Сон составляет естественную часть 24-часового суточного цикла, в котором он чередуется с бодрствованием. Сознание во сне изменено, но вывести человека из этого состояния, то есть пробудить его, легко. Сон очень важен. Лишённый сна человек ощущает усталость, становится раздражительным и начинает видеть галлюцинации. Примерно треть жизни мы тратим на сон. Сон даёт возможность организму отдохнуть, а мозгу переработать полученную за день информацию.

Что же такое сон? От чего он возникает, почему так велика потребность в нём? Ответить на эти вопросы пытались не раз. В начале нашего века французские исследователи Р.Лежандр и А.Пьерон поставили опыты, из которых сделали вывод: причина сна - накопление в крови в течение дня гипнотоксина, или «яда сна». Швейцарский физиолог В.Гесс в 1931 выдвинул предположение о том, что существует особый «центр сна», так как в его опытах раздражение определённых участков мозга вызывало сон. Но очень многие наблюдения противоречили этим теориям. Так, например, сросшиеся близнецы, организмы которых обладали общим кровотоком, могли спать в разное время. Были и другие теории, которые не нашли научного подтверждения.

1 Что такое сон

В современной науке наиболее широкое признание получило учение о сне, разработанное И.П.Павловым и его последователями. Эксперименты показали, что и потребность во сне, и его физиология определяются, прежде всего, высшим отделом нервной системы - корой больших полушарий головного мозга, которая «держит в своём ведении все процессы, происходящие в теле». Нервные клетки, составляющие кору больших полушарий головного мозга, обладают самой высокой способностью отвечать на малейшие раздражения. Поступая из органов чувств в мозг из внешней и внутренней среды организма, эти раздражения возбуждают деятельность корковых клеток, и они посылают импульсы-распоряжения к исполнительным органам нашего тела (мышцам, железам и т.д.). Однако важнейшее биологическое свойство клеток мозга - высокая реактивность - имеет и обратную сторону: корковые клетки чрезвычайно хрупки и быстро утомляемы. Здесь в качестве средства самозащиты, предохраняющего эти нежные клетки от истощения и разрушения, выступает другой нервный процесс - торможение, задерживающее их деятельность.

Сон возникает в условиях, благоприятных для победы торможения над возбуждением. Усыпляющее действуют долго и ритмично повторяющиеся слабые и умеренные раздражения - тиканье часов, перестук колёс поезда, тихий шум ветра, монотонная речь, негромкое однообразное пение, - и полное отсутствие раздражений в окружающей среде. Например, прекращение шума, выключение света. Всё, что снижает работоспособность нервных клеток мозга, - утомление, истощение, перенесённое тяжёлое заболевание - повышает потребность во сне, увеличивает сонливость. В результате раздражений, падающих на мозг в течение дня, к вечеру развивается утомление, а с ним и желание спать - сигнал о настойчивом желании организма в отдыхе.

Изучение торможения показало, что оно не просто препятствует дальнейшей работе нервных клеток. Во время этого внешне пассивного состояния (именно только внешнее, ибо в это самое время внутри клетки 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.

Часть мозга, управляющая сном, называется ретикулярной формацией центрального ядра мозгового ствола. Нейроны в этой части головного мозга образуют сети соединений по всей центральной нервной системе. В этой части мозга доминируют три типа нейронов. Они выделяют нейротрасмиттеры норадренолин, допамин и серотонин. Считается, что серотонин способен производить в мозгу изменения, вызывающие сон. Другие вызывающие сон вещества обнаружены в крови, моче, цереброспинальной жидкости и мозговой ткани. К ним относятся DSIP, пептид, вызывающий дельта-волновой сон, и «вещество S», которое может вызывать медленный сон. Взаимодействие между этими веществами ещё не совсем понятно. В мозгу взаимодействуют две системы: система, вызывающая сон, и система пробуждения. Вторая может брать верх над первой.

