Сон — циркадианный биоритм пониженной активности мозга, обеспечивающей отдых организма, при которой выключено сознание и механизмы поддержания естественной позы, снижена чувствительность анализаторов.
Общее состояние организма перед засыпанием и во время сна. Наступлению сна способствуют раздражители, вызывающие утомление нервных клеток. Наступление сна ускоряют условно-рефлекторные раздражители (засыпание в определенное время и в определенной обстановке), особенно на фоне уменьшения сенсорной импульсации (световой, звуковой, соматической и др.). Перед засыпанием наблюдается зевание и принятие удобной позы; нарушение контакта с внешней средой, снижение уровня сознания. Во время сна снижается секреторная деятельность желез — слюнных (сухость слизистой оболочки рта), слезных (жжение, слипание век), урежается частота сердечных сокращений и дыхания, понижается температура тела, обмен веществ, артериальное давление, моторика ЖКТ. Имеется несколько видов сна.
По происхождению выделяют три вида сна: 1 ) естественный сон: периодический суточный и периодический сезонный (последний только у животных); 2) искусственный: наркотический и гипнотический; 3) патологический сон: при анемии мозга, при поражении структур мозга — «сонный энцефалит», летаргический сон. Периодический суточный сон может быть монофазным (1 раз в сутки), дифазным (2 раза в сутки) и полифазным (у новорожденных). Длительность сна зависит от возраста: например, новорожденные спят около 20 ч, взрослые — 7—8 ч. Известны случаи, когда люди длительное время спали значительно меньше и сохраняли высокую работоспособность: например, Наполеон и Эдисон спали по 2 ч в сутки и обладали высокой работоспособностью.
В зависимости от активности коры большого мозга и состояния организма различают две фазы сна: медленный (ортодоксальный, занимает около 80% времени ночного сна) и быстрый (парадоксальный, 20%) сон.
Обычно вначале развивается фаза медленного сна, которая характеризуется расслаблением мышц. В ЭЭГ (см. рис. 18.4) возникает медленная электрическая активность в виде синхронизации (частота волн уменьшается, амплитуда возрастает). Медленный сон по мере его углубления проходит последовательно четыре стадии, прерываясь фазой парадоксального сна (см. рис. 18.4). 1-я стадия — дремотное состояние, преобладают α-волны (8—13 Гц); 2-я стадия — поверхностного сна, характерны θ-волны (3—7 Гц); 3-я стадия — неглубокого сна, появляются сонные веретена (12—15 Гц) и К-комплексы (серия медленных потенциалов большой амплитуды) в сочетании с высоковольтными δ-волнами; 4-я стадия — глубокий сон: в ЭЭГ преобладают δ-волны (0,5—2 Гц). Уменьшается деятельность внутренних органов, тонус мускулатуры, температура тела.
Фаза парадоксального сна скачкообразно следует после 4-й стадии медленного сна через 60—90 мин. Возникают быстрые движения глаз, значительно снижается мышечный тонус, отмечается фазное подергивание конечностей, учащаются пульс и дыхание, повышается кровяное давление, возникают сновидения, в 2—3 раза возрастают пороги сенсорного пробуждения относительно медленного сна. В ЭЭГ появляется электрическая активность, характерная для бодрствующего состояния, — десинхронизация (учащение волн и снижение их амплитуды); наблюдаются характерные монофазные спайки на ЭЭГ с частотой 60—70 в 1 мин. В течение 6-8 ч сна фазы быстрого сна появляются 4—5 раз, становясь все более продолжительными (особенно перед пробуждением), сопровождаемые быстрыми движениями глаз.
Механизм сна. Роль гуморальных факторов. В формировании сна участвует пептид, вызывающий δ-сон, снотворная субстанция, аргинин-вазотоцин, пептид, экстрагированный из нейрогипофиза. У человека введение аргинин-вазотоцина усиливает показатели парадоксального сна. ВИП, β-эндорфин углубляют состояние сна. Уровень аргининвазотоцина в ликворе человека с возрастом постепенно снижается, что объясняет причины постепенного уменьшения у пожилых людей длительности именно парадоксального сна. Пептидом, прерывающим сон, является тиреотропный гормон.
