Десять секунд из пяти типичных ЭЭГ различных состояний сна и бодрствования
Второй надежный признак сна — это К-комплексы, единичные большие волны, которые на 0,5–1 с выделяются на ЭЭГ, словно цунами посреди мирной зыби спокойного моря. В эти мгновения нейроны особенно хорошо синхронизированы и почти не способны к внезапному возбуждению. Зато их электрическая активность постоянно поднимается на удивительно высокий уровень, а затем также заметно падает.
Этот «легкий сон», который даже неспециалисты при минимальной тренировке легко распознают на ЭЭГ по характерному рисунку тета-волн, несколько раз в минуту прерываемому сонными веретенами и К-комплексами, — то состояние, в котором мы пребываем в течение ночи чаще всего. Во второй стадии мы проводим примерно половину времени сна — для человека, прожившего 75 лет, это составляет около двенадцати с половиной лет жизни.
Но сначала легкий сон — всего лишь переходная стадия, занимающая примерно 15 мин. Затем К-комплексы возникают все чаще и становятся длиннее. Скоро вместо единичных волн необычно большой амплитуды перед нами появляются целые отрезки высоких гор и глубоких впадин с частотой колебаний от 1 до 4 раз в секунду. Это знаменитый дельта-ритм, посланец глубокого сна, который специалисты называют также дельтасном. Похоже, данное состояние настолько важно для здоровья всех высокоразвитых животных, в том числе и человека, что организм старается получить его тем больше, чем дольше до этого ему не удавалось спать.
|
|
|
Сперва мы снова оказываемся в переходной фазе, где чередуются тета- и дельта-волны. Она называется третьей стадией сна — это легкий глубокий сон, от которого нас уже довольно трудно разбудить. Отсюда совсем недалеко до четвертой стадии — настоящего глубокого сна, особенно полезного для организма. Разбудить человека на этой стадии очень трудно, а если все же удастся, можно ожидать, что он будет в прескверном настроении. В отличие от выхода из легкого сна по пробуждении мы не сразу понимаем, где мы и что мы, и привыкание к яви нередко занимает несколько минут.
В четвертой стадии тета-волны практически исчезают, сонные веретена и К-комплексы едва распознаются. Теперь на ЭЭГ виден лишь равномерный до скуки, зато с большим размахом колеблющийся вверх- вниз узор дельта-сна. В последние годы его исследованием занимаются несколько исследовательских коллективов под руководством крупнейших сомнологов. Ученых интересует, чем, собственно, заняты нервные клетки, когда их электрическая активность строго синхронизирована и протекает хоть и медленно, но так интенсивно, что на ЭЭГ возникают огромные, растянутые в длину волны.
Все большее число исследователей склоняется к мнению, что мозг в такие моменты закладывает на многих уровнях важнейшие основы нашей способности припоминания. Все больше данных свидетельствует о том, что в фазе дельта-сна происходит интенсивная обработка всего пережитого в предшествующие несколько дней. Мозг отрабатывает вновь выученные движения, повторяет формулы или новые слова, взвешивает, сравнивает и сортирует показания чувств и снабжает их эмоциональными связями.
|
|
|
Третье состояние
«Упанишады» — один из древнейших в мире философско-богословских текстов. В 800–600 гг. до н. э. брахманы сформулировали в них важнейшие догматы индийской религии. Известный сомнолог Александр Бор- бели из Цюрихского университета обратил мое внимание на то, что в этой древней книге говорится о четырех формах человеческого бытия: бодрствование, глубокий сон, дрема со сновидениями и сверхсознательное состояние подлинного Я.
О том, существует ли на самом деле четвертое, сверхсознательное, состояние, и сегодня спорят так же яростно, как в те далекие века. Но даже третье состояние сознания в нашей культурной традиции дожидалось признания более 2500 лет: ведь одно из важнейших достижений современного изучения сна состоит в признании того факта, что мы не только либо спим, либо бодрствуем, а еще и пребываем время от времени в третьем состоянии, принципиально отличном от этих двух.
|
|
|
Так было и со мной в базельской лаборатории. Вот я еще нахожусь в глубоком сне. Около получаса мое тело наслаждается идеальной, заданной самой природой программой регенерации. Но вскоре картина меняется. Сон снова делается легким, и наконец происходит нечто из ряда вон выходящее: на ЭЭГ появляются неровные высокие зубцы, быстрые, выбивающиеся из ритма сигналы, как будто я проснулся. Однако это не так. Я, несомненно, мирно сплю. Веки сомкнуты, но глазные яблоки под ними быстро движутся туда-сюда.
