Слайд 1
Девизом сомнологии можно считать слова крупнейшего сомнолога второй половины XX века Мишеля Жуве (Франция): «Кто познает тайну сна — познает тайну мозга».
Все наиболее важные функции мозга— сенсорные и моторные, эмоции и мотивации, обучение и память, наконец, сознание и когнитивная деятельность человека — возможны только в том случае, если нормально работают механизмы восходящей активации мозга, т.е. бодрствования. При нарушении функционирования последних мозг погружается в состояние комы и ни поведение, ни сознание не могут быть реализованы.
Слайд 2
Сон— это особое генетически детерминированное состояние организма гомеотермных (теплокровных) животных (млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определенных полиграфических картин в виде циклов, фаз и стадий. (с) Ковальзон В.М.
Почему такое определение? Нет ни одного физиологического показателя, который можно было бы рассматривать, как достаточный для идентификации сна.
- Ареактивность т. е. психическая заторможенность, отсутствие реакции на внешние стимулы. Но, во-первых, это — «апостериорный» признак сна, поскольку порог пробуждения можно определить, лишь разбудив животное или человека. Во-вторых, этот признак, так же как и неподвижность, не является достаточным, поскольку встречается и при других естественных состояниях, например при различных видах гибернации и оцепенения (Пастухов, 1986). Кроме того, пониженная реактивность характерна для целого ряда патологических состояний: фармакологического сна, наркоза, комы и пр.
- Одной из очевидных характеристик сна является неподвижность. Однако у теплокровных неподвижность сопровождает не только сон, но и целый ряд различных физиологических состояний. Например, многие животные часть времени суток проводят в состоянии спокойного бодрствования, внешне неотличимом от поведенческого сна. Например, каспийские тюлени на суше более половины суток пребывают в состоянии неподвижности с закрытыми глазами, а весь сон (включая дремоту) не превышает у них 15% времени. Северные морские котики на суше времени две трети находятся в состоянии полной неподвижности в типично сонных позах с закрытыми глазами, но только половина этого периода приходится на физиологический сон. Кроме того, обездвиженность характерна и для торпидных состояний: гибернации, летнего и зимнего оцепенения. В то же время по крайней мере у одного вида млекопитающих — дельфина-азовки — сон протекает без всякого снижения двигательной активности: животное круглые сутки плавает в бассейне в ту или другую сторону; на этом фоне может наблюдаться двусторонняя десинхронизация ЭЭГ (бодрствование), двусторонняя поверхностная синхронизация (легкий сон) и односторонняя дельта-синхронизация (глубокий сон дельфина). Эти примеры говорят о том, что, как сон не является синонимом соматического покоя, так и телесный отдых не является необходимым элементом физиологического сна.
Сон у больных с гипо- и акинезией. Из-за атрофии мышечной системы эти больные в течение многих лет находились на искусственном дыхании в состоянии полной неподвижности. Однако никакой патологии сна у них не отмечалось: и дельта-сон, и быстрая фаза были хорошо выражены. Следовательно, у этих больных была полностью сохранена потребность в сне, хотя они вовсе не нуждались в соматическом «отдыхе».
Идентификация сна, его фаз и стадий производится на основе общепризнанных полиграфических критериев.
Циклы, т.е. периоды 90-минутного (у взрослого человека) диурнального (внутрисуточного) ритма, фазы медленного и быстрого сна и стадии 1-4 медленного сна — это те три составные части, «три кита», на которых покоится здание современной сомнологии.
Слайд 3
Прямое изучение нейронов, вовлеченных в регуляцию «бодрствования-сна», проведенное во второй половине минувшего столетия, показало, что благодаря восходящей активации мембрана большинства кортикальных нейронов в бодрствовании деполяризована на 5-15 мВ по сравнению с потенциалом покоя (—65/—70 мВ). Только в таком состоянии тонической деполяризации эти нейроны способны обрабатывать и отвечать на сигналы, приходящие к ним от других нервных клеток, как рецепторных, так и внутримозговых. Таких систем тонической деполяризации, или восходящей (а также нисходящей) активации мозга (их можно условно назвать «ценрами бодрствования»), несколько.
