Сон — особое состояние сознания человека и животных, включающее в себя ряд стадий, закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью различных структур мозга.
Изучение торможения показало, что оно не просто препятствует дальнейшей работе нервных клеток. Во время этого внешне пассивного состояния (именно только внешнее, ибо в это самое время внутри клетки совершаются активные процессы обмена веществ) клетки мозга восстанавливают нормальный состав, набирают силы для дальнейшей активной работы. Во сне, когда заторможена подавляющая активность мозга, создаются наиболее благоприятные условия не только для восстановления работоспособности нервных клеток мозга, более всего нуждающихся в такой передышке, но и для отдыха и восстановления ЦНС.
Во время сна у человека периодически чередуются две основные фазы: медленный и быстрый сон, причём в начале сна преобладает длительность медленной фазы, а перед пробуждением — растёт длительность быстрого сна. Полисомнография (система регистрации электроэнцефалограммы, электроокулограммы и электромускулограммы) показывает, что сон у большинства людей состоит из примерно 4 волнообразных циклов, длительностью 80 — 100 мин.
Каждый цикл включает фазы «медленного», или ортодоксального, сна (МС), на долю которого приходится 60- 75 % сна, и «быстрого», или парадоксального (БС), составляющего около 15-30 %. Эти названия обусловлены характерными особенностями ритмики электроэнцефалографии во время сна — медленной активностью в МС и более быстрой — в БС.
При спокойном сне тело спящего неподвижно, глаза закрыты, мышцы расслаблены, дыхание замедлено, контакт с окружающим отсутствует, но во всех частях, органах и системах организма в это время совершаются активные, жизненно важные процессы, способствующие его самообновлению.
В течение 7-8 часового ночного сна мозг проходит циклы глубокого сна, длящиеся в среднем от 30 до 90 минут, за которыми следуют 10-15 минутные эпизоды быстрого сна. К концу ночи, если человека не тревожить, продолжительность медленного сна уменьшается, а количество эпизодов быстрого сна увеличивается.
Когда человек засыпает, обычные для него в состоянии бодрствования мозговые волны плавно сменяются медленными волнами. По мере углубления сна постепенно замедляется частота мозговых волн и увеличивается их амплитуда. Достижение глубокого сна занимает 30-45 минут, после чего процесс оборачивается вспять, занимая 30-45 минут для возвращения в стадию лёгкого сна. В течение этой фазы мышцы сохраняют тонус, а скорость сердцебиения и дыхания замедляется незначительно. Во время быстрого сна глаза под закрытыми веками быстро перемещаются. Мышцы полностью теряют тонус, но мышцы конечностей и лица дёргаются в такт движениям глаз. Дыхание, сердцебиение и кровяное давление подвержены нерегулярным изменениям. Во время быстрого сна у мужчин возникает эрекция, даже у тех, кто не может достичь эрекции в нормальных условиях вследствие нервного расстройства. Если человека разбудить в этой стадии, он говорит о том, что видел сон.
Медленный сон (медленноволновой сон, ортодоксальный сон, ФМС).
Медленный сон разделяется на 4 стадии, отличающиеся биоэлектрическими (электроэнцефалографическими) характеристиками и порогами пробуждения, являющимися объективными показателями глубины сна.
- Первая стадия (дремота). Это переходное состояние между пассивным бодрствованием и легким сном. Характеризуется отсутствием на ЭЭГ альфа-ритма, являющегося характернейшим признаком бодрствования здорового человека, с десинхронизацией (снижением амплитуды) и появлением низкоамплитудной медленной активности с частотой 3 — 7 в 1 сек. (тета- и дельта-ритмы). Могут регистрироваться ритмы и с более высокой частотой. На электроокулограмме возникают изменения биопотенциала, отражающие медленные движения глаз. Поведение: дремота с полусонными мечтаниями и сноподобными галлюцинациями — гипнагогическими (вводящими в сон, по-гречески) образами. В этой стадии могут интуитивно появляться идеи, способствующие успешному решению той или иной проблемы.
- Вторая стадия (сон средней глубины) характеризуется ритмом «сонных веретён» — сигма-ритмов, которые представляют собой учащённые альфа-ритмы (12—14—20 Гц). Их частота 13 — 16 в 1 сек., т. е. отдельные колебания биопотенциалов группируются в пачки, напоминающие форму веретена (рис., в). В этой же стадии из фоновой активности четко выделяются 2 — 3-фазных высокоамплитудных потенциала, носящих название К-комплексов, нередко связанных с «сонными веретенами». К-комплексы регистрируются затем во всех стадиях медленного сна. Амплитуда фоновой ритмики ЭЭГ при этом растет, а частота ее уменьшается по сравнению с первой стадией. С появлением «сонных веретён» происходит отключение сознания; в паузы между веретёнами человека легко разбудить. Повышаются пороги восприятия. Самый чувствительный анализатор — слуховой.
