Нейрофизиологические механизмы сна

 

Московский  государственный гуманитарный университет  имени М. А. Шолохова. 

Факультет: Дефектологический.

Специальность: Специальное (дефектологическое) образование. 

Реферат  

Тема: «Нейрофизиологические механизмы сна».

             

Выполнил:

 Студентка  1-ого курса Дефектологического факультета

 Лысенкова Виктория Дмитриевна 

Доцент:

ФИО, (указать  ученую степень, ученое звание)

подпись___________________ 
 
 
 
 
 

Москва

2011г. 
 
 
 

Сон - состояние, периодически возникающее у человека и других теплокровных животных, при котором прерывается двигательная и сенсорная активность. Во время сна снижается чувствительность, расслабляются многие мышцы, заторможены рефлексы. Сон отличается от сноподобных состояний – комы, наркоза, спячки или гипноза – тем, что он наступает под действием внутренних, а не внешних факторов, и при нем сохраняется способность к пробуждению. 

Функции сна:

1)Сон обеспечивает  отдых организма.

2)Способствует  переработке и хранению информации. Сон (особенно медленный) облегчает  закрепление изученного материала,  быстрый сон реализует подсознательные  модели ожидаемых событий.

3)Сон восстанавливает  иммунитет путём активизации  T-лимфоцитов, борющимися с простудными  и вирусными заболеваниями. 

Необходимая продолжительность  сна

Продолжительность сна обычно составляет 6—8 часов  в сутки, но возможны изменения и  довольно в широких границах (от 4 до 10 часов). Новорожденный спит около 20-ти ч в сутки, в возрасте 6-ти месяцев-около 15-ти часов.  Естественная потребность во сне с годами уменьшатся.  Средняя продолжительность сна у детей 2-ух лет составляет- 12 часов, 9-ти лет-10часов, 13-15лет- 9ти часов и к 16-19 – около 8-ми часов в сутки.

Длительность  сна менее  5-ти  часов  или  нарушение физиологической структуры, считаются факторами риска бессонницы.

Лишение сна  является очень тяжёлым испытанием. В течение нескольких дней сознание человека теряет ясность, он испытывает непреодолимое желание уснуть, периодически «проваливается» в пограничное  состояние со спутанным сознанием.

Сон представляет собой особое состояние сознания человека, включающее в себя ряд  стадий, закономерно повторяющихся  в течение ночи. Появление этих стадий обусловлено активностью  различных структур мозга. 
 

Фазы  сна.

Медленный сон, в свою очередь, состоит из отдельных  стадий. Они обозначаются как 1-я, 2-я, 3-я и 4-я стадии. Быстрый сон  не делится на отдельные стадии и  рассматривается как единая фаза.

У человека 1-я  стадия связана с процессом засыпания. В это время происходит модификация  альфа-ритма на ЭЭГ. В состоянии расслабленного бодрствования выявляется альфа-ритм с частотой 8–12 циклов в секунду. По мере засыпания альфа-волны постепенно исчезают, уступая место низкоамплитудной высокочастотной активности. БДГ при этом отсутствуют.

Переход от бодрствования  ко сну сопровождается многократным ощущением уплывания, часто прерывающегося внезапным вздрагиванием, которое вновь пробуждает человека. Это внезапное вздрагивание называют миоклоническим подергиванием. Значение такого подергивания неизвестно, но полагают, что оно может быть реакцией активации на значимый, хотя и слабый внешний раздражитель.

Первая стадия быстро переходит во вторую. В этот момент на ЭЭГ обычно регистрируются вспышки активности частотой 12–16 циклов в секунду («сонные веретена»), которые чередуются с фоновой низкоамплитудной активностью. Для 3-й стадии характерно наличие на ЭЭГ высокоамплитудных медленных волн частотой 1–3 цикла в секунду, иногда сочетающихся с «сонными веретенами». В 4-й стадии не менее половины времени доминируют высокоамплитудные медленные волны.

Фаза с БДГ, помимо быстрых движений глаз, отличается характерной картиной ЭЭГ – низкоамплитудной быстрой активностью, которая во многом напоминает ЭЭГ у человека, находящегося в состоянии активного  бодрствования.

Структура сна.

