Фазы и стадии сна. Парадоксальный сон

paradoxical sleep) Согласно записям электрической активности головного мозга, замеряемой с помощью ЭЭГ, люди во время ночного сна проходят через неск. циклов или стадий. Вероятно, простейший способ классифицировать эти стадии - разделить время сна на два периода: S-сон (от англ. slow - медленный) и D-сон (от англ. desynchronized - десинхронизированный). S-сон получил свое название по характерному медленно-волновому паттерну ЭЭГ (высокая амплитуда и низкая частота колебаний). S-сон обычно подразделяется на 4 стадии: стадия 1 характеризуется наименьшим, стадии 2 и 3 - умеренным, а стадия 4 - наибольшим количеством медленных волн. В начале нормального ночного сна человек проходит цикл из этих четырех стадий прежде чем вступить в период D-сна. В оставшуюся часть ночи периоды S-сна чередуются с периодами D-сна. По мере приближения утра стадия 4 S-сна наблюдается все реже, а периоды D-сна имеют тенденцию становиться длиннее. В противоположность S-сну, D-сон характеризуется десинхронизированным паттерном ЭЭГ (низкая амплитуда и относительно высокая частота колебаний), быстрыми движениями глаз (REM) и подергиваниями пальцев рук и ног, а тж др. частей тела. D-сон тж называют П. с., или REM-сном. Термин "парадоксальный" указывает на то, что эта стадия сна характеризуется ЭЭГ-паттерном бодрствования, хотя для человека или животного проснуться в это время труднее, чем в период S-сна. Эту стадию сна также связывают с периодами сновидений у людей. В частности, если люди просыпаются во время или сразу после стадии П. с., они почти неизменно сообщают о сновидениях. П. с. как термин был впервые введен в статье о стадиях сна, опубликованной в журн. Scientific American французским врачом-исследователем Мишелем Жуве. Чем можно объяснить наличие этих двух типов сна и их чередование на протяжении ночи? Ответ на этот вопрос тесно связан с пониманием функции сна. Согласно одному объяснению, сон - это адаптивный механизм, развившийся в целях сбережения энергии по ночам, когда добывание пищи для животных, ведущих дневной образ жизни, затруднено. Однако следствием эволюции мн. животных стали регулярные паттерны локомоторной активности, предположительно возникающей каждые 2 часа, в периоды к-рой вполне могли бы осуществляться разные виды поведения, включая пищевое, необходимые для выживания животного. Если бы этот 2-часовой цикл продолжался круглосуточно, животному пришлось бы периодически прерывать свой сон. Т.о., чтобы получать полный ночной сон и сохранять 2-часовой цикл активности, животное входит в период D-сна, в к-ром бодрствует только головной мозг. См. также Физиологические потребности, Сон, Нарушения сна Б. М. Торн

(paradoxical sleep) Согласно записям электрической активности головного мозга, замеряемой с помощью ЭЭГ, люди во время ночного сна проходят через неск. циклов или стадий. Вероятно, простейший способ классифицировать эти стадии - разделить время сна на два периода: S-сон (от англ. slow - медленный) и D-сон (от англ. desynchronized - десинхронизированный). S-сон получил свое название по характерному медленно-волновому паттерну ЭЭГ (высокая амплитуда и низкая частота колебаний). S-сон обычно подразделяется на 4 стадии: стадия 1 характеризуется наименьшим, стадии 2 и 3 - умеренным, а стадия 4 - наибольшим количеством медленных волн. В начале нормального ночного сна человек проходит цикл из этих четырех стадий прежде чем вступить в период D-сна. В оставшуюся часть ночи периоды S-сна чередуются с периодами D-сна. По мере приближения утра стадия 4 S-сна наблюдается все реже, а периоды D-сна имеют тенденцию становиться длиннее. В противоположность S-сну, D-сон характеризуется десинхронизированным паттерном ЭЭГ (низкая амплитуда и относительно высокая частота колебаний), быстрыми движениями глаз (REM) и подергиваниями пальцев рук и ног, а тж др. частей тела. D-сон тж называют П. с., или REM-сном. Термин "парадоксальный" указывает на то, что эта стадия сна характеризуется ЭЭГ-паттерном бодрствования, хотя для человека или животного проснуться в это время труднее, чем в период S-сна. Эту стадию сна также связывают с периодами сновидений у людей. В частности, если люди просыпаются во время или сразу после стадии П. с., они почти неизменно сообщают о сновидениях. П. с. как термин был впервые введен в статье о стадиях сна, опубликованной в журн. Scientific American французским врачом-исследователем Мишелем Жуве. Чем можно объяснить наличие этих двух типов сна и их чередование на протяжении ночи? Ответ на этот вопрос тесно связан с пониманием функции сна. Согласно одному объяснению, сон - это адаптивный механизм, развившийся в целях сбережения энергии по ночам, когда добывание пищи для животных, ведущих дневной образ жизни, затруднено. Однако следствием эволюции мн. животных стали регулярные паттерны локомоторной активности, предположительно возникающей каждые 2 часа, в периоды к-рой вполне могли бы осуществляться разные виды поведения, включая пищевое, необходимые для выживания животного. Если бы этот 2-часовой цикл продолжался круглосуточно, животному пришлось бы периодически прерывать свой сон. Т.о., чтобы получать полный ночной сон и сохранять 2-часовой цикл активности, животное входит в период D-сна, в к-ром бодрствует только головной мозг. См. также Физиологические потребности, Сон, Нарушения сна Б. М. Торн

