме, ведущие к летальному исходу.

В норме взрослый должен спать от 4 и до 8 часов. При этом подобные данные сравнительны, поскольку нужно учитывать соотношение усталости человека. Если в течение дня получен большой объем физической нагрузки, время физиологического отдыха рекомендуется увеличить.

Особенности медленной фазы

Медленный сон классифицируется на 4 стадии, такие как:

дремота;
сонные веретена;
дельта-сон;
дельта-сон глубокий.

Дремота

Когда человек входит в состояние дремоты он пересматривает идеи и прокручивает сложившиеся ситуации, появившиеся в дневной период. Кроме того, головной мозг ищет правильные пути решения из актуальной ситуации. При этом в большинстве случаев, у человека появляются сновидения, в которых он видит определение сложившейся проблемы.

Сонные веретена

После фазы дремота наступает сонные веретена. Эта стадия характеризуется чередованием отключения подсознания и восприимчивостью слуха.

Дельта-сон

Эта фаза называется переходной к глубокому сну.

Дельта-сон глубокий

Для этого этапа характерны следующие факторы:

притупление энергичности;
тяжелый подъем;
невозможность разбудить спящего человека.

Наступает рассматриваемая глубокая фаза через полтора часа после отхода ко сну.

Важно: Медленный сон важен для организма человека. Он регулирует ритмы мозговых зон и структур. А быстрый, помогает синхронизировать и способствует их гармоничной работе.

При погружении в медленный цикл, активность организма замедляется и человека сложно разбудить. А при наступлении глубокой стадии наблюдается учащенное сердцебиение и дыхание. При этом давление падает.

Медленный ночной отдых важен, поскольку в это время происходят значимые процессы, такие как:

клетки восстанавливаются;
улучшается состояние внутренних органов;
человеческий организм оздоровляется.

Продолжительность медленного сна составляет около 75% от всего отдыха. А около 25% приходится на быстрый ночной отдых.

Ниже будет представлена сравнительная таблица быстрого и медленного сна, где можно наглядно ознакомиться как происходит смена фаз и сопоставить эти данные со своими.

Особенности быстрой фазы

Быструю фазу еще называют быстроволновым или парадоксальным, и она имеет ряд отличительных особенностей:

увиденное сновидение отчетливо запоминается;
хорошая частота дыхания;
тонус мышечной массы падает;
мышцы, расположенные, в зоне шеи прекращают свое движение.

Важно: При наступлении нового цикла быстрый ночной отдых имеет большую продолжительности. Однако его глубина меньше.

Кроме того, быстрый ночной отдых имеет два цикла:

эмоциональный;
неэмоциональный.

Во время быстрого ночного отдыха происходит обработка и обмен информации, полученной накануне между подсознанием и рассудком. Этот тип сна необходим для приспособления головного мозга ко всем изменениям, происходящим в окружающем пространстве. При этом если эта фаза ночного отдыха будет прервана, может произойти нарушение человеческой психики.

Различия между циклами

Чем отличаются медленный от быстрого сна? Как уже было сказано выше, медленная фаза отдыха имеет 4 стадии, а быстрая всего две. Кроме того, существует еще ряд отличий. Предлагаем с ними ознакомиться в ниже сравнительной таблице:

при медленном сне в начале движения глаз плавные, а концу они замирают, когда при быстрой фазе глаза двигаются постоянно;
во время медленного цикла человеческое тело быстрее растет, поскольку в этот период происходит выработка гормона роста;
сновидения имеют разный характер;
при в период быстрой фазы, он просыпается легче, и чувствует себя выспавшимся в отличие от медленной степени;
дыхание в фазе медленного ночного отдыха может быть с задержками, а вот при быстром сне человек дышит часто, поскольку так он реагирует на сновидения;
температурные показатели головного мозга снижаются при медленной степени, при быстрой, происходит, наоборот, усиливается приток крови, и температура повышается.

Несмотря на имеющиеся отличия, быстрый и медленный сон взаимосвязаны и считаются одной сбалансированной системой. Для сравнения, при медленной фазе регулируется работа структур внутренних органов. А во время быстрого цикла происходит гармоничное налаживание взаимоотношений между клетками человеческого организма.

Лучшее время для пробуждения

Рано или поздно, но отдых заканчивается и наступает необходимость пробуждения. Однако, важно подчеркнуть, состояние человека напрямую зависит от того, на каком этапе ночного отдыха произошло пробуждение.

Как правило, негативным временем для пробуждения считается фаза медленного сна, находящаяся в глубокой стадии. А наиболее оптимальным для пробуждения считается промежуток между окончанием быстрой степени сна переходящим в первую стадию следующего этапа.

Важно: Если человек полноценно отдохнул, он полон энергии и будет в хорошем настроении. Как правило, подобное состояние гарантировано, если проснуться после окончания сновидений.

Когда наступает фаза быстрого сна в этот момент активизируются все органы чувств, соответственно человек хорошо реагирует на внешние факторы, способствующие его пробуждению, такие как:

свет, пробивающийся сквозь шторы;
посторонние звуки, доносящиеся извне;
изменение температурных показателей окружающей среды.

Если проснуться в этот момент, самочувствие и мужчины и женщины, и ребенка будет отличным. Но, стоит немного передремать и человек уже встает разбитым. Так, происходит, когда организм переходит на очередной медленный цикл.

