Сон - необычное состояние организма, которое иногда сравнивают со смертью. На самом деле у них мало общего. В отличие от полной гибели организма, отдых, напротив, способствует долгой жизни. Он обновляет все системы, помогает восстановить физические, моральные силы.

При этом сон не является чем-то однородным по структуре. Существуют разные фазы, каждая из которых выполняет конкретную функцию и длится вполне определенное количество времени. Все знают, что глубокий сон полезен. Но когда он наступает, как влияет на организм - об этом известно лишь немногим.

Функции сна

Бодрствуя, люди и животные тратят много энергии. Сон — один из механизмов саморегуляции организма, помогающим эту энергию восстанавливать. Главные его функции таковы:

• отдых нервной системы;
• восстановление физических сил;
• «перезагрузка» мозга (ночью перерабатывается, систематизируется и сохраняется полученная за день информация);
• очищение организма от токсических веществ (недаром больным людям врачи рекомендуют больше спать);
• восстановление иммунитета;
• обновление клеток;
• возможность с пользой для тела переждать период темноты.

Продолжительный глубокий сон помогает улучшить память, сжечь лишний жир, побороть стрессы и болезни.

Чем функционально отличаются фазы глубокого и быстрого сна

Во время различных фаз в мозге по-разному обрабатывается информация. Быстрый и медленный сон помогают запоминать произошедшие события, планировать свое будущее, но каждый по-своему.

Фаза медленного сна «включает» ресурсы памяти. Когда человек погружается в глубокий сон (он же медленный), вся полученная за день информация начинает систематизироваться и «раскладываться по полочкам». Эта фаза улучшает запоминание, логическое мышление.

Фаза быстрого сна - настоящая «мастерская» будущего. С ее помощью мозг моделирует возможные варианты развития ожидаемых событий. Недаром говорят, что приснился «вещий» сон. Сам по себе он, конечно, не вещий. Просто в период быстрого сна у человека появились модели будущего, одну из которых он, проснувшись, реализовал. Все это происходит на подсознательном или на интуитивном уровне. Однако этими двумя фазами отдых человека не ограничивается. Он имеет более сложную структуру.

Фазы и стадии

Различают 4 главные стадии сна:

1. Засыпание.
2. Медленный сон.
3. Быстрый.
4. Пробуждение.

Каждая фаза характеризуется определенной длительностью и сопутствующими только ей физиологическими процессами.

Засыпание

1-я фаза - засыпание. Пока человек погружается в сон, у него снижается чувствительность сенсорных систем и частота сердечных сокращений, постепенно «отключается» сознание. Даже железы начинают работать менее активно. Это можно заметить по жжению глаз, сухости слизистой рта. Приближение фазы засыпания легко определить по навязчивой зевоте.

Такие ощущения часто замечают у себя полуночники, допоздна засидевшиеся за чтением или просмотром телевизора. Если все описанные признаки налицо, пора дать организму отдохнуть. Фаза засыпания - самая короткая. Обычно она длится около 10 минут. Затем начинается медленный сон, разделяющийся, в свою очередь, на несколько стадий.

Что такое медленный сон

Медленным называют отдых, при котором активность мозга остается в низкоамплитудном диапазоне. Ученые фиксируют это при помощи ЭЭГ (электроэнцефалограммы).

Все фазы сна человека по времени занимают разную продолжительность. Если на засыпание достаточно 10 минут, то для фазы медленного сна требуется от 80 минут до 1,5 часа. Длительность зависит от индивидуальных особенностей физиологии человека, а также от его режима отдыха. В отличие от быстрого сна фаза медленного делится на несколько стадий.

Стадии

Медленно-волновой (он же медленный) сон имеет самую сложную структуру. Он делится на такие 3 фазы (или цикла):

Фаза легкого сна

Она наступает сразу же после засыпания и длится около половины времени медленного. На этой стадии мышцы человека полностью расслабляются, дыхание становится спокойным, глубоким. Немного понижается температура тела, замедляется сердечный ритм. Мозг полностью переходит в режим отдыха.