Определения, значения слова в других словарях:

Психофизиология. Словарь Безруких М.М. и Фабер Д.А.

Парадоксальный сон (греч. paradoxa - парадоксы, странные мнения, противоречащие общепринятым) - V стадия сна. Парадоксальный сон, в отличие от медленно-волнового, характеризуется ЭЭГ, сходной с ЭЭГ бодрствования, резким усилением вегетативных реакций (вегетативные бури),...

Психологическая энциклопедия

Кто из нас не знает, что такое сон? Мы все испытываем на себе это явление каждую ночь, и для нас это неотъемлемая часть нашей повседневной жизни. Это настолько естественный процесс, что мы редко когда задумываемся, зачем мы, собственно говоря, спим, и зачем тратим столько полезного времени (треть жизни, если быть точным) , как кажется, «впустую».

Может, уже пора изобрести таблетку, приняв которую можно забыть о сне и посвятить освободившееся время своим любимым занятиям? Попытаемся понять: зачем нам нужен сон и имеет ли перспективы жизнь без сна.

Для начала проведем разграничение между понятием сна (sleep) , как физиологического процесса, и сновидений (dream), как процесса психологического. Сном занимается наука сомнология, тогда как сновидениями - онейрология. Когда мы говорим «я видел сон», мы говорим не о сне, как таковом, а о сновидениях, которые имеют место быть во время сна. О сновидениях мы детально поговорим в следующих постах, начнем же с основ физиологии сна.

Что же такое сон?

Мы знаем, что жизнь всех живых существ делится на две большие фазы: активную фазу (бодрствование) и фазу покоя (сон) . Долгое время эти фазы определялись только визуальным способом, то есть если человек или любое другое животное находится в неподвижном состоянии, часто в характерной позе, и его реакции на стимулы окружающего мира заторможены либо отсутствуют вовсе - значит, человек находится в состоянии сна.

Однако, такое состояние может быть обусловлено не только естественным физиологическим сном, но также и другими бессознательными состояниями: гипнотическим сном, летаргическим сном (или мнимой смертью) , комой, обмороком, анабиозом и некоторыми другими состояниями. В том числе, под эти параметры подходит и смерть.

Недаром древние тесно связывали сон и смерть в своем сложном пантеоне божеств и называли сон маленькой смертью, что часто находит отражение в искусстве (рис.1) и в мифологии (рис.2) , согласно которой Сон (Гипнос) и Смерть (Танатос) - братья-близнецы, дети Богини Ночи - Нюкты.

Рисунок 1. Джон Уильям Уотерхаус «Сон и его сводный брат Смерть», 1874 (Частная коллекция).

Рисунок 2. Изображение богини Ночи с детьми - Сном и Смертью. Бертель Торвальдсен, барельеф, 1815 (музей Торвальдсена, Копенгаген, Дания).

Действительно, некоторые патологические виды сна, такие, например, как летаргический сон, иногда чрезвычайно сложно отделить визуально от смерти. Ведь уровень метаболизма снижается так сильно, что сердце бьется с частотой до 2 ударов в минуту, поэтому и пульс не прощупывается.

