Как спалось?

Мелатонин сам по себе не создает сон, он сообщает организму, что пора бы поспать. Его концентрация плавно возрастает в сумерки, достигает максимума около четырех-пяти утра по местному солнечному времени, после чего медленно снижается. С рассветом, который дает эпифизу сигнал перекрыть кран с мелатонином, начинает продуцироваться кортизол (да-да, тот самый, что известен как «гормон стресса»), и мы просыпаемся. Мозг сообщает организму: «баланс усталость-отдых восстановлен, накопленный ресурс бодрости снова можно растрачивать».

Центральное серое вещество

Только что мы говорили о пробуждении-засыпании в зависимости от работы биологических часов и влиянии на них внешних факторов, в частности, количества солнечного света. Но есть же и внутренние факторы.

В ретикулярной формации есть нейроны, настроенные на работу и со внутренней средой, которые реагируют на усталость, насыщение, болезнь и т.д. Сонливость появляется в результате того, что эти факторы активируют ретикулярные ядра продолговатого мозга, от них сигнал уходит на центральное серое вещество. А серое вещество дает всеобщую команду «спать!»

Вывод

Итак, система сон-бодрствование работает в соответствии с врожденными циркадными ритмами, на которые влияют внешние и внутренние раздражители. И вся эта деятельность контролируется четкой и слаженной работой гормонов и нейромедиаторов.

Электрические волны сна

Как вообще выяснили, что сон – это именно сон, а не просто особая форма бодрствования?

Наш мозг – это сложная система взаимодействия нейронов. Такое взаимодействие называется биоэлектрической активностью мозга. Ее можно измерить с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Многие знакомы с этой процедурой, когда на голову надевают шапочку-сеточку и вставляют в нее датчики-электроды. С помощью этих датчиков с отделов мозга считываются электрические волны, отражающие активность нейронов. Среди волн есть альфа, бета, тета, сигма и другие.

Так вот, оказалось, что электрические волны сна отличаются от волн бодрствования. И это не единственное отличие. О других отличиях поговорим ниже. Спойлер: в деле снова гормоны.

Структура сна: циклы, фазы, стадии сна

Сон – это не просто состояние без сознания, а четко структурированный процесс. Кроме того, что сон зациклен с бодрствованием, он и сам по себе цикличен.

Один цикл сна включает две фазы: медленный сон (Non-REM) и быстрый сон (REM, БДГ, фаза быстрых движений глаз, парадоксальный сон). Фазы поочередно сменяют друг друга.

Своё название фазы сна получили по быстрым и медленным электрическим ритмам.

Как только мы засыпаем начинается фаза медленного сна. Это фаза восстановления сил и отдыха. Состоит из следующих стадий:

– засыпание, состояние дремоты, медитативное состояние;

– поверхностный сон, когда человека легко разбудить. Момент перехода к глубокому сну. Если человека разбудить, он будет думать, что не спал совсем;

– глубокий медленный сон с двумя подтипами в зависимости от колебаний дельта-волн. Дельта-сон – это период, когда наиболее вероятно снохождение и разговоры во сне.

Затем наступает фаза быстрого сна, когда мы видим сновидения. Последние исследования показывают, что мы видим сновидения и во время медленного сна, но они короче и не такие интенсивные.

Волновая активность мозга в фазе быстрого сна почти не отличается от активности периода бодрствования. Рисунок ЭЭГ при бодрствовании и быстром сне практически идентичен, разница заключается в гормонах. Во время бодрствования в мозге преобладают моноамины (норадреналин, серотонин и гистамин), а во время быстрого сна – ацетилхолин и глутамат, что и обеспечивает парадоксальность такого состояния – высокую активность мозга при внешнем покое.

50% времени сна уходит на неглубокий сон, а вот остальные 50% примерно поровну распределены между двумя фазами сна: медленной глубокой и быстрой.

Один цикл длится примерно 90 минут. За ночь взрослый человек при 8-часовом сне проходит примерно 5 циклов. В первом цикле по времени преобладает медленная фаза, а в последней фазе, наоборот, преобладает период быстрых движений глаз. Предполагается, что медленная фаза в большей степени отвечает за физическое восстановление, а быстрая – за психическое.

Что происходит между циклами?

Сейчас важный вопрос. А что происходит между циклами? Один цикл закончился и…? Оказывается, циклы отделяются микропросыпаниями. Что это? Зачем это?

Вернемся к тому, что человек во время сна крайне уязвим для голодных саблезубых тигров. Хорошо бы иметь какой-то способ контролировать ситуацию: все ли тут в порядке, пока я сплю? Поэтому наша двигательная кора всегда на страже одним глазом.

Еженощно каждый человек просыпается всякий раз после завершения одного цикла сна. В норме мы этого не замечаем. Исследователи предполагают, что в этом может заключаться одна из функций быстрого сна – подготовка тела к окончательному пробуждению.