Современные теории сна

Контрольная работа

по теме:

Психофизиологические основы

Сна и бодрствования

 

 

Выполнил:

студент Петров Д.А.

2 курс

 

Проверила:

доктор медицинских наук,

профессор

Полякова Л.О.

 

 

Иркутск

2008

 

Оглавление

 

Введение……………………………………………………………..…………………........….…..3

1. Физиологические основы сна…………...........……………………..……………….……....….5

1.1 Теории и гипотезы……………………………………………………………..…..…..5

1.2 Современные теории сна…………………………………….………………..…..…..6

1.3 Виды сна ……………..……………………………….……………………..………....7

1.4 Стадии сна……………………………………………….……………….……….……9

1.5 Потребность во сне……………………………………….………………..….…….…11

1.6 Физиологические изменения во время сна…………………….……….……….…...12

1.7 Природа быстрого сна…………………………………………….………..…….……13

2. Бодрствование……………………………………………………….…………….…….………14

2.1 Состояние спокойного бодрствования…………………………………………….…15

2.2. Состояние активного бодрствования………………………………………………...15

2.3 Центры бодрствования………………………………………………………………..16

2.4 Связь состояний «сон-бодрствование»………………………………………………16

Заключение……………………………………………………….……………………....…………..18

Список использованной литературы……………………………….…………………...………….19

Введение

 

Со времен глубокой древности ум человека занимали вопросы: что такое сон, чем он вызван и почему все люди и животные испытывают в нем непреодолимую потребность? Изучая явления, происходящие в организме во время сна, было установлено его благотворное влияние. Экспериментально было доказано, что во время сна организм не замирает, а восстанавливается после длительного бодрствования. Сон особенно необходим для восстановления функций нервной системы, главным образом головного мозга.

Во время сна дыхание человека становится более глубоким и редким, медленнее бьется сердце. Все органы отдыхают и восстанавливают свои функции. Только мозг во время сна пользуется относительным покоем.

Биологическое значение сна заключается в восстановлении работоспособности организма, утомленного в период бодрствования. Что же такое сон и какая причина вызывает его?

В середине прошлого столетия многие ученые считали сон результатом "обескровливания мозга". Были проведены многочисленные опыты с кроватью-весами. Человека укладывали на специальную кровать и уравновешивали ее. Когда человек засыпал та сторона кровати, где была его голова, поднималась вверх, то есть голова во время сна становилась легче. Поначалу был сделан вывод, что во сне голова теряет часть своего веса из-за отлива крови из мозга человека. Из этого опыта было совершенно непонятно, является сон причиной отлива крови или отлив крови является причиной сна. Некоторые ученые, наоборот, считали, что причиной сна является переполнение мозга кровью. Существуют некоторые заболевания мозга, вызываемые притоком крови к мозгу. У больных в этом случае также возникает сон, но он не имеет ничего общего с обычным сном здоровых людей. В то время очень широко была распространена теория так называемых "ядов сна". Она была создана французскими учеными Р. Лежандром и А. Пьероном.

Эти ученые считали, что сон наступает, потому что в крови накапливаются ядовитые продукты обмена веществ – гипнотоксины. Они подавляют деятельность нервной системы. Эта гипотеза появилась после ряда опытов с животными. У животного, которого несколько суток лишали сна, брали сыворотку крови и вводили ее в кровь другому животному. Это животное тотчас же впадало в глубокий сон. Однако наблюдения за естественным сном животных опровергают эту теорию.

Советские ученые, наблюдая за сиамскими близнецами Ирой–Галей и Дашей–Машей, пришли к выводам, что теория "ядов сна" несостоятельна. У сиамских близнецов имеется две различные нервные системы и одна система кровообращения. Если теория "ядов сна" была бы верна, то сон и пробуждение у сиамских близнецов должно было быть одновременно. Наблюдения показали, что это не так. Были моменты, когда одна девочка спала, другая бодрствовала.

Имеются и другие данные, которые не подтверждают правильность теории самоотравления организма. Известно, что человек может активно сопротивляться желанию спать, а иногда вообще не чувствует потребности во сне. Существует теория нервных центров сна швейцарского ученого В. Гесса и австрийского ученого К. Экономо. По этой теории, сном управляют особые центры, которые находятся под корой головного мозга.