Важно: Даже если пробуждение произошло легко и позитивно, не спешите вскакивать с постели. Дайте немного времени организму на адаптацию своих систем к наступившему дню. При этом следите, чтобы снова не погрузиться в сон.

Как правило, все люди просыпаются раньше прозвеневшего будильника. Все потому, что организм имеет биологические часы, которые подстраиваются под режим дня человека. Поэтому, если вы проснулись раньше намеченного времени, не спешите снова засыпать, в противном случае вы погрузитесь в глубокую стадию и испортите себе весь грядущий день.

Оптимальным временем для пробуждения считается период, когда вы проснулись самостоятельно и организм сам просигнализировал о том, что выспался. Тогда не будет необходимости рассчитывать, когда лучше просыпаться.

Чем чревата бессонница

Нередко оба цикла сна нарушаются по определенным причинам. Причем многие люди, имея подобную проблему, даже не догадываются, что длительность их ночного отдыха недостаточна. А ведь, недосып негативно сказывается на общем состоянии организма следующей симптоматикой:

человека беспокоит утомляемость, появляется апатия и заторможенность;
настроение имеет частые перемены, нередко возникают приступы раздражительности и плаксивости;
иммунная система снижается;
нарушается память;
увеличивается масса тела;
происходит сбой работы эндокринной системы.

Организм человека постепенно запускает процесс самоуничтожения. Кроме того, все ярче становятся выражены психические нарушения. И если своевременно не начать лечебную терапию, последствия могут быть катастрофическими.

Как избавиться от бессонницы

Если отдых ночью нарушен не стоит заниматься самолечением. Для начала нужно выявить причину, спровоцировавшую этот сбой, затем направить силы на его устранение. Иногда наш организм подает сигналы в виде бессонницы о развитии патологии.

Поэтому консультация у врача и обследование обязательно. Более того, иногда, подобное нарушение даже полезно. Ведь с его помощью можно своевременно выявить развитие опаснейшей патологии.

Что касается методов лечения, то их существует несколько:

лечение препаратами;
устранение проблемы специальной гимнастикой или занятиями спортом;
оперативное вмешательство;
посещение психотерапевта;
коррекция питания;
соблюдение гигиены сна;
грамотное планирование режима дня.

Устранив истинную причину нарушения сна, медленный и быстрый цикл придет в норму.

И в заключение стоит отметить, здоровый ночной отдых, имеет большое значение в жизни человека, вне зависимости от его возраста. В это время, вы успокаиваете нервную систему и набираетесь положительных эмоций на грядущий день. И помните, неважно, сколько длиться отдых. Главное, чтобы утром чувствовалась бодрость.

Калинов Юрий Дмитриевич

Время на чтение: 5 минут

Полноценный отдых – залог хорошего самочувствия и работоспособности организма. Выясним, как правильно организовать глубокий сон взрослого человека, чтобы быть на пике формы в дневное время.

Что такое сон

Сон - состояние, характеризующееся сразу четырьмя основными чертами:

отключением сознания;
отсутствием реакций на внешние раздражители;
физической пассивностью;
относительной неподвижностью спящего человека.

Раньше было принято считать ночной сон временем отдыха головного мозга, когда он перерабатывает полученную за день информацию, сортирует ее на необходимую к запоминанию и ненужную, а также восстанавливает запасы химических веществ, нужных для полноценной работы днем. Однако исследования показали, что некоторые отделы головного мозга во время ночного отдыха гораздо более активны, чем в часы бодрствования.

Фазы сна

Врачи-сомнологи и нейрофизиологи выявили наличие в ночном сне функционально отличающихся периодов – циклов, фаз и стадий. Это было выполнено с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ) – регистрации волн электрической активности головного мозга на протяжении суток.

В течение ночи чередуются периоды медленноволнового и быстроволнового сна. Один период «медленного» и один «быстрого» составляют цикл. За ночь у взрослого человека наблюдается 4–6 циклов, каждый из которых длится около полутора часов.

Первым наступает медленный сон, состоящий из четырех стадий:

Дремота, или фаза Non-REM (с англ. rapid eye movements – «быстрые движения глаз»). Мозг продолжает обдумывание дневных дел, многим не удается переходить на отвлеченные идеи, мысли «вьются» вокруг насущных проблем, иногда в этот период формируется их решение. Движения глаз становятся медленными, снижается частота сердечных сокращений. Примерная продолжительность – 5–10 минут.
Засыпание, или сонные веретена (такое название дано из-за вида сигма-ритмов, отображаемых на энцефалограмме). Мыслительная активность постепенно снижается, мышцы расслабляются, частота сердечных сокращений и дыхательных движений уменьшается, падает температура тела. Отмечаются короткие вспышки слуховой чувствительности, когда засыпающий человек легко пробуждается от резкого звука. Как правило, эта фаза длится около 20 минут.

Переходная стадия. Ее особенности видны только на электроэнцефалограмме.
Фаза глубокого (дельта) сна. Спящий полностью теряет контакты с внешним миром, его крайне сложно разбудить. Человек не чувствует запахов, дышит медленно, неглубоко и неритмично, глазные яблоки почти неподвижны. Этому периоду свойственны определенные уникальные патологии – снохождение (лунатизм) и сноговорение. Третья и четвертая глубокие фазы занимают около 30–45 минут.

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.