Центры бодрствования на уровне ромбовидного мозга:
• нейроны синего пятна (locus coeruleus, LC), выделяющие норадреналин (norepinephrin, NE);
• нейроны педункулопонтинной и латеродорзальной покрышки моста (laterodorsal/pedunculopontin tegmentum, LDT/PPT), выделяющие ацетилхолин (Ach);
• нейроны дорзальных ядер шва (dorsal raphe nuclei, RN), выделяющие серотонин (5-hydroxytriptamin, 5-НТ).
На уровне среднего мозга:
• нейроны ретикулярной формации (mesencephalic reticular formation, MRF), выделяющие глутаминовую кислоту (глутамат, Glu);
• нейроны вентральной покрышки и компактной части черного вещества (ventral tegmentum area/substancia nigra pars compacta, VTA/SNc), выделяющие дофамин (DA).
На уровне межуточного мозга:
• нейроны туберомамиллярных ядер заднего гипоталамуса (pos
terior hypothalamic tuberomammillar nuclei, PH-TMN), выделяющие гистамин (НА);
• нейроны срединного гипоталамуса (LII), выделяющие пептиды
гипокретин/орексин (Огх) и меланин-концентрирующий гормон (МСН);
• нейроны супрахиазмального ядра (suprachiasmatic nucleus, SCN), выделяющие глутамат и нейропептид-тирозин (NPY).
На уровне переднего мозга:
• нейроны базальной области (basal forebrain, BF), выделяющие ацетихолин;
• нейроны медиальной префронтальной коры (medial prefrontal cortex, mPFC), выделяющие глутамат.
Схематическое изображение сагиттального (вертикального продольного, по средней линии) среза мозга человека, на который нанесены области мозга и соответствующие нейропередатчики, а также пути, вовлеченные в генерацию и поддержание бодрствования. Восходящие к коре мозга проекции начинаются в холинергических клетках мозга (синтезирующих нейропередатчик ацетилхолин), расположенных в области ствола мозга, называемой педункуло-понтинным ядром покрышки моста (ППЯ), и направляются дорзально (вверх, по стрелке) в таламус, активируя таламо-кортикальную систему. Кроме этого проекции от холинергических клеток ППЯ проходят вентрально (нижние стрелки) к базальным ядрам переднего мозга (БЯП), где также находятся холинергические клетки, переключающие активирующие сигналы к коре. Восходящие аминергические проекции ствола имеют своим источником норадренергические клетки (синтезирующие нейропередатчик норадреналин), находящиеся в области синего пятна (СП), а также серотонинергические нейроны (синтезирующие нейропередатчик серотонин) в дорзальных ядрах шва (ДЯШ). Они направляются как дорзально к таламусу для активации таламо-кортикальной нейронной сети, так и вентрально к гипоталамусу и базальным ядрам переднего мозга для активации таламо-кортикальных и базало-кортикальных сетей. Имеются и прямые проекции от групп аминергических клеток к коре. Проекции от глутаматергических клеток ствола мозга (синтезирующих нейропередатчик глутамат) в ретикулярной формации среднего мозга (РФ) простираются дорзально к таламусу для активации таламо-кортикальной системы и вентрально в гипоталамус, активируя гипоталамо-кортикальную сеть. Проекции от дофаминергических клеток (синтезирующих нейропередатчик дофамин) в области вентральной покрышки среднего мозга и компактной части черного вещества (ВП) также достигаю т таламуса, гипоталамуса и базальных ядер переднего мозга, активируя таламо-кортикальные, гипоталамо- кортикальные и базало-кортикальные нейронные сети. Эти дофаминергические клетки также имеют прямые проекции в кору. Гистаминергические клетки (синтезирующие нейропередатчик гистамин) в туберомаммиллярных ядрах заднего гипоталамуса (ТМЯ) и холинергические клетки в базальных ядрах переднего мозга (БЯП) проецируются непосредственно в кору. Активация клеток супрахиазмальных ядер (СХЯ), содержащих два типа нейронов, выделяющих глутамат и выделяющих нейропептидУ, так же как активация клеток латерального гипоталамуса (ЛГ), синтезирующих пептид гипокретин/орексин, и клеток медиальной префронтальной коры (ПК), выделяющих глутамат, может также непосредственно активировать обширные области коры мозга.