ЭЭГ фиксирует в это время сонные веретена. Так ученые назвали тета-волны, складывающиеся в сигма-ритм (12-14-20 Гц). Подобная работа мозга свидетельствует о полном отключении сознания.

Глаза в это время у человека не двигаются. Он полностью расслаблен, но спит пока не очень глубоко. Во время легкого сна человека легко разбудить. Громкие звуки или физическое воздействие способны вернуть его в состояние бодрствования.

Фаза медленного сна

В это время мозговая активность выражается в производстве дельта-волн, частота которых равна 2 Гц. Это самый спокойный и медленный режим.

По длительности занимает около получаса. В этой фазе медленного сна у человека иногда возникают сновидения.

Фаза глубокого сна

В это время человек спит глубоко и крепко. В ЭЭГ преобладают колебания дельта-волн с частотой 2 Гц. Медленную и глубокую фазы часто объединяют под общим названием дельта-волновой сон. Длительность фазы глубокого сна занимает приблизительного 15% времени всего ночного отдыха.

Продолжительность и особенности фазы глубокого отдыха давно и пристально изучаются специалистами. Было обнаружено, что в это время мозг активно продуцирует сны (около 80% всех видений, которые посещают человека за ночь). Сновидения являются в виде приятных образов или кошмаров. Большинство из них человек, проснувшись, забывает.

Несмотря на то что стадия глубокого сна занимает не так много времени, она оказывает сильное влияние на организм. К примеру, у маленьких детей, страдающих энурезом, в это время может произойти У лиц, склонных к лунатизму, именно в этой стадии могут случаться приступы этой болезни.

Стадия быстрого сна

Эта фаза была открыта не так давно (в 1953 году) и до сих пор всестороннее изучается. Было установлено, что состояние быстрого отдыха следует сразу после глубокого и по длительности занимает около 10-15 минут.

Фаза быстрого сна - время, когда мозговая активность выражается в производстве волн, близких по частоте к бета-волнам. Колебания мозговой активности в этот период очень интенсивные, быстрые. Отсюда и название - «быстрый». Также этот период в научной литературе называют фазой БДГ, или REM-сна.

Человек, пребывающий в такой стадии, полностью неподвижен. Его мышечный тонус резко падает, зато мозговая активность приближена к состоянию бодрствования. Глазные яблоки двигаются под прикрытыми веками.

Связь между яркими, запоминающимися сновидениями и этой фазой наиболее четкая. Пребывая в ней, человек видит наиболее красочные образы и сюжеты. Если инициировать пробуждение во время быстрой фазы сна, в 90% случаев человек сможет пересказать свои видения.

На вопрос, сколько длится данная фаза сна, ученые не могут дать четкого ответа. Ее длительность приблизительно равна 20-25% всего времени ночного отдыха. Фаза быстрого, как и медленного сна, имеет циклическую структуру. По характеру мозговой активности циклы схожи, а вот по продолжительности различаются.

Первый цикл наступает приблизительно через 1,5 часа после засыпания. Время следующего немного увеличивается и так далее. Под утро длительность последней фазы REM-сна может достигать нескольких десятков минут. При этом человек спит неглубоко, пока, наконец, не проснется окончательно.

Ближе к утру в организме наблюдается активизация всех систем. Начинает активнее работать гормональная система. У мужчин возникает эрекция пениса, у женщин - клитора. Меняется частота дыхания и сердечных сокращений. Попеременно сменяют друг друга подъемы и падения артериального давления.

Пробуждение в разных фазах и циклах отдыха

Общее здоровье и самочувствие человека напрямую зависят от качества и продолжительности ночного отдыха, имеющего неоднородную структуру. За ночь человеческому мозгу необходимо пройти описанные этапы. Только при таком условии организм полностью восстановится.

