ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВРЕМЯ СНА

Наиболее постоянными и существенными проявлениями сна являются понижение активности нервной системы, в частности коры большого мозга, выключение сознания, понижение мышечного тонуса и всех видов чувствительности.

Рефлекторные функции во время сна снижены, условные рефлексы заторможены, безусловные значительно ослаблены. Порог раздражения этих рефлексов возрастает, а латентный период удлиняется. Чтобы вызвать у спящего ту или иную реакцию, требует­ся применить гораздо большую силу раздражения, чем в период бодрствования. В карти­не сна сенсомоторные изменения являются доминирующими по сравнению с изменениями вегетативных функций, хотя дыхание становится значительно реже, ровнее, обмен ве­ществ и температура тела, частота сердечных сокращений, артериальное давление и диурез снижаются.

Переход ко сну, как правило, сопровождается замедлением ритмов электроэнцефа­лограммы, появлением в ней высокоамплитудных медленных колебаний 9- и б-волн взамен быстрого р-ритма и десинхронизации, свойственных состоянию бодрствования.

В последнее время описаны периоды глубокого сна, так называемый пара­доксальный, или «быстрый» сон, при котором медленные ритмы на электроэнцефалограм­ме сменяются низкоамплитудными, высокочастотными колебаниями, напоминающими те, которые наблюдаются во время бодрствования.

У взрослого человека эти периоды «парадоксального» сна составляют примерно до 20'—25% от общей продолжительности сна. Остальной период (75—80%) общей продолжительности сна, характеризующийся описанными выше признаками торможения основных функций организма, назван «ортодоксальным» или «медленным» сном. В пери­од «быстрого» сна отмечаются движения глазных яблок, сокращение мимических мышц, учащение дыхания и пульса, повышение артериального давления. Если человека в это время разбудить, то он сообщает, что видел сновидение. Следовательно, появление высокочастотных колебаний на электроэнцефалограмме во время сна является электро­физиологическим выражением сновидений.

Судя по изменениям электроэнцефалограммы, можно заключить, что у большинства людей сновидения возникают периодически с промежутками длительностью 80—90 мин.

Существует несколько видов сна: 1) периодический ежесуточный сон; 2) периоди­ческий сезонный сон (зимняя или летняя спячка животных); 3) наркотический сон, вызываемый различными химическими или физическими агентами; 4) гипнотический сон; 5) патологический сон. Первые два вида являются разновидностями физиологи­ческого сна, последние три вида — следствие особых нефизиологических воздействий на организм.

Большой интерес представляет гипнотический сон, который может быть вызван гипнотизи­рующим снотворным действием обстановки и воздействиями гипнотизера, внушающего потребность в сне. При этом сне возможно выключение корковой деятельности, определяющей производимые акты при сохранении частичного контакта с окружающей средой и сенсомоторной активностью.

Периодический ежесуточный сон. У взрослого человека наблюдается монофазный (один раз в сутки) или в более редких случаях дифазный (дважды в сутки) тип сна, у ребенка — полифазный тип сна.

Общая продолжительность суточного сна новорожденного достигает 21 ч; ребенок в возрасте от 6 мес до 1 года спит около 14 ч в сутки, в возрасте 4 лет — 12ч, 10 лет — 10 ч. Взрослые спят в среднем 7—8 ч в сутки.

При длительном полном лишении сна в течение 3—5 сут появляется непреодолимая потребность в сне, наблюдается снижение скорости психических реакций, резкая утомля­емость при интеллектуальной деятельности. Субъективные ощущения при 40—80-часо­вом насильственном лишении сна могут быть очень неприятными и тяжкими.

Наблюдения над реакциями, возникающими в ответ на различные раздражения, показали, что некоторые виды корковой деятельности могут сохраняться во время нормального периодического сна.

К раздражениям, по отношению к которым реактивность сохранена и которые быстро вызывают пробуждение, принадлежат сигналы, представляющие высокую биологи­ческую или социальную значимость для данного индивидуума. Так, например, мать про­буждается при слабом плаче ребенка, но не реагирует на другие более сильные звуки; дежурный просыпается при телефонном звонке, военный мгновенно вскакивает при зву­ках тревоги и т. д.

МЕХАНИЗМЫ СНА

Анализ ряда фактов привел И. П. Павлова к выводу о том, что сон и условное торможение по своей природе являются единым процессом. Различие между ними состоит лишь в том, что условное торможение во время бодрствования охватывает лишь отдель­ные группы нейронов, в то время как в процессе развития сна торможение широко иррадиирует по коре полушарий большого мозга, распространяясь и на лежащие ниже отделы головного мозга.

Сон, развивающийся у человека и животных под влиянием тормозных условных раздражителей, И. П. Павлов называл активным, противопоставляя ему пассивный сон, возникающий в случаях прекращения или резкого ограничения притока афферентных сигналов к коре полушарий большого мозга.

Важное значение афферентной сигнализации в поддержании состояния бодрствова­ния было показано еще И. М. Сеченовым, который приводит известные из клинической практики случаи наступления длительного сна у больных, страдающих распространен­ными нарушениями органов чувств.