Активация этих областей мозга вызывает прямо или косвенно (через таламо-кортикальные, гипоталамо-кортикальные и/или базалокортикальные восходящие пути) активацию коры, а также глобальную активацию всего мозга, необходимую для запуска и поддержания состояния поведенческого бодрствования. В то же время еще недостаточно изучено, что происходит в мозге при различных изменениях внутри состояния бодрствования. Вероятно, эти изменения происходят за счет разного уровня активации различных вышеприведенных «центров бодрствования». Синтез и накопление мозговых метаболитов (продуктов метаболизма) прямо пропорциональны интенсивности и длительности активации тех или иных «центров бодрствования» и общей активации всего мозга.
У человека нарушение деятельности любой из этих систем, по-видимому, не может быть скомпенсировано за счет других; наиболее критичными являются системы активации, расположенные на уровне ростральной части среднего мозга, латерального гипоталамуса и базальной области переднего мозга. Разрушения в этих отделах мозга в ряде случаев несовместимы с сознанием и приводят к коме.
Активирующие системы оказывают восходящие влияния на вышерасположенные отделы головного мозга (формирующие «тонус коры») и нисходящие — на спинной мозг (формирующие мышечный тонус). Под воздействием восходящей активации нейроны коры большого мозга — субстрата высших психических функций человека — переходят в состояние так называемой «тонической деполяризации», сдвигая свой мембранный заряд на несколько милливольт в электропозитивном направлении — от потенциала покоя (-70 мВ) ближе к порогу потенциала действия (-55 мВ). Только в таком состоянии эти нейроны способны адекватно функционировать, воспринимая импульсы от других нейронов, обрабатывая их и направляя третьим клеткам. И только при таком функционировании нейронов коры мозга животные могут совершать целенаправленные поведенческие акты, а человек — свободно мыслить.
Слайд 4
Слайд 5
Оказалось, что система поддержания бодрствования (активации коры) организована таким образом, что в нее «встроен» механизм обратной связи, представляющий собой особые длинноаксонные нейроны, функцией которых является торможение активирующих нейронов, и которые сами тормозятся этими нейронами. Основное скопление таких тормозных нейронов отмечено в вентролатеральной и срединной частях преоптической области переднего гипоталамуса, а также в базальных ядрах переднего мозга (переднегипоталамическая/преоптическая область, anterior hypothalamus/preoptic area, АН/РОА; вентролатеральная преоптическая область, ventro-lateral preoptic area, VLPO; срединная преоптическая область, median preoptic area, МРО или МпРО; базальная область переднего мозга, basal forebrain, BF). Общим для них является выделение одного и того же химического посредника — гам-ма-аминомасляной кислоты (ГАМК), главного тормозного вещества мозга. В «центре сна» VLPO/MPO ГАМК солокализуется с тормозным пептидом галанином (Gal), усиливающим и пролонгирующим ее действие.
Аксоны норадренергических и серотонинергических нейронов ствола имеют окончания на ГАМК-ергических нейронах VLPO и обладают способностью тормозить их. Гистаминергических рецепторов на клетках VLPO нет, но туберомаммиллярные нейроны содержат ГАМК и тормозные нейропептиды — галанин и эндоморфин. В свою очередь, аксоны нейронов VLPO оканчиваются на нейронах всех активирующих систем мозга, перечисленных выше, и тормозят их деятельность. Стоит только активирующим нейронам по каким-то причинам ослабить свою активность, как включаются тормозные нейроны и ослабляют ее еще более. Вдобавок включаются ГАМК-ергические тормозные короткоаксонные интернейроны 1-го и 2-го слоев коры (layer I/II cortex), а также (предположительно) нейроны ядра одиночного пучка (solitary nucleus), начинается и углубляется медленный сон.
Процесс развивается в течение некоторого времени, пока не срабатывает локализованный в гипоталамусе «триггер», и вся система перебрасывается в другое состояние — либо бодрствования, либо быстрого сна. Объективным отражением этого процесса является хорошо известная смена картин (стадий 1-4 медленного сна) в электрической активности головного мозга по ходу 90-минутного цикла сна человека.
В свою очередь, таламокортикальная система в головном мозге млекопитающих устроена так, что при прекращении активирующего притока вследствие включения тормозной системы VLPO она спонтанно переходит в состоянии своеобразной «функциональной изоляции», блокируя сигналы, поступающие от органов чувств, и ничего не подавая на выход.