Учёные, исследующие сон, наблюдают поведение человека во сне и регистрируют с помощью электроэнцефалографа колебания разности биоэлектрических потенциалов мозга, или так называемые волны мозга. При разном физиологическом состоянии - бодрствовании, активной умственной деятельности, дремоте или глубоком сне - волны мозга носят разный характер. Сноведения - это образы, возникающие в мозге во время сна. Возможно, они являются побочным эффектом работы мозга, который осмысляет впечатления прошедшего дня и закладывает их в память. Явления, возникающие во время сна, совершаются в определённом порядке и неоднократно повторяются. Засыпая, человек проходит через четыре фазы сна - от дремоты до глубокого (медленного) сна

1.1 Химическая теория

По этой теории во время бодрствования в клетках тела накапливаются легко окисляющиеся продукты, в результате наступает дифицит кислорода, и человек засыпает. По словам психиатра Э.Клапареда, мы засыпаем не оттого, что отравлены или устали, а чтобы не отравиться и не устать.

Гистологический анализ мозга собак, умерщвлённых после десяти дней без сна, показывает изменения формы ядер перамидных нейронов лобной коры. При этом кровеносные сосуды мозга окружены лейкоцитами и местами разорваны. Однако если перед умерщвлением собакам дать немного поспать, в клетках не обнаруживается никаких изменений.

По некоторым предположениям эти изменения вызываются особым ядом гипнотоксином. Состав, приготовленный из крови, спинномозговой жидкости или экстракта вещества головного мозга долго не спавших собак, впрыскивали бодрствующим собакам. Последние сразу же обнаруживали все признаки утомления и впадали в глубокий сон. В их нервных клетках появлялись те же изменения, что и в клетках, не спавших собак. Однако в чистом виде выделить гипнотоксин так и не удалось. Более того, этой теории противоречат наблюдения П.К.Анохина над двумя парами сиамских близнецов с общей системой кровообращения. Если сон вызывается веществами, переносимыми кровью, то близнецы должны засыпать одновременно. Однако в таких парах возможны ситуации, когда одна голова спит, а другая бодрствует.

Химическая теория не может также ответить на ряд вопросов, например, почему ежедневное отравление продуктами усталости не приносит организму никакого вреда? Что происходит с этими веществами при бессоннице? Почему новорожденный младенец практически всё время спит?

1.2 Сон как торможение

Согласно И.П.Павлову, сон и внутреннее торможение по своей физико-химической природе являются единым процессом. Различие между ними состоит в том, что внутреннее торможение у бодрствующего человека охватывает лишь отдельные группы клеток, в то время как при развитие сна торможение широко иррадиирует по коре больших полушарий, распространяясь на ниже лежащие отделы мозга. Такое разлитое торможение коры и подкорковых центров обеспечивает их восстановление для последующей деятельности. Сон, развивающийся под воздействием тормозных условных раздражителей, И.П.Павлов назвал активным, противопоставляя ему пассивный сон, возникающий в случае прекращения или резкого ограничения притока афферентных импульсов в кору больших полушарий.

2 Современные представления о природе сна

Физиологическая роль сна и его отдельных стадий до конца не определена. В настоящее время большинство существующих гипотез относительно функционального значения сна можно свести к трём основным подходам: 1) энергетическому или компенсаторно-восстановительному, 2) информационному, 3)психодинамическому.

2.1 Энергетическое значение сна

Согласно первому, во сне происходит восстановление энергии, затраченной во время бодрствования. Особенная роль при этом отводится 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.

Выделены морфологические образования, имеющие отношение к регуляции сна. Так, ретикулярная формация управляет начальным этапом сна. Гипногенная зона, находящаяся в передней части гипоталамуса, также оказывает регулирующие влияние на функции сна и бодрствования. Периферические гипногенные зоны расположены в стенках сонных артерий. Итак, в организме существует целый ряд гипногенных зон. Механизм наступления сна и пробуждения от сна сложен, и вероятно, имеет определённую иерархию.

П.К.Анохин придавал 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 гипоталамусу «выключать» активизирующее воздействие ретикулярной формации. При снижении восходящего потока возбуждения, человек засыпает.

2.2 Информационное значение сна

Информационный подход исходит из того, что сон это результат уменьшения сенсорного притока к ретикулярной формации. Последнее влечёт за собой включение тормозных структур. Высказывалась 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.