Согласитесь, без специального оборудования определить, мертв человек или спит чрезвычайно трудно. Отсюда нередкие в прошлом случаи погребения живых еще людей. Конечно, физиологический сон можно достаточно легко отличить от других бессознательных состояний: спящего человека можно разбудить, дав ему звуковой или тактильный стимул достаточной силы.

С патологическими формами сна это не работает. Таким образом, можно сказать, что сон - это естественный физиологический процесс с пониженной реакцией на окружающий мир. Однако, такой визуальный подход является скорее бытовым, чем научным.

С открытием электроэнцефалографии и первым ее успешном применении на человеке в 1934 году, в руках сомнологов появился мощный неинвазивный и объективный метод измерения электрической активности мозга спящего человека. До сих пор этот метод является доминирующим в диагностике многих патологических состояний головного мозга и чуть ли не единственным объективным критерием в постановке диагноза «смерть мозга».

Оказалось, что электроэнцефалограмма (ЭЭГ) спящего мозга отличается от таковой мозга бодрствующего. У здорового человека в состоянии активного бодрствования на ЭЭГ мозга преобладают волны Бета-ритма (β-ритм ) со средней амплитудой 15 - 30 мкВ и диапазоном частот 14 - 30 Гц. Особенно этот ритм проявляется при концентрации внимания, эмоциональном возбуждении и усилении мыслительной деятельности. При крайних степенях умственного напряжения, например, при решении задач, требующих максимального сосредоточения внимания, в ЭЭГ мозга человека начинают появляться Гамма-волны (γ-ритм ) , характеризующийся очень низкой амплитудой - меньше 10 мкВ и высокой частотой - от 30 и, по некоторым данным, до 500 Гц.

Гамма-волны ассоциируются с сознанием человека. Однако, если человек, пребывая в состоянии бодрствования, расслаблен и ни о чем не думает, особенно с закрытыми глазами, то на его ЭЭГ появляются Альфа-волны (α-ритм ) с частотой 8 - 14 Гц и амплитудой 30 - 70 мкВ.

Появление альфа-ритма свидетельствует о подготовке мозга ко сну. Это состояние сопровождается зевотой, снижением уровня сознания, урежением частоты сердечного ритма и т.д. При засыпании на ЭЭГ появляются характерные Тета-волны (θ-ритм ) с частотой 4 - 8 Гц и амплитудой 10 - 35 мкВ, иногда до 400 мкВ, представляющие собой переходную стадию между сном и бодрствованием.

Тета-волны ассоциируются с работой областей мозга, ответственных за память и эмоции, продуцируются гиппокампом и наиболее выражены у детей 2 - 8 лет. До 13 летнего возраста тета-волны могут регистрироваться и в состоянии бодрствования, однако у взрослого человека в норме они отсутствуют.

В процессе погружения глубже в состояние сна на ЭЭГ все отчетливее проявляются высокоамплитудные Дельта-волны (δ-ритм ) с частотой 1 - 4 Гц. Это, собственно говоря, глубокий сон. Следует отметить, что δ-ритм регистрируется также при наркотическом сне и коме, а также на границах с пораженными частями мозга (опухоль) . Более того, что δ-ритм преобладает на ЭЭГ мозга здоровых детей в возрасте 3 - 6 лет в состоянии бодрствования.

На основании данных ЭЭГ была выработана структура цикла сна-бодрствования, по которой цикл ночного сна складывается из 4 стадий (рис.3) :

• Первая стадия. Преобладает α-ритм, но уже появляются θ-волны. Соответствует состоянию дремоты.
• Вторая стадия. Преобладает θ-ритм, появляются сонные веретена и К-комплексы. Соответствует процессу засыпания и неглубокого сна.
• Третья стадия. На фоне θ-ритма появляются δ-волны. Соответствует переходу в более глубокий сон.
• Четвертая стадия. Преобладает δ-ритм. Глубокий сон. По современным представлениям 3 и 4 стадии часто объединяют в одну и называют дельта-сном (SWS, slow wave sleep) .

Рисунок 3. Примеры записи ЭЭГ мозга в разных стадиях цикла «сна-бодрствования». Schlafspindel - сонное веретено; Thetawallen - θ-волны; K- komplex - К-комплекс. Источник: Шпорк П., 2010.