Эти события приводят к двум важнейшим последствиям: 1) блокаде передачи зрительных и слуховых импульсов — на кору; 2) циркуляции импульсов по множеству трехнейронных цепочек: таламокортикальные нейроны — корковые нейроны — ретикулярные таламические нейроны, что является нейрофизиологической основой таких ЭЭГ-характеристик медленного сна, как дельта- и сигма-активность (медленные волны и веретена) и К-комплексы (рис. 2.5). Таким образом, таламус играет критическую роль в системе восходящей активации, «открывая ворота» для потока сенсорной информации к коре во время бодрствования и «закрывая» их во время сна.
Если с точки зрения нейронной активности бодрствование можно описать как состояние тонической деполяризации, то медленный сон является состоянием тонической гиперполяризации.
Слайд 6
Несмотря на колоссальный прогресс в деле постижения нейронных механизмов регуляции цикла «бодрствование-сон», природа гомеостатической «потребности во сне», постепенно нарастающей в ходе бодрствования, остается по-прежнему загадочна.
В последние годы внимание исследователей в этой связи привлечено еще к одной эволюционно древней тормозной системе в головном мозге, использующей в качестве химического посредника пуриновый нуклеозид аденозин. Аденозин образуется в мозге при расщеплении АМФ в ходе обычного энергетического обмена клеток (АТФ —» АДФ —» АМФ —» аденозин, и выделяется из мембраны клеточных стенок нейронов и глии, а не из синаптических щелей, и потому не может быть назван медиатором в прямом смысле слова. Однако он взаимодействует с двумя типами специфических метаботропных рецепторов (A1 и А2) на поверхности нейронов и оказывает тормозящее действие на активность последних. Одна из гипотез связывает причину медленного сна с постепенным накоплением в ходе длительного бодрствования тормозных метаболитов в области расположения активирующих систем мозга.
Таким образом, в начале XXI века некоторые функции медленного сна, кажется, начинают, наконец, вырисовываться: это восстановление общего и электролитного гомеостаза мозговой ткани, а также, возможно, и оптимизация управления внутренними органами.
Слайд 7
Ученые обнаружили в гипоталамусе два близких по строению пептида, названных ими орексином А и В (от греч.«орех» — аппетит). Вскоре стало ясно, что гипокретины 1 и 2 и орексины А и В — одно и то же. Были обнаружены 2 рецептора к орексинам/гипокретинам и гены, кодирующие эти рецепторы. Рецептор 1-го типа связывается избирательно с орексином-А, а 2-го типа — с обоими пептидами. Возможно, что эти пептиды играют важную роль в регуляции пищевого поведения, так как тела нейронов, концевые пластинки аксонов которых выделяют орексин/гипокретин, локализуются в глубине головного мозга, у самого его основания, в задне-латеральной и дорзомедиальной области гипоталамуса, вблизи так называемого «пищевого центра», где находятся клетки, участвующие в регуляции голода и насыщения. Орексины-гипокретины представляют собой олигопептиды; орексин А содержит 33 аминокислотных остатка, а В — 28. Орексин А имеет свернутую (петлеобразную) конформацию (пространственную конфигурацию), удерживаемую дисульфидными мостиками. Орексин В имеет линейную структуру. Оба пептида появляются в организме в результате расщепления одного белка-предшественника, препрогипокретина (препроорексина, рис. 3.2). Молекула орексина А довольно стабильна, тогда как орексин В при введении извне быстро распадается.
Подобно аминергическим нейронам, вроде уже упоминавшихся клеток синего пятна, орексинергические нейроны весьма немногочисленны (в полутораграммовом мозге крысы их всего 3200, а в тысячу раз большем по весу мозге человека — не более 80 тысяч), но их аксоны сильно ветвятся, иннервируя множество клеток в коре и во всех активирующих системах мозга, выделяющих все основные медиаторы: ацетилхолин, глютамат, ГАМК, мозговые амины. Интересно, что клетки VLPO орекси- новых рецепторов не содержат, что, по-видимому, повышает надежность гипоталамического триггера.
Активируя аминергические, холинергические и глютаматергические «центры бодрствования», орексиновые нейроны вызывают реакцию пробуждения на ЭЭГ и поведенческое бодрствование. Через посредство локальных ГАМК-ергических интернейронов, а также ГАМК-ер-гических нейронов ретикулярной части черной субстанции они тормозят «центр быстрого сна» в РРТ. В свою очередь, орексиновые нейроны активируются холинергическими проекциями базальной области переднего мозга и глютаматергическими нейронами гипоталамуса и тормозятся — как ГАМК-ергическими нейронами «центра сна» VLPO и других отделов переднего гипоталамуса, так и серотонинергическими нейронами срединных ядер шва, также принимающими участие в переходе от бодрствования ко сну.
