Александр Вейн - Бодрствование и сон

В специальном разделе будет показано, что в период сна осуществляется активная психическая деятельность, проявление которой невозможно при заторможенном состоянии нейронов. Однако окончательный ответ пришел со стороны экспериментаторов, изучавших деятельность отдельных нейронов в состоянии сна и бодрствования. Работы электрофизиологов показали, что во время сна не отмечается количественного преобладания заторможенных нейронов над возбужденными. Многие нейроны даже усиливают спонтанную активность во сне, активность других уменьшается. Возбудимость корковых нейронных систем в проекционных зонах коры возрастает. Эти данные являются прямым доказательством того, что разлитого торможения во время сна не существует. Так постепенно сложились представления о наличии в мозгу активирующих и синхронизирующих аппаратов, сочетание активной деятельности которых и обеспечивает смену и поддержание бодрствования и сна.

Казалось, что основные камни современной теории уже заложены и остается заняться лишь углублением и уточнением этих положений. Однако в начале 50-х годов были получены факты, вновь заставившие отказаться от сформировавшихся взглядов.

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 г. 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 (рис. 5).

Рис. 5. Электроэнцефалограмма стадий сна

I — расслабленное бодрствование; II — дремота; III — сон средней глубины с «сонными» веретенами; IV — глубокий сон

В 1937—1938 гг. 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 B —дремота, поверхностный сон — характеризуется уплощенной картиной электроэнцефалограммы, исчезновением альфа-ритма и появлением на этом фоне нерегулярных медленных волн в тэта- и дельта-диапазонах. Третья стадия C — 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 E — 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 под стадий. Л. П. Латаш и А. М. Вейн, изучая стадии засыпания у некоторых групп больных с патологической сонливостью, подразделили стадию А на две под стадии, а стадию 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. На рисунке представлены электроэнцефалографические ритмы на различных стадиях сна (рис. 6).

Рис. 6. Кривая стадий сна

1 — стадии сна; 2 — движения тела; 3 — движения глаз; 4 — храп

Теперь вернемся к двум типам сна. Считается, что первое исследование, давшее толчок к открытию двух типов сна, сделал в 1953 г. 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, О, Е и стадию десинхронизации с БД Г. Следовательно, речь уже идет о многократном подъеме и спуске по лестнице (рис. 7). 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.

Рис. 7. Циклы сна у людей различного возраста

А — дети; В — молодые люди; В — люди среднего возраста: 1 — бодрствование; 2 — быстрый сон; 3—6 — стадии медленного сна

В табл. 1, составленной по данным литературы, 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.