У людей молодого возраста по мере того, как они засыпают, появляется начальная (или нисходящая) 1-я стадия. Затем 2-я, 3-я и 4-я стадии последовательно сменяют друг друга. После этого следует обратный переход от 4-й стадии через 3-ю  и 2-ю в фазу быстрого сна. Она переходит  в 2-ю стадию, затем наступают 3-я, 4-я, 3-я, 2-я стадии и, наконец, опять  появляется фаза с БДГ. Этот цикл, начинающийся со 2-ой стадии и кончающийся фазой  с БДГ, регулярно повторяется  в течение всей ночи. Исключение составляют лишь более поздние, предутренние циклы, которые обычно не включают 4-ю  стадию – сон углубляется лишь до 3-й стадии, после чего следуют 2-я стадия и фаза быстрого сна. (картинка «Стадии сна») 
 
 
 

Нейрохимия.

Наступление сна  и его отдельных стадий связано  с деятельностью сложной сети нервных структур, которая функционирует  с помощью различных нейромедиаторных систем .

 Активность  структур головного мозга, использующих  в качестве нейромедиатора серотонин, оказывает значительное влияние на возникновение и поддержание сна без БДГ, а также определяет переход к сну с БДГ. Другая, адренергическая система, состоящая из нейронов, продуцирующих адреналиноподобные вещества норадреналин и дофамин, инициирует, как полагают, тонический и фазовый компоненты сна с БДГ. Тонический компонент, выявляемый на ЭМГ как снижение параметров мышечной активности, включает расслабление лицевых мышц, а к фазовому компоненту относятся перемежающиеся вспышки быстрых движений глаз.

Во время сна  содержание кортикостероидов (гормонов надпочечников) в крови и моче повышается, достигая пика во второй половине ночи, когда преобладает сон с  БДГ. Выявляется также тесная связь  между 24-часовым циклом сна-бодрствования  и секрецией некоторых гормонов гипоталамо-гипофизарной системы (гипоталамус  и гипофиз – структуры мозга, расположенные у его основания). Существенно, что эти гормоны  регулируются теми же биогенными аминами (серотонином, норадреналином, дофамином), что и нейронные механизмы, ответственные за сон с БДГ или без БДГ. Гормон роста секретируется в течение первых двух часов сна, преимущественно во время 3-й и 4-й стадий. Содержание пролактина (как у мужчин, так и у женщин) достигает пика в последние один-два часа сна.

Секреция лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в разные фазы сна меняется с возрастом. До половой зрелости уровень ЛГ у детей остается в течение суток неизменным, тогда как после наступления половой зрелости периодическая секреция ЛГ происходит лишь во время сна, а не в период бодрствования. У взрослых мужчин как ЛГ, так и ФСГ секретируются на протяжении суток периодически с некоторым увеличением уровня ЛГ к концу сна, когда доминирует сон с БДГ.

Нейроанатомия.

В настоящее  время известно, что активность клеток коры, выявляемая на Электроэнцефалограмме, и состояние бодрствования поддерживаются восходящей ретикулярной активирующей системой (ретикулярной формацией). К данной системе относятся структуры ствола мозга, к которым подходят ответвления чувствительных нервных трактов, идущих от спинного мозга к коре. Однако точный механизм, вызывающий сон, пока не установлен. Опыты на животных с повреждением отдельных участков мозга показывают, что в нем имеются определенные структуры, индуцирующие сон и тормозящие ретикулярную систему. Они располагаются в подкорковых областях, включая верхний отдел ствола мозга (мост), нижние его отделы, а также преоптическую область гипоталамуса. В других аналогичных исследованиях было показано, что сон с БДГ и сон без БДГ связаны с деятельностью разных структур. Так, повреждение дорсолатеральной области покрышки моста подавляет только сон с БДГ, но не влияет на сон без БДГ.

Как выяснилось, для возникновения сна с БДГ  необходима одна из структур моста, а  именно каудальное ретикулярное ядро(находится ниже ромбовидной ямки в каудальном отделе продолговатого мозга). Разрушение его у экспериментальных животных приводит к выпадению у них этой фазы сна. Другая структура мозга – т.н. голубое пятно(участок голубоватого цвета в верхнебоковой части ромбовидной ямки ствола головного мозга (Отвечает за физиологическую реакцию на напряжение и тревогу) – по-видимому, ответственна за появление движений глаз во время сна с БДГ.