Орексиновая система относится к числу регуляторов бодрствования. Ее нейроны весьма активны в бодрствовании, особенно ориентировочно-исследовательском поведении подопытных животных, и очень слабо разряжаются в обеих фазах сна. Введение орексина в желудочки мозга крыс дозозависимо удлиняет бодрствование и подавляет сон. Роль орексиновых нейронов в регуляции цикла «бодрствование-сон» заключается, видимо, в некоторой критически важной дополнительной активации пробуждающих систем головного мозга, их, так сказать, «подбуживании», «активации активаторов», которая придает надежность и устойчивость всей этой системе. Орексиновую нейронную сеть образно равнивают с той прижимающей пружиной (или давящим на кнопку пальцем), которой непременно снабжается всякий электрический переключатель — триггер, чтобы его контакты были всегда зафиксированы в том или ином положении, и кнопка произвольно не «болталась». Соответственно, недостаточность орексиновой системы приводит к формированию нарколептического фенотипа со свойственными ему нарушениями строгой координации между механизмами бодрствования, медленного и быстрого сна, в то время как сами эти механизмы остаются неповрежденными.
Слайд 8
Non-REM сон
- Стадия 1 (засыпание, дремота, сомноленция). Начальная стадия сна у взрослого человека, длится 5-10 минут. Мышечная активность снижается, глаза могут совершать медленные движения (slow rolling eye movements SREM). Основной ритм начинает замещаться тета-волнами, по амплитуде равными или превышающими альфа-ритм. В ЭЭГ могут регистрироваться острые вертексные волны, POSTS, изредка наблюдается гипнагогическая гиперсинхрония. В этой стадии могут отмечаться гипнагогические подергивания.
- Стадия 2 (неглубокий или легкий сон). Дальнейшее снижение тонической мышечной активности. Сердечный ритм замедляется, температура тела снижается. Глаза неподвижны, редкие SREM. В ЭЭГ доминируют тета волны и появляются характерные ЭЭГ паттерны 2-й стадии - сонные веретена и К-комплексы. Занимает в целом около 45-55% общего времени сна. Первый эпизод второй стадии длится около 20 минут.
- Стадии 3-4 (медленный, дельта сон). Период наиболее глубокого сна. Низкая ЭМГ активность, глаза неподвижны. В ЭЭГ доминируют высокоамплитудные дельта колебания. Стадия классифицируется как 3-я, если дельта волны занимают менее 50% анализруемой эпохи, и 4-я стадия - если дельта составляет более 50%. У здорового человека третья стадия занимает 5-8% и четвертая стадия еще около 10-15% общего времени сна. Первый эпизод дельта сна может длиться 30-40 минут. Именно в стадии дельта сна чаще всего отмечаются ночные страхи, сноговорение и снохождение, энурез у детей.
Слайд 9
Ритмические височные тета вспышки дремоты ("психомоторный вариант")
Характерные вспышки волн 4-7 Гц, часто с наложением быстрой активности, возникающие в височных областях головы во время дремотного состояния.
Они появляются у нас в очень спокойном состоянии умственной активности и тета-волны принято корреспондировать с такими состояниями, как воспоминание, мечтание и фантазирование. Считается, что тета-волны связывают сознание и подсознание, и для доступа к хранилищу этой информации необходимо развивать усиление именно этих волн. Тета-волны усиливаются во время концентрации на внутреннем мире, медитации, молитве и других духовных практик.
Тета-фаза — состояние очень глубокого расслабления. В этом состоянии волны мозга замедляются до 4-7 колебаний в секунду. Отшельникам приходится многие годы медитировать, чтобы глубоко погрузиться в тета-состояние, и уже в нем они достигают полного осознания. Тета-волны принадлежат нашему подсознанию; они отвечают за ту часть нашего мозга, которая находится между сознанием и бессознательным. Это место, где хранятся наши воспоминания и переживания. Также тета-волны отвечают за наши взгляды, убеждения и поведение.
Слайд 10
Вертексные волны
Глоссарий IFCN рекомендует название вертексный острый компонент (Vertex sharp transient) Это острый потенциал, максимальный в области вертекса, негативный по отношению к другим областям, возникающий спонтанно во время сна или в ответ на сенсорный стимул во время сна или бодрствования. Может быть одиночным или повторяющимся. Амплитуда в целом редко превышает 250 uV. Аббревиатура: V волна (определение в глоссарии IFCN).