В контексте информационного подхода решающее значение придаётся понятию синхронизации в работе мозговых структур. При утомлении синхронизация нарушается. Эталоном для создания оптимальной согласованности ритмов служит «модель потребного биоритмического фонда», создающаяся во время бодрствования на основе врождённой программы поведения и приходящих из вне сигналов. Для создания этой модели нужна внешняя информация. В сновидениях, возможно и отражается этот процесс упорядочения биоритмических отношений между мозговыми структурами. При этом, возможно, что в быстром сне происходит активизация работы тех нейронов, которые функционировали днём.

В логике информационного подхода сформулирована и гипотеза И.Н.Писарева (1994). Согласно этой теории, мозг во сне продолжает выполнять привычную для него деятельность по переработке информации. При этом те структуры мозга, в бодрствующем состоянии обрабатывают информацию, поступающую от органов чувств, во сне настраиваются на восприятие и обработку информации, идущей от внутренних органов.

По мнению известного психоневролога А.М.Вейна (1991), информационный подход не противоречит энергетической концепции восстановления, ибо переработка информации во сне не подменяет собой переработку во время бодрствования, а дополняет её. Восстановление в самом широком значении этого слова - это не покой и пассивное накопление ресурсов, но прежде всего своеобразная мозговая деятельность, направленная на реорганизацию воспринятой информации.

2.3 Психодинамическое значение сна

Психодинамический подход иллюстрирует теория А.М.Вейна, согласно которой существуют иерархическая построенная, целостная мозговая система, поддерживающая уровень бодрствования. В неё входят: ретикулярная активирующая система, поддерживающая уровень бодрствования; синхронизирующие аппараты, ответственные за медленный сон, и ретикулярные ядра варолиева моста, ответственные за быстрый сон. Между этими структурами осуществляется динамическое взаимодействие, результат которого определяет итоговую направленность состояния организма - в сторону бодрствования или сна. В этой же системе направленность состояния организма координируется с деятельностью вегетативной и соматической систем, и получает свой эквивалент в виде субъективно переживаемого психического состояния.

3 Фазы сна

3.1 Медленный сон

При засыпании альфа-ритмы - мозговые волны, характерные для взрослого, находящегося в бодром состоянии с закрытыми глазами, плавно сменяются медленными волнами. По мере углубления сна постепенно замедляется частота мозговых волн и увеличивается их амплитуда. Достижение глубокого сна занимает 30-40 минут, после чего процесс оборачивается вспять, занимая столько же времени для возвращения в стадию лёгкого сна. В течении этой фазы постуральные мышцы сохраняют тонус, а скорость сердцебиения и дыхания замедляется незначительно.

3.2 Быстрый сон

Существует целый ряд теорий и гипотез о природе и значении парадоксального сна. В отличие от медленного сна, быстрый сон имеет ярко выраженную активную природу. Парадоксальный сон запускается из чётко очерченного центра, расположенного в задней части мозга, в области варолиевого моста и продолговатого мозга. Во время этой стадии сна клетки мозга чрезвычайно активны, но процесс передачи информации от органов чувств в мозговые центры, а также от них в мышечную систему блокирован.

Ряд исследователей считает, что это периоды восстановления клеток, другие полагают, что быстрый сон играет роль «предохранительного клапана», позволяющего разряжаться избытку энергии, пока тело полностью лишено движения; по мнению третьих, быстрый сон способствует закреплению в памяти информации, полученной во время бодрствования. Некоторые исследования указывают даже на тесную связь между высоким уровнем интеллектуального развития и большой общей продолжительностью периодов парадоксального сна у многих людей.

Очень привлекательной выглядит гипотеза Жуве, согласно которой в быстром сне в нейрологическую память передаётся наследственная, генетическая информация, имеющая отношение к организации целостного поведения.