1.         Структуры, обеспечивающие развитие медленного сна:

• Передние отделы гипоталамуса (преоптические ядра).
• Неспецифические ядра таламуса.
• Ядра шва (содержат тормозной медиатор серотонин).
• Тормозной центр Моруцци (средняя часть моста).

2.         Центры быстрого сна:

• Голубое пятно.
• Вестибулярные ядра продолговатого мозга.
• Верхнее двухолмие среднего мозга.
• Ретикулярная формация среднего мозга (центры БДГ).

3.         Центры, регулирующие цикл сна:

• Голубое пятно (стимуляция — пробуждение).
• Отдельные участки коры больших полушарий.

 
 
 

ХАРАКТЕРИСТИКИ  СНА

Сновидения.

Одним из кардинальных открытий в области исследования сна был тот факт, что в 80% случаев  о сновидениях рассказывали люди, разбуженные в фазе с БДГ. Те же люди, которых будили в фазе без  БДГ, редко рассказывали о сновидениях. Психическая активность, о которой  вспоминали люди, разбуженные во время  сна без БДГ, была скорее похожа на мысли, чем на сон, потому что в  ней отсутствовали характерные для сновидений живые картины, связанные с собственным опытом.

Поскольку сон  с БДГ циклически возникает на протяжении ночи у всех людей, те люди, которые заявляют, что никогда  не видят снов, скорее всего, просто не в состоянии их вспомнить. Сон  с БДГ возникает не под действием  каких-либо внутренних или внешних  стимулов – он генерируется внутренними  механизмами в какой-то момент цикла  продолжительностью около 90 мин. Но если раздражитель действует во время  сна с БДГ, он может найти отражение  в содержании сновидения.

Другие исследования показали, что о своих снах лучше  рассказывают люди, которых разбудили  во время сна с БДГ во второй половине ночи. Отчет о сновидении зависит и от того, как будили человека – внезапно или постепенно, а также от того, на какой период по отношению к сну с БДГ  приходится пробуждение. При постепенном  пробуждении рассказ бывает более  абстрактным и менее ярким. Кроме  того, запоминание сна снижается  прямо пропорционально времени, прошедшему от конца фазы сна с  БДГ до пробуждения.

Глубина сна 

Определяется прежде всего двумя факторами: стадией сна и временем ночи. Наиболее глубокий сон, характеризующийся самым высоким порогом пробуждения, наблюдается во время 4-й стадии – именно в этот период человека труднее всего разбудить. Во время сна с БДГ порог пробуждения наиболее низок, а потому этот сон и легче всего прервать. Однако следует заметить, что не все раздражители одинаково способствуют пробуждению во время сна с БДГ. Что касается времени ночи, то человека труднее разбудить на любой стадии сна в начале ночи, чем на той же стадии во второй половине ночи.

Физиология.

Во время сна  без БДГ снижается скорость метаболических процессов, падает мышечный тонус, уменьшаются температура тела и головного мозга, частота сердечных сокращений и дыхания. Во время сна с БДГ, как правило, происходит ускорение физиологических и метаболических процессов, что проявляется весьма разнообразно. Частота пульса и дыхания, а также кровяное давление подвергаются во время сна с БДГ значительным колебаниям, а температура мозга, потребление кислорода и общая активность нервных клеток возрастает. Контрастом к этому повышению функциональной активности является выраженное снижение мышечного тонуса во время сна с БДГ. В эти же периоды часто происходит эрекция полового члена, которая начинается и прекращается синхронно с их началом и окончанием. 
 

РАССТРОЙСТВА  СНА

Снохождение и ночные страхи

связаны с нарушением активации и чаще всего возникают  в начале ночи, когда превалируют 3-я и 4-я стадии. Оба эти расстройства обычно продолжаются всего несколько  минут. При снохождении человек  нередко блуждает вокруг одного и  того же места, на его лице написано смятение, а действия некоординированны. Ранее было распространено мнение, что лунатик как бы проигрывает свои яркие сны, но снохождение обычно возникает во время сна без БДГ.

Ночные страхи сопровождаются пронзительным криком, двигательным и вегетативным возбуждением. Резко возрастает частота сердечных  сокращений, иногда человек с безумным видом, крича, стремительно выбегает из комнаты. Дети обычно полностью забывают эти эпизоды, а у взрослых сохраняются  лишь фрагментарные воспоминания. Оба  типа расстройств чаще отмечаются в  детстве и, вероятно, связаны с  задержкой созревания центральной  нервной системы.