Вертексные волны типично возникают в стадиях 1 и 2 NREM сна. Могут встречаться как одиночные колебания, так и серии. Полярность, пространственное распределение сходны с таковыми у К-комплексов, однако вертексные волны носят более фокальный характер и менее регулярны. У детей V-волны встречаются чаще, чем у взрослых, более выражены по амплитуде.
Слайд 11
Гипнагогическая гиперсинхрония
Внезапно появление групп высокоамплитудных (300-400 мкв) ритмических тета или дельта волн (3-5 Гц) в состоянии дремоты (по типу пароксизмальных вспышек). Вспышки генерализованные, симметричные, синхронные, длительностью 2-8 секунд. Гипнагогическая гиперсинхрония является нормальным паттерном дремоты у детей в возрасте от 3 месяцев до 13 лет.
Гипнагогическая гиперсинхрония впервые описана E.L.Gibbs и F.A.Gibbs (1950 г.). Особо отчетливо гиперсинхронная вспышка бывает заметна на фоне падения амплитуды основного ритма при засыпании. В отдельных случаях на медленные волны могут накладываться бета колебания, что может приводить к ошибочным выводам об эпилептиформной природе паттерна. При правильной идентификации паттерн не имеет установленного клинического значения.
Слайд 12
К-комплекс
Разряд, появляющийся непостоянно, состоящий в основном из высокоамплитудной негативной медленной волны, за которой следует меньшая позитивная медленная волна. К-комплекс часто возникает в паре с сонными веретенами. Амплитуда, как правило, максимальна в передней вертексной области. К-комплексы возникают во время NREM-сна, спонтанно или в ответ на неожиданные сенсорные стимулы, и не являются специфическими для какой-либо сенсорной модальности (Определение в глоссарии Международной федерации клинической нейрофизиологии, 1999).
К-комплексы возникают обычно во 2-й стадии сна и наряду с сонными веретенами являются ее наиболее характерными маркерами. Возможно спонтанное появление отдельных К-комплексов в 3-й стадии. Амплитуда К-комплексов более 100 микровольт, длительность колебания более 0.5 секунды. В некоторых случаях верхушка негативной волны может быть заостренной. Распределение по полушариям симметричное, с преобладанием в передних отделах. Иногда за К-комплексом следует разряд генерализованных альфа или тета-колебаний (называют "вспышка активации", "микро-активация", "K-alpha").
Первоначально К-комплексы были описаны как ЭЭГ ответ на акустический стимул и лишь позднее обнаружилось, что они являются неотъемлемым паттерном ЭЭГ сна. Отмечено, что частота возникновения К-комплексов зависит от глубины сна - чем больше глубина сна в тот или иной цикл сна, тем больше частота появления К-комплексов во 2-й стадии того же сонного цикла. Соответственно, поскольку глубина сонных циклов снижается на протяжении ночи, уменьшается частота возникновения К-комплексов. Это наблюдение указывает на связь К-комплексов со степенью синхронизации ЭЭГ колебаний.
Некоторые исследователи считают, что "спонтанные" К-комплексы на самом деле являются ответом центральной нервной системы на эндогенные "стимулы" во время сна. В ряде работ описана возможная связь К-комплексов с изменениями сердечно-сосудистой деятельности.
Являясь нормальным физиологическим феноменом, К-комплексы у пациентов с эпилепсией могут иногда включать в свою структуру спайки и острые волны. У пациентов с идиопатической генерализованной эпилепсией во время сна пробуждающие стимулы могут вызывать появление К-комплексов со спайками (феномен дисгормии, dyshormia, или аномального пробуждения). Исследования показывают наличие спайков в структуре К-комплексов не только при генерализованной, но и при фокальной эпилепсии.
Слайд 13
Веретена сна
Вспышки волн частотой 11-15 Гц (как правило, 12-14 Гц), обычно диффузных, но с большей амплитудой в центральных областях, возникающие во время сна. Амплитуда варьирует, составляя у взрослых обычно менее 50 uV. (Определение в глоссарии Международной федерации клинической нейрофизиологии, 1999). Характерно постепенное нарастание с последующим уменьшением амплитуды, отчего этот паттерн и получил название веретен.