Сам быстрый сон можно разделить на две стадии. На фоне сплошной десинхронизации, длящейся от 5 до 20 секунд и сопровождающейся быстрыми движениями глаз, начинается бурное развитие тета-ритма, генерируемого гиппокампом. Это эмоциональная стадия быстрого сна. Затем тета-ритм ослабевает, а тем временем в новой коре, особенно в её сенсомотороной области, усиливается альфа-ритм. Затем ослабевает альфа-ритм, и в гиппокампе вновь нарастает тете-ритм. Обе стадии чередуются во время сна несколько раз, причём первая всегда длиннее второй. Усилению тета-ритма в быстром сне сопутствуют те же вегетативные явления, которыми и сопровождается насыщенное сильными эмоциями напряжённое бодрствование.

Во время этой фазы сна электроэнцефалограмма (ЭЭГ) показывает график мозговых волн, сходный с состоянием бодрствования. Дыхание и сердцебиение, кровяное давление подвержены нерегулярным изменениям.

В течение 7-8 часового сна мозг проходит циклы глубокого сна, длящиеся в среднем от 30 до 90 минут, за которыми следуют 10-15 минутные эпизоды быстрого сна. К концу ночи, если человека не тревожить, продолжительность медленного сна уменьшается, а количество эпизодов быстрого сна увеличивается.

В целом можно заключить, что главной функцией медленного сна является восстановление гомеостаза мозговой ткани и оптимизация управления внутренними органами. Хорошо известно также, что сон необходим для восстановления физических сил и оптимального психического состояния. Что же касается парадоксального сна, то считается, что он облегчает долговременное хранение информации и её считывание.

4 Сновидения

Сновидения занимают в среднем два часа ночного сна, длящегося семь с половиной часов. Сны видят все, но многие люди не запоминают своих снов. Если спящего разбудить во время быстрого сна, он вспомнит очень яркий сон. Если его разбудить через пять минут после окончания периода быстрого сна, у него останется лишь мутное воспоминание сновидения, а если его разбудить через десять минут, он ничего не вспомнит.

В племенных обществах древнего мира и во всех цивилизациях, включая современную, задумывались о значении сновидений, и содержание снов считалось существенным в интерпретациях прошлых и текущих событий, а также предсказании будущего. На протяжении XX столетия психологи пытались найти научное объяснение сновидений.

Нередко во сне мы видим самые неожиданные, иногда забавные, порой страшные, а то и нелепые картинки и события. Проснувшись, мы удивляемся тому, что увидели во сне. Некоторые, припоминая увиденное, усматривают в нём какой-то загадочный, может быть пророческий смысл, и пытаются найти ему истолкование.

Суеверное представление о «вещих» снах очень старо. Ещё в древние времена причудливые образы, видимые во сне, будоражили воображение людей. В самом деле, как это объяснить? Человек провёл всю ночь на своём ложе, а на утро, проснувшись, рассказывает, что он только что побывал в лесу, в котором когда-то бродил с людьми своего племени, что он разговаривал с давно умершими родными и охотился с ними на невиданных птиц и зверей.

Невежественные и беспомощные перед силами природы, наши далёкие предки создавали различные магические обряды, гадания, предсказания и заклинания. Сновидения, в которых будто бы скитающаяся душа спящего встречается с душами умерших людей, с духами растений и животных, они считали ключом к тайнам будущего, позволяющего заранее узнать волю богов. По сновидениям старались угадать, удачной ли будет охота, когда начинать битву с враждебным племенем и благоприятно ли место, избранное для жилья.

Гадания и предсказания по снам были распространены в Египте и Индии, в античной Греции и Риме. В прошлом веке многие тёмные люди пользовались толкователями снов - «сонниками».

Передовые учёные давно уже высказывали мысли о том, что в сновидениях нет ничего загадочного, что они представляют собой результат оживления во сне реально пережитого.

Основатель психоанализа австриец Зигмунд Фрейд предполагал, что сновидения символизируют бессознательные потребности и беспокойства человека. Он утверждал, что общество требует от нас подавлять многие из наших желаний. Мы не можем воздействовать на них и порой вынуждены скрывать их от самих себя. Это нездоровое и подсознательное стремление обрести равновесие, представить свои желания сознательному разуму в виде снов, находя, таким образом, выход подавляемым потребностям.