В клинике наблюдали больного, у которого из всех органов чувств сохранились функции только одного глаза и одного уха. Пока глаз мог видеть, а ухо слышать, человек бодрствовал, но как только врачи закрывали у больного эти единственные пути общения с внешним миром, пациент тотчас засыпал. У больной, находившейся под наблюдением в клинике С. П. Боткина, из всех органов чувств функционировали только рецепторы осязания и мышечного чувства одной из рук. Большую часть суток эта больная спала и просыпалась только тогда, если дотрагивались до ее руки.

В дальнейшем было показано, что сон возникает и у животных при оперативном разрушении периферических отделов трех основных анализаторов: зрительного, слухового и обонятельного. А. Д. Сперанский и В. С. Галкин перерезали у собаки зрительные и обонятельные нервы и разрушили обе улитки внутреннего уха. После такой операции собака впадала в сонное состояние, которое продолжалось свыше 23 ч в сутки. Она просыпалась лишь на короткое время от голода или при переполнении прямой кишки и мочевого пузыря.

Все эти факты получили новое объяснение после того, как было установлено функциональное значение ретикулярной формации и выяснено взаимодействие между ней и корой полушарий большого мозга.

Афферентные сигналы, идущие через ретикулярную формацию среднего мозга и неспецифические ядра таламуса в кору большого мозга оказывают на нее активи-

рующее влияние и поддерживают деятельное, бодрствующее, состояние. Устранение этих влияний (при поражении нескольких рецепторных систем либо в результате разру­шения ретикулярной формации или выключения ее функций при действии некоторых наркотических средств, например барбитуратов) приводит к наступлению глубокого сна. В свою очередь ретикулярная формация ствола мозга находится под непрерывным тони­зирующим влиянием коры полушарий большого мозга.

Существование двусторонней связи между корой большого мозга и ретикулярной формацией играет важную роль в механизме возникновения сна. Действительно, разви­тие торможения в участках коры снижает тонус ретикулярной формации, а это ослаб­ляет ее восходящие активирующие влияния, что влечет за собой снижение активности всей коры большого мозга. Таким образом, торможение, первоначально возникшее в ограниченной области коры, может вызвать торможение нейронов всей коры полушарий большого мозга.

В возникновении сна важную роль играют так называемые гипногенные, т. е. вызы­вающие сон, структуры ствола мозга.

В стволе мозга установлено существование двух взаимно антагонистических систем, определяющих состояние бодрствования или сна. Поддержание состояния бодрствова­ния связано с активностью ростральных отделов ретикулярной формации мозгового ствола, вызывающих десинхронизацию электрических колебаний в мозге. Возникновение сна определяется возбуждением структур, расположенных в определенных областях таламуса, гипоталамуса и каудальных отделах ретикулярной формации, которые назва­ны гипногенными.

Длительное время считали, что сон — это покой, выключение деятельности, необхо­димое для восстановления работоспособности организма. Действительно, например, для скелетных мышц нормальный сон создает состояние покоя. В отношении работы мозга сон — это не просто покой и торможение.

В по'следние годы установлено, что во время сна корковые нейроны моторной, зри­тельной и других областей все время находятся в состоянии ритмической активности, частота которой в среднем оказывается не меньшей, а в ряде случаев даже большей, чем во время бодрствования.

Таким образом, во время сна не было обнаружено глобального торможения корковой активности. Изменяется лишь ее характер: непрерывные разряды нейронов, характерные для бодрствования, сменяются короткими групповыми разрядами, разделенными друг от друга длительными промежутками отсутствия активности. В период «медленного» сна такие групповые разряды синхронизированы и это находит свое отражение в медленных волнах на электроэнцефалограмме.

Во время «быстрого» сна длительность и частота групповых разрядов значительно увеличиваются; они не синхронизированы и на электроэнцефалограмме отмечаются более частые волны. По-видимому, корковое торможение во время сна следует понимать не как отсутствие активности, а как переход этой активности на новый режим. Полагают, что непреодолимая потребность в сне связана с тем, что именно при таком режиме работы клетки мозга оказываются как бы отключенными от периферических раздражений, благо­даря чему становится возможной переработка информации, которая поступила в мозг в период бодрствования. Этот процесс, очевидно, происходит в период «быстрого», или «парадоксального» сна, который по внешним проявлениям — более глубокий, чем «мед­ленный» сон (в период «быстрого» сна труднее разбудить спящего). Вместе с тем, судя по характеру биоэлектрической активности мозга, в период «быстрого» сна активная деятельность клеток мозга сохраняется (на фоне максимального отключения от влияний окружающей среды). Полагают, что такая интенсивная, но «внутренняя» работа мозга необходима для классификации и упорядочения поступившей во время бодрствования информации. При этом новая информация сопоставляется с прошлыми (хранящимися в памяти) впечатлениями и находит свое место в системе существующих у организма представлений об окружающем мире. Новая информация не просто пассивно нанизы­вается, подобно бусинкам, на хронологическую нить памяти. Она требует осмысливания,

доработки, а иногда и коренной переработки существующих представлений. Для этого необходима напряженная творческая работа мозга, которая как полагают, вероятно, осуществляется во время «парадоксального», а по некоторым данным и в другие фазы сна. В такой переработанной и упорядоченной форме в виде органического сочетания со связями, образованными прошлым опытом, осуществляется фиксация и хранение новой информации в долговременной памяти мозга. Искусственное лишение человека «парадоксального» сна приводит к расстройствам памяти и может вызывать психи­ческие заболевания.