Впервые описаны Berger (1933), однако классическое определение было дано Loomis AL et al. (1935). Сонные веретена возникают обычно во 2-й стадии сна и наряду с К-комплексами являются ее наиболее характерными маркерами. Длительность веретен в среднем составляет от 0.5 до 1.5 секунд. Амплитуда в диапазоне 20-100 мкв (в среднем до 50 мкв). Максимальны в области вертекса, иногда со сдвигом в лобные отделы. Редко встречаются так называемые "гигантские" веретена с большой амплитудой и длительностью несколько десятков секунд. Веретена сна встречаются изолированно или в сочетании с другими ЭЭГ паттернами NREM сна (рис. 2).
Рис.2 Веретена сна. А - изолированное веретено, B - веретено с вертексной волной (отведение Cz-A1), С - веретено с К-комплексом 
У младенцев первые веретена регистрируются на 4-7 неделе после рождения, билатеральные, но асинхронные. В первые месяцы веретена имеют невысокую амплитуду, может отмечаться «заостренность» негативных и «закругленность» позитивных фаз. Веретена окончательно формируются и становятся билатерально синхронными к 2-м годам. В детском возрасте могут регистрироваться независимо два типа сонных веретен: частотой 11-12.5 Гц с максимумом в лобных отделах и частотой 13-14 Гц с максимумом в центрально-теменных отделах.
Веретена генерируются в таламусе, непосредственно в его ретикулярных клетках.. В последние десятилетия интерес к изучению веретен сна усилился в связи с выдвинутой таламокортикальной гипотезой генеза первично-генерализованных эпилептических приступов. В этой связи интенсивно разрабатывается модель эпилептогенеза как трансформации сонных веретен в разряды 3 Гц комплексов спайк-медленная-волна.
Часть авторов рассматривают «гигантские» веретёна сна как признак патологии (ДЦП, органическое поражение ЦНС, олигофрения, медикаментозная интоксикация, когнитивные нарушения различной степени).
Слайд 14
Быстрый сон запускается из четко очерченного центра, расположенного в задней части мозга, в области варолиева моста и продолговатого мозга
Все нейроны ствола, вовлеченные в регуляцию быстрого сна, можно разделить на 3 группы:
1) «REM -оп», посылающие импульсы лишь во время периодов быстрого сна. Это холинергические, глутаматергические и ГАМК-ергические клетки, расположенные в самом «центре бысрого сна» в дорзальной покрышке моста; 2) «REM-Waking-оп» — также холинергические и глутаматергические клетки ретикулярной формации ствола и базальной области переднего мозга, активные и в бодрствовании, и в быстром сне; 3) «REM-off» — аминергические нейроны, молчащие весь период быстрого сна и вновь включающиеся при переходе к бодрствованию или медленному сну. Это молчание аминергических активирующих систем мозга и является, видимо, тем фундаментальным фактом, который определяет различие между бодрствованием и быстрым сном или, на психИческом уровне — различие между нашим восприятием внешнего мира и восприятием «виртуального», иллюзорного мира — мира сновидений.
Согласно современной модели, разработанной в первое десятилетие XXI века (Lu et al., 2006; Fort et al., 2009; Rosenwasser, 2009), «центр» быстрого сна, ответственный за его генерацию, состоит из двух частей— REM-on и REM-off, локализованных как в «центре сна» переднего гипоталамуса, так и в «центре быстрого сна» в покрышке моста. Периферическая часть VLPO (eVLPO) тормозит ГАМК-ергические REM-off клетки (своего рода «выключение выключателя», т.е. включение), расположенные в вентролатеральной части околоводопроводного серого вещества (vlPAG) и латеральной части покрышки моста (LPT). Таким образом, снимается торможение трех популяций REM-on нейронов в дорзолатеральном понтинном квадранте, формирующих восходящие активирующие, нисходящие тормозные влияния и отрицательную обратную связь. Во-первых, растормаживаются глутаматергические клетки в области ядер моста precoeruleus (PC) и parabrachialis (РВ), которые проецируются в область медиальной перегородки (MS) и в базальные ядра переднего мозга (BF), вызывая гиппокампальный тета-ритм и десинхронизацию неокортикальной ЭЭГ. Эта глутаматергическая система РС/РВ —> MS —> BF —» FIIPPOCAMPUS —> NEOCORTEX и является, видимо, субстратом той мощной, но специфической, «односторонней» восходящей активации, под доминирующим воздействием которой находится неокортекс и архипалеокортекс весь период быстрого сна.Во-вторых, снимется торможение ГАМК-ергических нейронов в сублатеродорзальном ядре (SLD), формирующих тормозную обратную связь к вышеуказанным REM-off нейронам в области vlPAG/LPT. В-третьих, включается нисходящее торможение глутаматергических нейронов в SLD, проецирующихся на глицинергические/ГАМК-ергические интернейроны в вентральных рогах спинного мозга и вызывающих атонию путем гиперполяризации (торможения) мотонейронов. Кроме того, глутаматергические нейроны SLD проецируются на другие, также глутаматергические клетки, расположенные в промежуточной части вентромедиального продолговатого мозга, которые, в свою очередь, проецируются на те же глицинергические/ГАМК-ергические интернейроны, подавляя еще и миоклонические подергивания, характерные для быстрого сна.Таким образом, активация eVLPO запускает целый каскад событий, включая характерные изменения на ЭЭГ и атонию. Холинергические (активные) и аминергические (молчащие) системы модулируют быстрый сон, воздействуя либо на REM-off, либо на REM-on группы нейронов, либо на те и другие одновременно.