Долгое время эта классификация оставалась классической, до тех пор, пока в 1953 г. нашими бывшими соотечественниками Натаниэлом Клейтманом и его ассистентом Юджином Асерински из Чикагского университета не была открыта абсолютно новая фаза сна - так называемая фаза быстрого сна или БДГ-фаза (REM-сон) .

В процессе своих экспериментов они обнаружили, что спящие люди через какое-то время после засыпания начинали быстро вращать глазами под закрытыми веками, как будто они за чем-то наблюдают. При этом их сон был настолько крепок, что нужно было постараться, чтобы разбудить их.

Но если их удавалось разбудить, все они рассказывали в ярких красках о только что пережитых сновидениях. В БДГ-фазе сна тело становится еще более невосприимчивым к внешним раздражителям, чем во время обычного сна. Это особое состояние сознание человека, и не бодрствование и не сон, а нечто качественно иное, при котором мышцы абсолютно расслаблены, как бы парализованы, в то время как активность головного мозга и параметры висцеральной системы: частота дыхание, частота сердечных сокращений и др. активны как в состоянии бодрствования.

Наблюдаются всплеск секреции гормонов надпочечников, изменения артериального давления, усиление мозгового кровотока, часто возникает эрекция. Это состояние называют «вегетативной бурей». Поэтому БДГ-фазу сна часто называют парадоксальным сном: человек вроде бодрствует по всем показателям, но без сознания и парализован. Длительность этой фазы составляет примерно 90 - 120 мин за ночь (или 20 - 25% от сна) , по 10 - 20 мин на каждый цикл. Единственные мышцы, способные сокращаться во время БДГ-сна - это мышцы глаз, поскольку они не управляются нервами, проходящими через спинной мозг.

По картине ЭЭГ во время БДГ-фазы также нельзя определить бодрствует ли человек или спит, поскольку активность головного мозга чрезвычайно высока и сходна, хоть и не идентична, картине ЭЭГ при усиленных мыслительных процессах. Поэтому чтобы корректно «читать» ЭЭГ записи, были введены новые параметры в дополнение к электрической активности мозга: электрическая активность глаз (ЭОГ - электроокулограмма) и мышц шеи (ЭМГ - электромиограмма) .

ЭЭГ мозга во время БДГ-фазы сна легко отличить от таковой в состоянии бодрствования по отсутствующей активности на ЭМГ (рис.4) . В настоящее время именно по этим трем одновременно регистрируемым параметрам и исследуется мозг спящего человека. Это особенно важно при заболеваниях, связанных с нарушениями цикла «сон-бодрствование».

Рисунок 4. Электрическая активность мозга в бодрствовании, медленном и быстром сне. I - ЭЭГ, II - ЭОГ, III - ЛКТ (латеральное коленчатое тело), IV - ЭМГ.

Парадоксальный сон является поздним приобретением эволюции.

В пределах одного класса (как таксономической единицы) продолжительность парадоксального сна связывают с уровнем развития психики животного. Чем сложнее поведение и богаче психика животного, тем большее физиологическое значение имеет для него парадоксальный сон.

Современный уровень знаний о сне позволяет утверждать, что парадоксальный сон возник в царстве животных после того, как произошла цефализация нервной системы. Другими словами, парадоксальный сон мог появиться в классе рыб. Однако метод регистрации биотоков мозга у рыб не подтверждает эту идею. У рыб многие функции организма, включая психические, ассоциируются с работой спинного мозга. Не исключено, что применение электроэнцефалографического оборудования на рыбах некорректно по своей сути. Но специальной техники для регистрации биотоков спинного мозга рыб просто не существует. Тем не менее клинические наблюдения за рыбами, ведущими одиночный образ жизни (цихлиды, макрогнатусы, скаты, акулы), свидетельствуют о наличии у них в неактивном состоянии признаков быстрого сна (внезапное изменение частоты движений жаберных крышек, тремор плавников, клонические сокращения отдельных метамеров скелетной мускулатуры). Принимая во внимание то, что среди рыб имеются виды с очень сложной психической деятельностью, можно предположить, что у них существует потребность в быстром сне (или состоянии, аналогичном ему).

Экспериментальные доказательства парадоксального сна относятся к животным, имеющим развитую кору больших полушарий. У птиц сон занимает примерно третью-четвертую часть суток. В этом объеме на долю быстрого сна приходится не более 1% времени.