- Третья стадия. Для третьей стадии характерно появление на ЭЭГ медленной ритмики в дельта-диапазоне (т. е. частотой до 2 в 1 сек. и амплитудой 50—75 мкв и выше). При этом продолжают достаточно часто возникать «сонные веретена». Стадия глубокого, лишенного сновидений сна.
- Четвёртая стадия. Четвертая стадия (поведенчески наиболее глубокий сон) характеризуется доминированием на ЭЭГ высокоамплитудного медленного дельта-ритма (2 Гц). Третью и четвёртую стадии часто объединяют под названием дельта-сна. В это время человека разбудить очень сложно; возникают 80 % сновидений, и именно на этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако человек почти ничего из этого не помнит. Первые четыре медленноволновые стадии сна в норме занимают 75—80 % всего периода сна.
Быстрый сон (ФБС).
После погружения в дельта-сон и пребывании в нем тридцать-сорок минут вы возвращаетесь обратно во вторую стадию. Примерно через тридцать-сорок минут после засыпания, вы первый раз за ночь входите в фазу быстрого сна. После 5-10 минут быстрого сна вы, возможно, проснетесь, запомнив сон, и провалитесь обратно во вторую стадию и, возможно, в дельта-сон, наступающие примерно каждые 90 минут перед очередным периодом быстрого сна, и так далее.
ФБС отличается низкоамплитудной ритмикой ЭЭГ, а по частотному диапазону наличием как медленных, так и более высокочастотных ритмов (альфа- и бета-ритмов). Характерными признаками этой фазы сна являются и так называемые пилообразные разряды с частотой 4 в 1 сек., быстрые движения глаз на электроокулограмме, в связи с чем эту фазу часто называют сном с быстрыми движениями глаз, а также резкое снижение амплитуды электромонограммы или полное падение тонуса мышц диафрагмы рта и шейных мышц. Это напоминает состояние бодрствования. Вместе с тем (и это парадоксально!) в эту стадию человек находится в полной неподвижности, вследствие резкого падения мышечного тонуса. Однако глазные яблоки очень часто и периодически совершают быстрые движения под сомкнутыми веками. Существует отчетливая связь между быстрым движением глаз и сновидениями. Если в это время разбудить спящего, то в 90 % случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении.
Фаза быстрого сна от цикла к циклу удлиняется, а глубина сна снижается. Быстрый сон прервать труднее, чем медленный, хотя именно быстрый сон ближе к порогу бодрствования.
Прерывание быстрого сна вызывает более тяжёлые нарушения психики по сравнению с нарушениями медленного сна. Часть прерванного быстрого сна должна восполняться в следующих циклах.
Предполагают, что быстрый сон обеспечивает функции психологической защиты, переработку информации, ее обмен между сознанием и подсознанием
Переход от медленного сна к быстрому весьма отчетлив. Во время быстрого сна, обычно именуемого фазой быстрых движений глаз, или БДГ-сном, ваши зрачки под сомкнутыми веками совершают быстрые движения, почти как в бодрствующем состоянии. Дыхание становится частым и прерывистым, мозг расходует столько же энергии, как при бодрствовании, и вам снятся яркие сны. Но несмотря на мозговую активность, ваше тело остается почти полностью неподвижным (за исключением небольших подергиваний), поскольку во время БДГ-сна оно временно парализуется, чтобы вы не смогли перенести свои действия за пределы сна.
Сон человека и животных циклически организован. У человека длительность одного цикла сна составляет в среднем 1,5—2 часа. За ночь наблюдается 3—5 циклов. Каждый из циклов состоит из отдельных стадий ФМС и ФБС. Первое появление ФБС происходит через 1—1,5 часа после засыпания вслед за стадиями ФМС. Дельта-сон характерен для первых двух циклов сна, длительность же ФБС максимальна на протяжении III и IV циклов (обычно это ранние утренние часы). В среднем у человека в молодом и среднем возрасте ФМС составляет 75—80% длительности всего сна, при этом первая стадия — около 10%, вторая стадия — 45—50% и дельта-сон — около 20%. ФБС занимает соответственно 20—25% длительности сна. Эти значения существенно отличаются от аналогичных показателей у новорожденных детей, а также в пожилом и старческом возрасте.