Причем все фазы одинаково важны. Медленный, быстрый, глубокий сон - все они выполняют важные функции. Узнав, что такое глубокий сон человека, ученые установили, что он необходим для нормальной умственной деятельности и сохранения навыков, полученных на протяжении дня. Быстрый регулирует энергетические ресурсы. Его отсутствие может привести к гибели организма.

В фазе глубокого сна просыпаться тяжелее всего. К пробуждению не готовы ни тело, ни сознание. В мозге в это время происходят сложные нейрохимические процессы, которые лучше не прерывать. Зная, что такое глубокий сон человека, легко понять его значение для сохранности нервной системы.

А вот во время легкого просыпаться достаточно просто. В это время тело готово к бодрствованию, и все мозговые стабилизирующие процессы завершены. Тем не менее хроническая нехватка быстрого сна очень плохо сказывается на здоровье, поэтому врачи советуют хорошо высыпаться.

Сколько нужно спать

Оптимальная продолжительность ночного отдыха у каждого человека сугубо индивидуальна. Одним для полного восстановления достаточно 7 часов, другим и 10 мало. И все же есть нормы для каждой возрастной группы. С их помощью легко определить, достаточно ли человек спит:

1. Младенцы в материнской утробе и новорожденные отдыхают по 17 часов. И это нормально. За время отдыха растет и развивается их мозг и тело.
2. У малышей 3-11 месяцев сон постепенно сокращается до 12-15 часов.
3. Чуть меньше спят дошкольники (10-13 часов).
4. Подросткам необходим 8-10-часовой ночной отдых. Молодым людям 17-18 лет - 7-9-часовой.
5. Приблизительно столько же положено спать взрослым (7-9 часов).
6. Отдых пенсионеров обычно сокращается на 1-2 часа, и это тоже нормально.

Время засыпания и ценность сна

От того, когда человек идет спать, зависит качество отдыха. Врачи советуют ложиться спать пораньше, и это неспроста. Укладываясь в постель в 20:00, человек обеспечивает себе полноценный 7-часовой отдых и очень глубокий сон с качественным восстановлением всех функций организма.

Тому, кто отправляется в спальню после 22:00, «светит» около 4 часов полноценного сна. Совсем плохо обстоит дело у граждан, привыкших укладываться в кровать ближе к рассвету. Если уснуть в 3:00, то в столь позднее время фаза глубокого сна продлится не более 15 минут.

Ценность сна человека, всю ночь проведшего на ногах и «прикорнувшего» лишь под утро, равна одной минуте. Естественно, при таком режиме ни физические, ни интеллектуальные возможности не восстановятся. Если жить в подобном режиме долго, можно заметить у себя проблемы с памятью и концентрацией, постоянную усталость и рассеянность.

В целом каждому необходимо пройти все фазы по часам от 21:00-22:00 до рассвета. Только в этом случае человек будет здоров и полон сил. Недосыпающие граждане страдают не только от хронической усталости, но и от массы болезней. Среди них неврозы, гипертония, онкология и пр. Кроме того, существенно сокращает продолжительность жизни.

Каким должен быть глубокий сон

Люди, тысячелетиями жившие без электричества и интернета, ложились спать с закатом солнца. Сейчас это кажется странным. Однако современные граждане не учитывают того факта, что за миллионы лет эволюции человеческий мозг приспособился ориентироваться по движению дневного светила. Для него это естественно.

Меняя этот заданный природой режим, он обрекает себя на болезни и преждевременную старость. Теперь, зная, что такое глубокий сон человека и какова ценность ночного отдыха в разное время, легко понять важность каждой фазы.

Важно откорректировать свой индивидуальный режим. Раннее засыпание и продолжительный ночной сон - это путь к красоте, здоровью и долголетию. Он помогает сжечь лишний жир и восстановить растраченную энергию, улучшает память и подсказывает ответы на вопросы, которые почему-то упорно не хотят решаться днем.

Прежде чем рассказать о типах сна, следует остановиться на электроэнцефалограммах физиологического сна.