Все эти теории объясняли лишь некоторые стороны сна, но не отвечали на главный вопрос: что такое сон?

Физиологические основы сна

 

Теории и гипотезы

 

На сегодняшний день имеется множество теорий сна. Все они описывают сон как особое состояние организма, вызываемое длительными физическими и психологическими нагрузками. В современной науке наиболее широкое признание получило учение о сне, разработанное И. П. Павловым и его последователями.

Теория сна И.П. Павлова основана на учении об условных рефлексах. Результаты многочисленных опытов и наблюдений над животными и людьми привели его к выводу, что у высших животных и человека сон и бодрствование связаны с работой высших отделов центральной нервной системы – коры больших полушарий головного мозга. В основе работы головного мозга лежат два нервных процесса – возбуждение и торможение, они возникают под действием внешних и внутренних раздражителей. Возбуждение заставляет организм работать, а торможение задерживает деятельность органов и выключает процесс в самой нервной клетке.

Мелкие животные, например, кролик, при виде удава, вместо того, чтобы убежать и тем самым спасти свою жизнь, остаются на месте и становятся добычей. В основе такого явления лежит широко распространенный по мозговой ткани тормозной процесс. И.П. Павлов установил, что если перестать подкреплять образованный условный рефлекс, то он исчезнет. Такое угасание условного рефлекса происходит из-за развития торможения нервных клеток головного мозга. Если внешние раздражители, способствующие возникновению торможения в коре головного мозга, продолжают действовать долго, то торможение постепенно захватывает все более и более обширные зоны коры, и когда вся кора полностью окажется в состоянии торможения, наступает глубокий сон.

Таким образом, сон – это один из видов торможения, которое охватывает кору головного мозга и нижележащие его отделы. Всякий раз, когда нервным клеткам угрожает истощение или перевозбуждение, в них развивается так называемое охранительное торможение, то есть защитная реакция коры на внешние раздражители.

Итак, всё, что снижает работоспособность нервных клеток мозга, – утомление, истощение, перенесённое тяжёлое заболевание – повышает потребность во сне, увеличивает сонливость. Если провести наблюдение, то можно убедиться, что в результате раздражений, воздействующих на мозг в течение дня, к вечеру развивается утомление, а с ним и желание спать – сигнал о настойчивом желании организма в отдыхе.

Изучение торможения коры головного мозга показало, что оно не просто препятствует дальнейшей работе нервных клеток. Во время этого внешне пассивного состояния совершаются активные процессы обмена веществ, клетки мозга восстанавливают нормальный состав, набирают силы для дальнейшей активной работы. Во сне, когда заторможена подавляющая масса мозга, создаются наиболее благоприятные условия не только для восстановления работоспособности нервных клеток мозга, более всего нуждающихся в такой передышке, но и для отдыха всего организма.

 

Современные теории сна

 

В настоящее время большинство существующих гипотез относительно функционального назначения сна и отдельных его стадий можно свести к трем основным типам: 1) энергетическим, или компенсаторно-восстановительным, 2) информационным, 3) психодинамическим.

Согласно "энергетическим" теориям, во время сна происходит восстановление энергии, затраченной во время бодрствования.

Особенная роль при этом отводится так называемому дельта-сну, увеличение продолжительности которого следует за физическим и умственным напряжением. Любая нагрузка компенсируется увеличением доли дельта-сна. Именно на стадии дельта-сна происходит секреция нейрогормонов, обладающих анаболическим действием.

Были выделены морфологические образования, имеющие отношение к регуляции сна.

Ретикулярная формация управляет начальным этапом сна. Гипногенная зона, находящаяся в передней части гипоталамуса, также оказывает регулирующее влияние на функции сна и бодрствования.

Теория П.К. Анохина придает в этом процессе решающее значение функциям гипоталамуса. При длительном бодрствовании уровень жизненной активности клеток коры мозга снижается, поэтому их тормозное влияние на гипоталамус ослабевает, что позволяет ему “выключать” активизирующее воздействие ретикулярной формации.