Швейцарский коллега Фрейда - Карл Густав Юнг видел различные образы сновидений как полные значения символы, каждый из которых может быть по-разному интерпретирован в соответствии с общим контекстом сна. Он верил, что в состоянии бодрствования подсознание воспринимает, интерпретирует события и опыт и учится по ним, а во время сна сообщает это «внутреннее» знание сознанию посредством системы простых визуальных образов. Он попытался классифицировать образы сновидений по их символическому значению. Он верил, что символы в системе образов сновидений присущи всему человечеству, что они были сформулированы в течение эволюционного развития человеческого мозга и передавались через поколение по наследству.

Лучше всего этот взгляд выразил И.М.Сеченов, назвавший сновидения «небывалой комбинацией бывалых впечатлений».

Полностью постичь внутренний механизм, физиологию сновидений помогло учение о Высшей Нервной Деятельности, и в частности раскрытие особенностей процесса торможения. Опыты показали, что переход нервной клетки из состояния возбуждения к полному торможению и обратно, совершается через ряд промежуточных, так называемых гипнотических фаз. Когда сон глубок, сновидений не бывает, но если по тем или иным причинам сила тормозного процесса в отдельных клетках или участках ослабевает и полное торможение сменяется одной из переходных фаз, мы видим сны. Особенно интересна парадоксальная фаза. Находящиеся в этой фазе клетки отвечают на слабые раздражения значительно сильнее, чем на сильные, а иногда на последние и вовсе перестают отвечать. Для находящихся в парадоксальной фазе корковых клеток полустёршийся отпечаток давнего переживания или впечатления может сыграть роль слабого раздражителя, и тогда казавшееся давно забытым пробудит в нашем мозге красочный и волнующий образ, который мы видим будто наяву.

На фоне различного торможения во время на нередко ярко вспыхивают те тлеющие в нашем мозге возбуждения, которые связаны с желаниями и стремлениями, настойчиво занимающими нас в течение дня. Этот механизм, который физиологи называют оживлением дремлющих доминант, лежит в основе тех нередких сновидений, когда мы видим реально исполнившимся то, о чём на яву лишь мечтаем.

5 Гипнотический сон

Одна из разновидностей сна - состояние гипноза. Многие тысячелетия гипноз был необъяснимым явлением и порождал у людей суеверия и ложные представления. История изучения и применения гипноза насчитывает много имён врачей и учёных, которые не побоялись тумана и мистики, обмана и заблуждений, долго окутывавших гипноз, и помогли исследованиями поставить на службу здоровью людей.

Знаменитый парижский психиатр и невропатолог Шарко (1825-1893) рассматривал гипноз как патологическое явление у людей, склонных к истерии. Истерия является одним из видов невроза, в котором больные или впадают в состояние, подобное гипнотическому трансу, или получают параличи, или у них нарушается функция органов чувств - всё это является результатом самовнушения и может быть вылечено в течение одного сеанса психотерапии. Есть много здоровых людей, которых трудно, а то и невозможно ввести в состояние гипноза в обычных условиях. И всё же отсутствие внушаемости не патологическое явление. Известны случаи, когда в неожиданных ситуациях человек становится «как загипнотизированный». Например, ребёнок едет на велосипеде и вдруг неожиданно оказывается перед каким-то препятствием, и, вместо того чтобы обогнуть, он смотрит на препятствие и едет прямо на него. Такое «оцепенение» в опасных ситуациях наступает у взрослых. Это аналогично акинезии у животных и должно считаться нормальным явлением.

Полное научное объяснение гипноза было дано в работах И.П.Павлова и его последователей. Павлов говорил о том, что гипноз - это разлитое запредельное торможение коры головного мозга вследствие сильного раздражителя. Отсюда сходство гипнотического сна с нормальным, при котором также имеется разлитое торможение. Торможение наблюдается и в случаях гипноза животных. И.П.Павлов в своих экспериментах показал, что слабые и повторяющиеся индифферентные раздражители через определенное время также приводят к торможению и засыпанию. Классическим примером этого служат студенты, дремлющие во время скучной и монотонной лекции. Словесное внушение расслабления и сна также связано с торможением, при этом остаются зоны повышенной возбудимости, воспринимающие голос и приказы гипнотизера.