Электроэнцефалография - этап огромной важности для изучения сна и бодрствования. Первым исследователем, записавшим электрические потенциалы мозга, был мэр Ливерпуля лорд Ричард Катон. В 1875 году он обнаружил различие электрических потенциалов между двумя точками на скальпе кроликов и обезьян. В разработку этого метода вложили также свой талант и отечественные физиологи В.Я. Данилевский и В.В. Правдич-Неминский. Уже отмечалось, что первые электроэнцефалографические исследования на человеке провел психиатр из Иены Ганс Бергер, который обнаружил резкие различия между биотоками мозга во время сна и бодрствования. Выяснилось, что потенциалы мозга во время сна неоднородны и подвержены закономерной трансформации.

В 1937-1938 годах английские ученые Лумис, Хорвей, Хабарт, Девис сделали первую попытку систематизировать полученные кривые и описали пять электроэнцефалографических стадий сна. Сделали они это так добротно, что за последующие 15 лет в классификацию вносились лишь несущественные дополнения.

Согласно их классификации, первая стадия А характеризуется наличием доминирующего ритма покоя - альфа-ритма, соответствующего состоянию «расслабленного», «пассивного» бодрствования. Однако альфа-ритм становится неравномерным, амплитуда его снижается, периодически он исчезает. Вторая стадия В - дремота, поверхностный сон - характеризуется уплощенной картиной электроэнцефалограммы, исчезновением альфа-ритма и появлением на этом фоне нерегулярных медленных волн в тета- и дельта-диапазонах. Третья стадия С - сон средней глубины - характеризуется «сонными» веретенами волн средней амплитуды с частотой 12-18 в секунду. Четвертая стадия D - глубокий сон - появляются регулярные дельта-волны (две волны в секунду) высокой амплитуды (200-300 вольт), сочетающиеся с «сонными» веретенами. Пятая стадия Е - большее углубление сна - более редкая дельта-активность (одна волна в секунду) и еще большая амплитуда (до 600 вольт).

В дальнейшем делались попытки усовершенствовать эту классификацию за счет увеличения стадий и подстадий. Л.П. Латаш и А.М. Вейн, изучая стадии засыпания у некоторых групп больных с патологической сонливостью, подразделили стадию А на две подстадии, а стадию В на четыре. За каждой картиной биопотенциалов мозга стоят реальные физиологические механизмы. На основании данных ЭЭГ установлено, что физиологический сон заключается в постепенном переходе от поверхностной к средней глубине сна, а от средней к глубокой, после чего все постепенно возвращается к поверхностным стадиям и пробуждению. Сон - это подъем и спуск по лестнице. Скорость этого движения различна, и имеются индивидуальные особенности длительности пребывания на ступеньках, идущих от бодрствования ко сну и от сна к бодрствованию.

Два типа сна

Теперь вернемся к двум типам сна. Считается, что первое исследование, давшее толчок к открытию двух типов сна, сделал в 1953 году Юджин Азеринский - аспирант Клейтмана в Чикагском университете. Он заметил у детей периодически появляющиеся быстрые движения глаз, сопровождающиеся на электроэнцефалограмме быстрыми низковольтными ритмами (десинхронизация). Эти же явления установили другие ученые и на взрослых испытуемых. Так, во время физиологического сна периоды быстрых движений глаз - БДГ регистрируются 4-5 раз за ночь. Они впервые появляются через 60-90 минут после засыпания и следуют далее через такие же промежутки времени. Длительность первого периода БДГ бывает короткой (6-10 минут), постепенно периоды удлиняются, достигая к утру 30 минут и более. В эти периоды на ЭЭГ картина, характерная для бодрствования, наступает после глубоких стадий сна (Е) и к утру (на фоне стадий D или С).

Таким образом, было установлено, что ночной сон состоит из закономерных циклов, каждый из которых включает стадии В, С, D, Е и стадию десинхронизации с БДГ. Следовательно, речь уже идет о многократном подъеме и спуске по лестнице.