Роль нервной системы в развитии сна. Наблюдения сотрудников П. К. Анохина над сросшимися девочками-близнецами показали, что они могли спать порознь (между их кровеносными сосудами были анастомозы). Швейцарский физиолог В. Гесс (1931), разработавший методику вживления электродов в подкорковые структуры мозга, установил, что в ответ на низкочастотное раздражение неспецифических ядер таламуса и субталамуса подопытные кошки засыпают. После прекращения раздражения животные просыпались. Позже было установлено, что при локальном повреждении переднего гипоталамуса животные перестают спать.
Развитие фазы медленного сна связывают со специфической активностью синхронизирующих систем мозга (область РФ в средней части моста мозга, раздражение которой сопровождается развитием медленного сна, бульбарный тормозный отдел, также синхронизирующий ЭЭГ и облегчающий наступление сна). В области моста мозга в дорсальном ядре шва М. Жуве (1967) обнаружил нейроны, аксоны которых выделяют серотонин в РФ, гипоталамус, лимбическую систему. Серотонин тормозит моноаминергическую систему, вызывая синхронизацию ЭЭГ и появление медленного сна. Ведущая роль в запуске стартовых механизмов сна, в частности медленного сна, отводится гипногенной синхронизирующей зоне переднего гипоталамуса, прозрачной перегородки. Открыта таламическая гипногенная синхронизирующая система в составе неспецифических ядер таламуса.
Фаза парадоксального сна развивается при активации голубого пятна (средний мозг). Нейроны голубого пятна выделяют норадреналин и оказывают разнонаправленные влияния на многие структуры мозга. Разрушение голубого пятна ведет к исчезновению парадоксального сна. В развитии парадоксального сна участвует также верхний отдел каудального и среднего орального ретикулярных ядер моста мозга. Фронтальная кора оказывает тормозное влияние на моноаминергические структуры.
Значение сна. Сон обеспечивает отдых организма. В опытах М.М. Манассеиной было показано, что лишение щенков сна вызывало их гибель через 4—6 сут, взрослые собаки погибали на 12—21-й день. Длительное лишение сна (116 ч) у человека в исследованиях Хайнемана сопровождалось нарушением поведения, повышением раздражительности, психическими расстройствами. При дефиците парадоксального сна человек угнетен, отмечается психическая депрессия. Парадоксальный сон восстанавливает пластические свойства нейронов головного мозга, усиливает процессы в клетках нейроглии, которые обеспечивают нейроны питательными веществами и кислородом. Согласно Я. Оствальду, медленный сон способствует восстановлению внутренних органов, поскольку через гипоталамус либерины воздействуют на гипофиз, способствуя освобождению СТГ (гормон роста), который участвует в биосинтезе белков в периферических тканях.
Сон — эволюционное приспособление к изменению освещенности (циркадианный ритм — день — ночь): в светлое время суток — добыча пищи, ночью — отдых.
Важна роль сна в усвоении информации.
Сновидения — возникающие во сне нереальные образы и явления, воспринимаемые как реальная действительность. Они встречаются в обеих фазах сна, чаще — в парадоксальной. Все люди видят сны.
Содержание сновидений зависит от многих факторов: возраста, пола, семейных традиций, характера работы, гигиенических условий труда, опыта людей, их культурного уровня, дневных впечатлений, доминирующей мотивации (голодный человек видит сны, связанные с поеданием пищи). Происхождение сновидений объясняют активацией следов долговременной памяти. И.М. Сеченов называл сновидения «небывалыми комбинациями бывалых впечатлений». В фазу медленного сна у человека могут иметь место снохождения (сомнамбулизм). Во время медленного сна сновидения менее четки, менее длительны.
Факторами, побуждающими сновидения, являются предшествующая сну деятельность, действие внешних раздражителей, избыточная импульсация от внутренних органов, возникающая при их патологическом состоянии или в связи с биологическими потребностями.