Непонятным оставалось все же то, как эта активация подкорковых структур, столь отличная от активации в бодрствовании, отражается на работе коры, поскольку, как уже говорилось, по рисункам ЭЭГ различий не выявляется. Лишь в конце 1990-х годов исследования, проведенные методом нейросканирования (позитронно-эмиссионная и функциональная магнито-резонансная томографии, ПЭТ и фМРТ), показали высокоспецифичный характер пространственного распределения активации и деактивации кровотока и метаболизма определенных участков коры и некоторых подкорковых ядер в мозге человека в состоянии быстрого сна при переживании сновидений. Они выявилиотносительно большую, чем в состоянии спокойного бодрствования, активацию лимбики (миндалина, гипоталамус, базальные ядра переднего мозга) и некоторых участков коры мозга (передняя поясная извилина), и деактивацию мультимодальной ассоциативной коры (дорзолательная префронтальная область). Так, высокая активность отмечается в области покрышки моста, где находится «центр быстрого сна», и в миндалине, имеющей, как хорошо известно, особое отношение к эмоциональным переживаниям, особенно отрицательным — страху, тревоге, которые столь характерны для сновидений, возникающих во время быстрого сна. Активность задней (парагиппокампальной) коры может быть поставлена в связь с переживанием зрительных и слуховых иллюзий в сновидениях. Показано, что разрушения в этой области, происходящие по тем или иным неврологическим причинам, приводят к исчезновению зрительных образов в сновидениях у больных. С другой стороны, уменьшение активности в области дорзолатеральной префронтальной коры, по-видимому, отражает характерную для сновидений потерю контроля над чередой возникающих образов, исчезновение воли и логики, снижение способности к запоминанию этих образов и т.п.
Слайд 15
Состояние мозга, субъективно воспринимаемое нами как ярко эмоционально окрашенные сновидения, возникает всякий раз при возникновении следующих условий: 1) наличия интактных и полностью созревших нейронных ансамблей, необходимых для реализации процессов, субъективно воспринимаемых как сновидения; 2) достаточно высокого уровня кортикальной активации; 3) отключения от внешних стимулов; 4) потери сознательного самоконтроля, т.е. подавления когнитивной «Эго-системы». Нейронные ансамбли сновидений включают в себя лимбические, паралимбические и ассоциативные отделы коры, но не включают префронтальную, сенсомоторную и первичную зрительную кору.
В бодрствовании первичная сенсорная кора является источником информации о внешнем мире, а префронтальная кора интегрирует входящую сенсорную информацию с процессом принятия решений. Такие возникающие «усеченные» нейронные ансамбли функционируют как замкнутые петли, генерирующие процесс, субъективно воспринимаемый как сновидения. Эти ансамбли формируются еще на фоне медленного сна, но тогда не хватает того уровня кортикальной активации, который достигается в быстром сне, когда отсутствие аминергической активации мозга с лихвой компенсируется тонической глютамат- и холинергической и фазической дофаминергической активацией.
Согласно гипотезе М. Жуве, в быстром сне происходит каким-то непонятным пока образом передача наследственной, генетической информации, имеющей отношение к организации целостного поведения, в нейрологическую память. В последние годы представления о роли быстрого сна в процессах памяти подвергаются серьезной критике.