Информационныетеории утверждают, что сон – это результат уменьшения сенсорного потока к ретикулярной формации. Уменьшение информации влечет за собой включение тормозных структур. Имела место и такая точка зрения, что нуждаются в отдыхе не клетки, не ткани, не органы, а психические функции: восприятие, сознание, память. Воспринимаемая информация может «переполнить» мозг, поэтому ему необходимо отключиться от окружающего мира (что и является сущностью сна) и перейти на иной режим работы.

Сон прерывается, когда информация записана, и организм готов к новым впечатлениям.

По мнению известного психоневролога А.М. Вейна, информационная теория не противоречит энергетической концепции восстановления, ибо переработка информации во сне не подменяет собой переработку во время бодрствования, а дополняет ее.

Восстановление в самом широком значении этого слова — это не покой и пассивное накопление ресурсов, вернее не только покой, которого во сне достаточно, но, прежде всего, своеобразная мозговая деятельность, направленная на реорганизацию воспринятой информации. После такой реорганизации и возникает ощущение отдыха, физического и умственного.

Согласно "психодинамическим" теориям сна, кора мозга оказывает тормозное влияние сама на себя и на подкорковые структуры.

К психодинамическим теориям можно отнести гомеостатическую теорию сна. Под гомеостазом в этом случае понимается весь комплекс процессов и состояний, на котором основана оптимальная работа мозга. Согласно его теории, существует два типа бодрствования – спокойное и напряженное.

Спокойное поддерживается деятельностью ретикуло-таламокортикальной системы (активизирующей импульсы, которые посылает ретикулярнаяформация, побуждающие к усиленной работе таламус и кору головного мозга), а напряжение, кроме того, – и деятельностью лимбической системы.

Сочетание работы этих двух систем обеспечивает напряженное бодрствование – необходимую основу для координированных реакций. Во время быстрого сна работает одна лимбическая система: эмоции взбудоражены, а координированные реакции парализованы. Если судить по активности мозговых структур, то быстрый сон – аналог не спокойного, а напряженного бодрствования.

Также можно отметить, что сон относится к одному из видов циклических ритмов деятельности человеческого мозга. Цикличность лежит в основе нашего существования, упорядоченного ритмичной сменой дня и ночи, времен года, работы и отдыха. На уровне организма цикличность представлена биологическими ритмами, в первую очередь, так называемыми циркадными (лат. circa около + лат. dies день) ритмами, обусловленными вращением Земли вокруг своей оси.

 

Виды сна.

 

У человека и многих животных период сна и бодрствования приурочен к суточной смене дня и ночи. Такой сон называется монофазным. Если же смена сна и бодрствования происходит несколько раз в сутки, сон называется полифазным. Периодический ежесуточный сон взрослого человека, как правило, является монофазным, иногда дифазным (дважды в сутки), у маленького ребенка наблюдается полифазный тип сна.

У ряда животных наблюдается также сезонный сон (спячка), обусловленный неблагоприятными для организма условиями среды: холод, засуха и т.д.

Кроме перечисленных, существует еще несколько видов сна: наркотический (вызываемый различными химическими или физическими агентами), гипнотический и патологический. Последние три вида сна обычно рассматривают как следствие нефизиологических воздействий на организм человека или животного.

Наркотический сон может быть вызван различного рода химическими воздействиями: вдыхание паров эфира, хлороформа, введением в организм различного рода наркотиков, например, алкоголя, морфия и других. Кроме того, этот сон может быть вызван электронаркозом (воздействие прерывистого электрического тока слабой силы).

Патологический сон возникает при анемии мозга, мозговой травме, наличии опухолей в больших полушариях или поражении некоторых участков ствола мозга. Сюда же относится и летаргический сон, который может возникнуть как реакция на сильную эмоциональную травму и может длиться от нескольких дней до нескольких лет. К явлениям патологического сна следует отнести также и сомнамбулизм, физиологические механизмы которого до сих пор неизвестны.

Особый интерес вызывает гипнотический сон, который может быть вызван гипнотическим действием обстановки и воздействиями гипнотизера. Во время гипнотического сна возможно выключение произвольной корковой активности при сохранении частичного контакта с окружающим и наличием сенсомоторной деятельности.

