Стадии сна

Некоторые легко пробуждаются ото сна, некоторым проснуться трудно. В начавшемся в 30-х годах исследовании (Loomis, Harvey & Hobart, 1937) была создана чувствительная методика для измерения глубины сна, а также определения моментов появления сновидений (Dement & Kleitman, 1957). В этом исследовании использована система, измеряющая электрические изменения на коже черепа, вызванные спонтанной активностью мозга во время сна, а также система регистрации движений глаз при сновидениях. Графическая запись электрических изменений, или мозговых волн, называется электроэнцефалограммой, или ЭЭГ (рис. 6.1, 6.2). На ЭЭГ отражается быстро меняющийся усредненный электрический потенциал тысяч нейронов, лежащих на поверхности коры под электродом; это довольно грубый способ измерения активности коры, но он оказался очень полезным для исследований сна.

Рис. 6.1. Расположение электродов при изучении электрофизиологии сна.На схеме показано, как крепятся электроды к голове и лицу испытуемого в типичном эксперименте со сном. Электроды на коже черепа (1) регистрируют паттерны мозговых волн. Электроды около глаз испытуемого (2) регистрируют движения глаз. Электроды у подбородка (3) регистрируют тонус и электрическую активность мышц. Нейтральный электрод на ухе (4) замыкает цепь усилителя (5), с помощью которого ведется графическая запись различных паттернов.

Рис. 6.2. Электрофизиологическая активность во время сна.Показаны записи ЭЭГ во время бодрствования и различных стадий сна. Стадия бодрствования (расслабление с закрытыми глазами) характеризуется наличием альфа-ритма (8-12 герц). Стадия 1 — это, в сущности, переход от бодрствования к более глубоким стадиям сна. Стадию 2 отличает присутствие «сонных веретен» (коротких вспышек волн 12-16 герц) и К-комплексов (резких подъемов и падений в паттерне мозговой волны). На стадиях 3 и 4 отмечается присутствие дельта-волн (1-2 герца), и единственное, чем они отличаются, — это количество обнаруженных дельта-волн. Когда от 20 до 50% записи содержит дельта-волны, считается, что это стадия 3; когда более 50% — стадия 4.

Из анализа паттернов мозговых волн следует, что сон включает пять стадий: четыре с разной глубиной сна и пятая стадия, известная как сон с быстрыми движениями глаз (БДГ). Когда человек закрывает глаза и расслабляется, на мозговых волнах проявляется характерный регулярный паттерн с частотой от 8 до 12 герц (колебаний в секунду); эти колебания называют альфа-волнами. Когда индивид переходит ко сну стадии 1, мозговые волны становятся менее регулярны и их амплитуда уменьшается. Стадия 2 характеризуется появлением «веретен» — коротких всплесков ритмических реакций с частотой от 12 до 16 герц — и происходящими время от времени резкими подъемами и падениями амплитуды всей ЭЭГ. Еще более глубокие стадии 3 и 4 характеризуются медленными волнами (1-2 герца), известными как дельта-волны. Вообще, во время стадий 3 и 4 спящего разбудить трудно, хотя его можно поднять чем-то личным — знакомым именем или плачем ребенка. Более безличное вмешательство, например громкий звук, может игнорироваться.

Последовательность стадий сна.После того как взрослый проспит час или около того, происходит еще одно изменение. ЭЭГ становится очень активной (даже более активной, чем при бодрствовании), но спящий не просыпается. Электроды, размещенные возле глаз испытуемого, обнаруживают быстрые движения глаз; эти движения глаз настолько выражены, что можно даже видеть, как глаза спящего передвигаются иод закрытыми веками. Эта стадия известна как сон БДГ; другие четыре стадии известны как сон без быстрых движений глаз, или сон НБДГ.

В течение ночи эти различные стадии сна чередуются. Сон начинается со стадий НБДГ и включает несколько циклов, в каждом из которых есть некоторое количество сна БДГ и сна НБДГ На рис. 6.3 показан типичный ночной сон молодого взрослого. Видно, как человек очень быстро переходит от бодрствования к глубокому сну (стадия 4). Примерно через 70 минут стадия 3 вкратце повторяется, и сразу за ней идет первый за ночь период БДГ. Заметьте, что более глубокие стадии (3 и 4) возникают в течение первых ночных часов, тогда как большая часть сна БДГ проходит в последние ночные часы. Это типичная схема: во второй половине ночи, когда БДГ становятся более выраженными, более глубокие стадии исчезают. В ходе 8-часовой ночи обычно наблюдается 4-5 различных периодов с БДГ, причем когда наступает утро, происходит случайное быстрое пробуждение.