Циклы сна у людей различного возраста
А - дети; Б - молодые люди; В - люди среднего возраста: 1- бодрствование; 2 - быстрый сон; 3-6 - стадии медленного сна

На основании полученных данных фаза с десинхронизацией и БДГ была названа быстрым, или десинхронзированным, сном, так как в ней имеются быстрые ритмы. Таким образом, весь сон распался на медленный сон (стадии А, В, С, D, Е) и быстрый. У взрослых людей быстрый сон занимает от 15 до 25% времени всего сна. В онтогенезе он появляется рано и доминирует в первый период жизни.

В таблице показана нормальная длительность быстрого сна в различном возрасте, его удельный вес к продолжительности сна и по отношению к суткам в целом. Этот показатель очень важен, так как длительность сна индивидуума может создать неправильное впечатление об истинной длительности фазы быстрого сна.

Быстрый сон у человека

Ярко представленный в онтогенезе, быстрый сон поздно проявляется в филогенезе. Впервые его можно обнаружить у птиц - 0,1% сна, у млекопитающих он занимает от 6 до 30% сна. Некоторые обобщенные данные представлены в таблице.

Быстрый сон у человека и различных видов животных

Изучение быстрого сна показало, что хотя по своей электроэнцефалографической картине он может быть определен как поверхностный, пробудить в этот период спящего труднее, чем при медленном сне. Это дало право называть его «парадоксальным», или «глубоким», в отличие от уже известного «ортодоксального», или «легкого», сна. Мы считаем подобное определение неудачным, так как вряд ли может считаться парадоксальным сон, носящий физиологический характер и закономерно повторяющийся четыре-пять раз в течение каждой ночи.

В период быстрого сна человек видит сновидения. Это было доказано путем пробуждения испытуемых в различные фазы сна. Во время медленного сна отчеты о сновидениях встречались редко (7-8%), в быстром - регулярно (до 90%). Есть основание обозначить быстрый сон как сон со сновидениями, и даже, по мнению некоторых авторов, считать, что подобное функциональное психическое состояние и вызывает к жизни эту фазу сна.

Быстрый сон ярко представлен у новорожденных, у низших млекопитающих. У опосума он достигает 33% от общей продолжительности сна. В таких случаях вряд ли возможно говорить об оформленных сновидениях. Скорее всего быстрый сон по своим особенностям наиболее благоприятен для возникновения сновидений.

Характерная черта быстрого сна - изменения в скелетно-моторной системе. Мышечный тонус снижается во время сна, и это один из первых симптомов сна.

Три состояния нервной системы
А - бодрствование; Б - медленный сон; В - быстрый сон: 1 - движение глаз; 2 - электромиография; 3 - ЭЭГ сенсомоторной коры; 4 - ЭЭГ слуховой коры; 5 - ЭЭГ ретикулярной формации; 6 - ЭЭГ гиппокампа

Тонус мышц особенно сильно расслабляется в период быстрого сна (прежде всего мышцы лица), биопотенциалы мышц снижаются до нулевой линии. У человека и приматов этот сдвиг менее отчетлив, чем у других млекопитающих. Специальными исследованиями было показано, что изменения в мышцах обусловлены не уменьшением нисходящих облегчающих влияний, а активным усилением ретикулоспинальной нисходящей тормозящей системы.

На фоне расслабленного мышечного тонуса возникают движения различного характера. У животных - быстрые движения глаз, усов, ушей, хвоста, подергивания лап, лизательные и сосательные движения. У детей - гримасы, судорожные подергивания конечностей. У взрослых появляются подергивания конечностей, резкие движения тела, наконец, выразительные движения, отражающие характер переживаемого сновидения.

Для фазы быстрого сна очень характерны быстрые движения глаз - rapid eye movements. Это послужило основой для еще одного определения быстрого сна - РЕМ-сон.