Чередование сна и бодрствования наблюдается на всех этапах эволюционной лестницы: от низших позвоночных и птиц до млекопитающих и человека. Несомненно, что подобная универсальная организация ритмического чередования активности и покоя имеет глубокий физиологический смысл. Хорошо известно, что во время сна происходят значительные физиологические изменения в работе ЦНС, вегетативной нервной системы и других системах и функциях организма.

К числу основных законов психической деятельности человека относится циклическое чередование сна и бодрствования.

Однако, следует отметить и нередкие нарушения ритмичности сна, к которым можно отнести бессонницу и так называемый непреодолимый сон (нарколепсию), возникающий во время пассивной езды на транспорте, при выполнении монотонной работы, а также при управлении различными транспортными средствами: автомобилем, электровозом, метро.

 

 

Стадии сна

 

Сон человека имеет правильную циклическую организацию. В течение сна различают пять стадий: четыре стадии медленноволнового сна и одну стадию быстрого. Иногда говорят, что сон состоит из двух фаз: медленной и быстрой. Завершенным циклом считается отрезок сна, в котором происходит последовательная смена стадий медленноволнового сна быстрым сном. В среднем отмечается 4 – 6 таких циклов за ночь, продолжительностью примерно 1,5 часа каждый.

Базируясь на этих положениях, В. М. Ковальзон предлагает следующее определение сна: "сон – это особое генетически детерминированное состояние организма человека (и теплокровных животных, т.е. млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определенных полиграфических картин в виде циклов, фаз и стадий" (Ковальзон, 1993).

Восьми–девятичасовой сон подразделяется на пять – шесть циклов, перемежающихся краткими интервалами пробуждения, не оставляющих, как правило, никаких воспоминаний у спящего. Каждый цикл включает в себя две фазы: фазу медленного (ортодоксального) сна и фазу быстрого (парадоксального) сна.

       Первая стадия является переходной от состояния бодрствования ко сну, что сопровождается уменьшением альфа-активности и появлением низкоамплитудных медленных тета- и дельта-волн. Длительность первой стадии обычно не больше 10-15 мин. В конце этой стадии могут появляться короткие вспышки так называемых "сонных веретен", хорошо видимых на фоне медленноволновой активности. Однако пока "веретена" сна не достигнут длительности 0,5 секунд, этот период считается первой стадией сна. В поведении эта стадия соответствует периоду дремоты с полусонными мечтаниями, она может быть связана с рождением интуитивных идей, способствующих успешности решения той или иной проблемы.

Вторая стадия занимает чуть меньше половины всего времени ночного сна. Эта стадия получила название стадии "сонных веретен", т.к. наиболее яркой ее чертой является наличие в ЭЭГ (электроэнцефалограмме) мозга веретенообразной ритмической активности с частотой колебания 12-16 Гц. Длительность этих "веретен", хорошо выделяющихся из фоновой ЭЭГ со смешанной частотой колебаний, составляет от 0,2 до 0,5 секунд.

Третья стадия характеризуется всеми чертами второй стадии, к которым добавляется наличие в ЭЭГ медленных дельта-колебаний, занимающих от 20 до 50%. Этот переходный период длится всего несколько минут.

Четвертая стадия характеризуется преобладанием в ЭЭГ медленных дельта колебаний, занимающих более 50% времени ночного сна. Третья и четвертые стадии обычно объединяют под названием дельта-сна. Глубокие стадии дельта-сна более выражены в начале и постепенно уменьшаются к концу сна. В этой стадии разбудить человека достаточно трудно. Именно в это время возникают около 80% сновидений, и именно в этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако, человек почти ничего из этого не помнит. Первые четыре стадии сна в норме занимают 75-80% всего периода сна.