Рис. 6.3. Последовательность стадий сна.На гистограмме показан пример последовательности и длительности стадий сна в течение типичной ночи. В течение первого часа сна испытуемый успешно прошел через стадии с 1-й по 4-ю. Затем он через стадию 3 вернулся ко сну БДГ. Далее испытуемый чередовал периоды НБДГ и БДГ с двумя краткими пробуждениями примерно через 3,5 и 6 часов сна.

Картина циклов сна меняется с возрастом: новорожденные младенцы, например, примерно половину своего времени сна проводят в сне БДГ. К 5 годам эта доля уменьшается до 20-25% общего времени сна, после чего она остается относительно постоянной до пожилого возраста, снижаясь до 18% и менее. У пожилых людей стадии 3 и 4 возникают реже (иногда вообще исчезая), а ночные пробуждения у них чаще и продолжительнее. Видимо, при старении устанавливается естественный тип бессонницы (Gillin, 1985).

Сравнение БДГ и НБДГ.Эти два типа сна отличаются друг от друга так же, как каждый из них от бодрствования. Действительно, некоторые исследователи считают, что БДГ — это вовсе не сон, а скорее, третье состояние бытия помимо бодрствования и сна НБДГ.

Во время сна НБДГ движения глаз фактически отсутствуют, ритм сердца и дыхания заметно снижен, повышена релаксация мышц и интенсивность обмена веществ в мозге уменьшается на 25-30% по сравнению с бодрствованием. Напротив, во время сна БДГ очень быстрые движения глаз возникают вспышками, длящимися от 10 до 20 сек, сердечный ритм усиливается, и интенсивность обмена веществ в мозге несколько возрастает по сравнению с бодрствованием. Далее, во время сна БДГ человек почти полностью парализован, исключение составляют только сердце, диафрагма, глазные мышцы и гладкая мускулатура (такая как мышцы кишечника и кровеносных сосудов). Суммируя, можно сказать, что при сне НБДГ мозг бездействует при сильно расслабленном теле, а при сне БДГ мозг довольно активен при фактически парализованном теле.

Данные физиологии показывают, что при сне БДГ мозг в значительной степени изолирован от своих сенсорных и моторных каналов; стимульная информация других частей тела блокируется и не поступает в мозг, отсутствуют моторные выходы. Тем не менее при сне БДГ мозг все же очень активен, побуждаемый спонтанными разрядами гигантских нейронов, расположенных в стволе мозга. Эти нейроны доходят до отделов головного мозга, контролирующих движения глаз и моторную активность. Так, во время сна БДГ регистрируется активность мозговых нейронов, обычно участвующих в ходьбе и зрении, хотя само тело ничем этим не занято (Hobson, 1994).

Если спящего разбудить во время сна БДГ, он почти всегда сообщает, что видел сон, а из разбуженных во время сна НБДГ только около 50% сообщали о сновидении (Antrobus, 1983; Cavallero et al, 1992; Foulkes & Schmidt, 1983). Сновидения испытуемых, разбуженных от сна БДГ, были зрительно живыми, эмоциональными и нелогичными — они отражали тот опыт, который обычно ассоциируется со словом «сновидение». Чем дольше испытуемые спали сном БДГ до пробуждения, тем более длинное и содержательное сновидение они рассказывали. Напротив, сновидения при сне НБДГ напоминают, скорее, обычное мышление, они менее зрелищны и эмоционально насыщены, чем БДГ-сновидения, и больше похожи на то, что происходит в бодрствующей жизни. Таким образом, умственная активность во время сна БДГ и сна НБДГ различается — это видно по типу рассказываемых снов (странные и нелогичные в первом случае и похожие на мышление во втором) и по частоте отчетов о факте сновидений (почти всегда при БДГ и от случая к случаю при НБДГ).

Важно понять, что сновидение осознается, только когда мы пробуждаемся, видя сон. Если тогда обратить на него внимание и постараться его запомнить, что-то из него удастся воспроизвести позднее. Иначе сон проходит и быстро забывается; мы можем знать, что видели сон, но вспомнить его содержание неспособны.

Если вы интересуетесь запоминанием снов, держите блокнот и ручку возле кровати. Скажите себе, что хотите проснуться, когда у вас будет сновидение. Как только это произойдет, немедленно попытайтесь вспомнить подробности и запишите их. По мере улучшения воспроизведения снов поищите закономерность. Подчеркните все, что удивляет вас своей странностью, и скажите себе, что в следующий раз, когда произойдет что-то похожее, вы готовы квалифицировать это как признак того, что вы видите сон. Проблема, конечно, в том, что, следуя такому режиму, вы немного недоспите.