Различия между быстрым и медленным видами сна четко выявляются при анализе сдвигов в вегетативной нервной системе. Если в периоды медленного сна наблюдается урежение дыхания, пульса, снижение артериального давления, то в быстром сне возникает «вегетативная буря»: регистрируется учащение и нерегулярность дыхания, пульс неритмичный и частый, артериальное давление повышается. Подобные сдвиги могут достигать 50% от исходного уровня. Существует предположение, что сдвиги связаны с интенсивностью сновидений и их эмоциональной окраской. Однако такое объяснение вряд ли достаточно, так как подобные отклонения имеют место у новорожденных и у низших млекопитающих, у которых предположить сновидения трудно.

В период быстрого сна выявлено также усиление гормональной активности. Приведенные данные свидетельствуют о том, что быстрый сон - совершенно особое состояние по сравнению с медленным сном и что оценка сна как однородного состояния в настоящее время несостоятельна.

Экспериментальные исследования также показали, что в реализации медленного и быстрого сна принимают участие различные формации мозга. Большой вклад в выяснение природы быстрого сна сделал французский физиолог Мишель Жуве. Он показал, что быстрый сон исчезает при локальном разрушении ядер ретикулярной формации, расположенных в варолиевом мосту. Этот отдел мозга называется ромбэнцефалоном и отсюда еще одно название этой стадии сна - «ромбэнцефалический» сон.

До сих пор крайне трудно определить место быстрого сна в системе сон - бодрствование. По целому ряду показателей эта фаза отражает более глубокий сон, в реализации которого принимают участие древние аппараты мозга, что послужило основанием для обозначения его как архео-сна. По другим показателям быстрый сон представлялся более поверхностным, чем медленный. Все это привело к тому, что некоторые исследователи даже предполагают выделить быстрый сон как особое третье состояние (бодрствование, медленный сон, быстрый сон).

(быстрого) сна настолько увлеклись исследованиями его парадоксов, что на медленную фазу сна никакого внимания не обращалось. Медленный сон воспринимался, как естественный фон для парадоксального сна.

Однако эта фаза сама заявила о себе и заставила задуматься о роли медленного сна в жизненно важных процессах человеческого организма.

Во время очередного эксперимента по лишению в течение нескольких ночей предутреннего быстрого сна экспериментаторы были удивлены тем, что в восстановительную ночь взять реванш желает самая глубокая стадия медленного сна – дельта-сон.

Значит, медленный сон и быстрый неотделимы и являются продолжением друг друга:

• синтез норадреналина, медиатора парадоксального сна, происходит в медленном сне;
• при разрушении ядер шва ствола мозга, содержащих серотонин, разлаживаются обе стадии сна.

Имея множество различий, они принадлежат к единой сбалансированной системе, их связывают химические, физиологические, функциональные и психические процессы .

Дремота своим ритмом напоминает быстрый сон и часто бывает наполнена полумыслями, а изредка настоящими сновидениями.

две-три ночи, проведенные под аккомпанемент подбуживаний звуком, снижают работоспособность физическую и умственную, дают ощущение усталости, замедляют быстроту реакций.

Этот результат говорит о главенствующей роли дельта-сна для физического и эмоционального восстановления.

На первый взгляд активность кожно-гальванических процессов и ночные кошмары, возникающие во время этой стадии, показывают не накопление, а расход энергии.

Однако за внешней картиной расходования энергии кроются восстановительные процессы. Они и объясняют оживление вегетатики, это идет в быстром сне.

Происходит глубинная психическая работа, в которой (как и при бодрствовании) принимают участие разведчики рассудка – эмоции, дающие не осознаваемую еще первую оценку любому впечатлению, любой мысли или воспоминанию, пришедшим в голову.

Где эмоции, там обязательно присутствует КГР.

Влияние дополнительных физических нагрузок на медленный сон

Молодые мужчины далекие от занятий спортом, занимавшиеся умственным трудом, в течение 120 минут упражнялись на велоэргометре. Дневные нагрузки почти не повлияли на структуру ночного сна. Вечерние нагрузки оказывали влияние заметное.