Пятая стадия сна. Пятая стадия сна имеет ряд названий: стадия "быстрых движений глаз" или сокращенно БДГ, "быстрый сон", "парадоксальныйсон". Во время этой стадии человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного тонуса, и лишь глазные яблоки под сомкнутыми веками совершают быстрые движения с частотой 60-70 раз в секунду. Количество таких движений может колебаться от 5 до 50. Причем была обнаружена отчетливая связь между быстрыми движениями глаз и сновидениями. Так, у здоровых людей этих движений больше, чем у больных с нарушением сна. Характерно, что слепым от рождения людям снятся только звуки и ощущения. Глаза их при этом неподвижны.

Считается, что по интенсивности БДГ можно судить о яркости и эмоциональности сновидений. Однако, движения глаз во сне отличаются от тех, которые характерны для рассматривания объектов в состоянии бодрствования.

Кроме того, на этой стадии сна энцефалограмма приобретает признаки, характерные для состояния бодрствования. Название «парадоксальная» возникло из-за видимого несоответствия между состоянием тела (полный покой) и активностью мозга. Если в это время разбудить спящего, то приблизительно в 90% случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении, причем точность деталей будет существенно выше, чем при пробуждении из медленного сна

Парадоксальная стадия сна имеется у многих видов млекопитающих и даже у некоторых видов птиц. Отмечено также, что у животных доля парадоксального сна имеет тенденцию увеличиваться с увеличением степени развития коры. Однако парадоксальный сон у животных и человека протекает по-разному. Человек в парадоксальном сне обычно неподвижен (двигаются только глаза). У животных двигаются усы, уши, хвост, подергиваются лапы, происходят мигательные и сосательные движения, а у собак слышны даже повизгивания.

Периоды БДГ сна возникают приблизительно с 90-минутными интервалами и продолжаются в среднем около 20 минут. У нормальных взрослых эта стадия сна занимает примерно 20-25% времени, проводимого во сне. У младенцев эта доля значительно выше; в первые недели жизни около 80% всего очень длительного времени сна составляет парадоксальный сон.

 

 

Потребность во сне.

 

Эта витальная потребность зависит от возраста. Так, общая продолжительность сна новорожденных составляет 20-23 часа в сутки, в возрасте от 6 месяцев до 1 года – около 18 часов, а к возрасту 12 до 16 лет – 9 часов. Взрослые спят в среднем 7-8 часов в сутки.

В результате наблюдений было установлено, что люди старше 60 лет, страдающие различными заболеваниями, спят, как правило, менее 7 часов в сутки. В то же время, практически здоровые люди этого возраста спят более 8 часов в сутки. При увеличении продолжительности сна у «малоспящих» пожилых людей наблюдается улучшение самочувствия. По некоторым данным, продолжительность сна долгожителей Кавказа колеблется от 9 до 16-17 часов в сутки. В среднем же долгожители спят по 11-13 часов. Иными словами, по мере старения человека продолжительность сна должна увеличиваться.

Лишенный сна человек погибает в течение двух недель. Лишение сна в течение 3-5 суток вызывает непреодолимую потребность во сне. В результате 60-80 часового отсутствия сна у человека наблюдается снижение скорости психических реакций, портится настроение, происходит дезориентация в окружающей среде, резко снижается работоспособность, возникает быстрая утомляемость при умственной работе. Человек теряет способность к сосредоточенному вниманию, могут возникнуть различные нарушения мелкой моторики, возможны и галлюцинации, иногда наблюдаются внезапная потеря памяти и сбивчивость речи. При более длительном лишении сна могут возникнуть психопатии и другие расстройства психики.

Изменения вегетативных функций при длительной бессоннице очень невелики, отмечается только небольшое понижение температуры тела и незначительные замедления пульса.

В науке описаны несколько случаев длительного отсутствия сна, которые, наряду с явлениями сомнамбулизма (лунатизма) и летаргического сна до сих пор не нашли объяснений. Чаще всего эти случаи были связаны с сильными психическими потрясениями.

Медленноволновой и парадоксальный сон в равной степени необходимы организму. Так, если будить человека каждый раз при наступлении парадоксального сна, тенденция впадать в парадоксальный сон станет нарастать. Через несколько дней человек будет переходить от бодрствования к парадоксальному сну без промежуточной фазы обычного сна.

Таким образом, стадии сна образуют своеобразную систему, в которой воздействие на одно звено влечет за собой изменение в состоянии другого звена.