Наиболее детально сон изучен у представителей класса млекопитающих. Исследования, выполненные на человеке и животных, свидетельствуют, что в процессе онтогенеза соотношение медленный сон — быстрый сон меняется. Абсолютное время, затрачиваемое на парадоксальный сон, максимально у новорожденных - около 50% времени всего сна. У недоношенных детей его доля еще больше и составляет 75%. К концу жизни время, затрачиваемое на парадоксальный сон, сокращается в 4-5 раз и не превышает 10-20% суммарного времени суточного сна. Имеется в виду, что вместе с характерными изменениями электрической активности мозга с возрастом сокращается и время локомоторных и вегетативных проявлений парадоксального сна.

В течение ночи продолжительность отдельных циклов парадоксального сна изменяется в сторону увеличения. Под утро продолжительность отдельных сновидений наибольшая.

В начале сна (около полуночи), как правило, развивается глубокий сон (фаза 4), на который накладывается парадоксальный сон небольшой продолжительности. По мере приближения к утренним часам глубина сна уменьшается. После 4 часов начинает превалировать сон фазы 2 и 3 с элементами затяжного парадоксального сна. Как нормальное явление под утро возможно преждевременное пробуждение с последующим повторным засыпанием.

Интересно и то, что в преклонном возрасте фазовые свойства сна животных и человека закономерно меняются. У человека монофазный сон превращается в полифазный. Старики просыпаются среди ночи по несколько раз, однако днем периодически впадают в сонливое состояние. Общее время сна при этом сокращается.

У животных по мере старения сокращается количество циклов сна и бодрствования на протяжении суток, и их сон начинает походить на монофазный сон человека. При этом продолжительность одной фазы существенно увеличивается. Скажем, старая собака может проспать всю ночь не просыпаясь. Светлое время суток при отсутствии раздражителей большой силы она также может проспать, просыпаясь лишь для отправления своих физиологических нужд.

Долгоевремя полагали, что медленноволновый сон - единственный вид сна, пока однажды Азеринский и Клейтман после волн, характерных для четвертой стадии, т. е. глубокого сна, не обнаружили электрическую активность иного типа. Сначала подумали, что это просто возврат к первой стадии (легкому сну), но потом вскоре поняли, что речь идет о какой-то неизвестной ранее стадии. Действительно, спящий в это время находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса, тогда как деятельность мозга возрастает, как будто человек просыпается. Тем не менее одни лишь глаза совершают быстрые движения под сомкнутыми веками.Это стадия БДГ - сон с быстрыми движениями глаз, называемый также «парадоксальным» сном из-за наблюдаемого, казалось бы, несоответствия между состоянием тела и активностью мозга. Во время стадии БДГ разбудить спящего очень трудно, но если это удается, то можно услышать его рассказ о том, что он видел во сне, причем богатство и точность деталей этого сновидения контрастируют с тем, что бывает во время медленноволнового сна.Поскольку сновидения тесно связаны с парадоксальным сном, можно сделать вывод, что их продолжительность, вероятно, сравнима с продолжительностью периодов такого сна, т. е. составляет примерно 20% общего времени сна. Кроме того, было отмечено, что если первое сновидение данной ночи обычно не отличается большой оригинальностью, то в последующих периодах сна с БДГ сновидения становятся все более яркими. В среднем примерно один из каждых трех снов - цветной; однако это, по-видимому, не имеет особого значения.Наряду с этим выяснилось, что если глубокий сон необходим организму, то нужен ему и парадоксальный сон. Во время различных исследований испытуемых систематически будили в тот момент, когда электрическая активность мозга и движения глаз указывали на переход в фазу парадоксального сна. Потом им позволяли снова заснуть и проспать в общей сложности столько же часов, что и обычно, но периоды парадоксального сна таким образом исключались. Когда после этого тем же испытуемым позволяли спать непрерывно, доля периодов БДГ в общем времени сна значительно увеличивалась.Было выдвинуто много гипотез о значении парадоксального сна. Некоторые исследователи полагают, что это периоды восстановления клеток; другие считают, что сон с БДГ играет роль «предохранительного клапана», позволяющего разряжаться избытку энергии, пока тело полностью лишено движения; по мнению третьих, он способствует закреплению в памяти информации, полученной во время бодрствования. Некоторые исследования указывают даже на тесную связь между высоким уровнем интеллектуальности и большой общей продолжительностью периодов парадоксального сна у многих людей.