Объяснения, данные Павловым, открыли дорогу к научному изучению гипноза. Не нужна никакая энергия «особого вида» и обмен этой энергией между гипнотизером и гипнотизируемым. Всё дело в соотношении процессов возбуждения и торможения. Изучая фазы сна, И.П.Павлов открыл, что в так называемой уравнительной фазе засыпания, но еще не глубокого сна, лёгкие и сильные раздражители действуют одинаково эффективно. Во время парадоксальной фазы сна слабые раздражители (например, слова) действуют сильнее, а сильные (например, боль) - слабее. Это объясняет, почему слова, произнесённые шёпотом, оказывают такой сильный эффект на гипнотизируемого.

Наблюдения показывают, что с помощью гипноза можно изменять ряд вегетативных функций, таких, как частота пульса, величина артериального давления и т.д. Имеются факты, когда под действием гипноза исчезали болевые ощущения. В современной медицине гипноз используется для обезболивания пациентов, не переносящих наркоза. Последователи йоги с помощью самогипноза могут привести себя в состояние минимальной жизни, при котором частота дыхания составляет один раз в одну или несколько минут, понижен обмен веществ, температура тела становится намного ниже жизненной нормы.

Заключение

У людей и животных сон и бодрствование ритмично сменяют друг друга. О том насколько сон необходим для жизнедеятельности, можно судить хотя бы по тому, что полное лишение сна люди и животные переносят гораздо тяжелее, чем голодание, и очень скоро гибнут.

При спокойном сне тело спящего неподвижно, глаза закрыты, мышцы расслаблены, дыхание замедленно, контакт с окружающим отсутствует, но во всех частях, органах и системах организма в это время совершаются активные, жизненно важные процессы, способствующие его самообновлению. После примерно десяти дней полного отсутствия сна наступает смерть. По-видимому мы спим не только потому, что наше тело нуждается в отдыхе. Для этого достаточно было бы просто полежать. На самом деле в течение сна тело регулярно шевелится, чтобы предотвратить затекание мышц. Если мы не спим несколько дней подряд, автоматически процессы в нашем организме могут продолжать функционировать достаточно ровно. Видимо, мозг также способен адаптироваться к периодам без сна, длящимся 2-3 дня. Но со временем недостаток сна приводит к раздражительности, галлюцинациям и помешательству. Мозг во время сна не отдыхает. Некоторые нейроны, правда, дезактивируются при этом, но зато в дело вступают другие. Деятельность мозга продолжается.

Полагают, что одна из функций сна - позволить произойти переменам в мозгу, чтобы включились механизмы обучения и запоминания. Кроме того, кажется, что наши ощущения физической усталости создаются мозгом ввиду его нежелания продолжать управлять телом.

Традиционно считается, что потребность во сне уменьшается с возрастом, и что люди старше 65 лет спят в среднем не более пяти с половиной часов. Однако исследования показывают, что потребность во сне остаётся постоянной со времени наступления половой зрелости. Продолжительность сна не связана ни с полом, ни с физической активностью, ни с диетой, ни с интеллектом. Это глубоко личная характеристика, связанная, возможно, с детскими привычками или психологией.

Многие с сожалением говорят, что на сон приходится тратить около трети жизни. Но это напрасное огорчение. Ведь только благодаря сну мы можем каждый день с новыми силами успешно работать и активно отдыхать - читать, играть в подвижные игры, заниматься спортом и так далее.

Список использованных источников

1 Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. - СПб.: Высшая школа, 2002.

2 Вейн А.И., Хехт К. Сон человека. Физиология и патология. - М.: Медицина, 1989.

3 Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. Методики и основные эксперементы по изучению мозга и поведения. - М.: Высшая школа, 1991.

4 Воронин Л.Г. Курс лекций по высшей нервной деятельности. М.: Высшая школа, 1975

5 Симонов П.В. Лекции о работе головного мозга. М.: ИП РАН, 1998.