Биолога Мириам Мюнх это нисколько не удивляет — она привыкла к такой картине. Всего лишь полстолетия назад сходные данные поставили в тупик молодого нейрофизиолога из Чикагского университета. В 1953 г. Юджин Азеринский в качестве ассистента Натаниэля Клейтмана, отца современной сомнологии, следил за сном подопытных в лаборатории. Вначале целью опытов был анализ медленных движений закрытых глаз, которые наблюдаются у всех людей сразу после засыпания и перед пробуждением. Клейтман предположил, что эти движения должны повторяться с регулярными промежутками в течение ночи.
|
|
|
Поэтому чикагские физиологи изобрели употребительный и по сей день метод наблюдения за электрической активностью глазных яблок с помощью электродов — ЭОГ. Но Азеринский не был уверен в его надежности. Когда в записи движений глаз стали периодически повторяться всплески необычной быстроты и силы, он заподозрил неполадки в аппарате. Однако загадочное явление повторялось регулярно. Спустя несколько ночей молодой исследователь не выдержал и отправился к кровати подопытного, чтобы разобраться, в чем дело. Можно представить себе его безграничное изумление, когда, посветив неярким фонариком на веки спящего, он увидел, что видная сквозь них легкая выпуклость радужной оболочки вращается с необычной скоростью.
В этот момент было заново открыто третье состояние нашего существования, названное в древних Упанишадах «дремой со сновидениями». Человек, на которого с недоумением смотрел ассистент Клейтмана, не бодрствовал — но и не спал по-настоящему. При этом его состояние было абсолютно нормальным, в этом исследователи убедились в ближайшие месяцы. Теперь они у каждого подопытного специально искали быстрые движения глаз — и всякий раз их находили. С тех пор общеизвестно: у всех здоровых людей независимо от пола и возраста во время сна периодически возникает на несколько минут такое удивительное вращение глаз.
Оказалось, что у большинства млекопитающих тоже наблюдается движение глазных яблок во сне. Следующим открытием стало то, что грудные младенцы проводят особенно много времени в новооткрытом состоянии, которое специалисты называют «активным», или «парадоксальным», сном. У новорожденных оно занимает половину их ежедневного шестнадцатичасового сна. Поэтому очень быстро возникло предположение, не опровергнутое и по сей день, что парадоксальный сон отвечает за развитие и рост мозга.
В 1954 г. Азеринский и Клейтман опубликовали результаты своих исследований и назвали этот феномен REM-сном, или Быстрым Сном (БС) — сном с Быстрыми Движениями Глаз (англ. Rapid Eyes Movements). Однако это еще не самое примечательное в «третьем состоянии». Судя по всему, мозг в это время занят тяжелейшей работой. Ведь его активность не меньше, чем в состоянии напряжения при бодрствовании. «Сходство мозговой активности во время БС и во время бодрствования поразительно», — пишет Уильям Демент, который, будучи в ту пору учеником Клейтмана, непосредственно переживал вместе со старшими радость открытия быстрых движений глаз и проводил многие из следующих экспериментов по этой тематике.
У фазы БС есть еще одна особенность. В 1959 г. французский нейробиолог Мишель Жуве из Лионского университета обнаружил любопытный факт. Если мозг в этом состоянии работает с огромным напряжением, то все остальное тело становится еще невосприимчивее к внешнему миру, чем во время обычного сна.
Запись электрического сигнала мышечной активности (ЭМГ), которую вскоре ввел в обиход исследователей американец Энтони Кейлз, в БС-стадии практически не регистрирует всплесков. Мускулатура в это время способна лишь подергиваться. Если бы во время быстрого сна к нам без перехода вдруг вернулось сознание, мы бы с ужасом обнаружили — и с некоторыми людьми такое действительно порой случается — что не можем двинуться и словно закованы в цепи в собственном теле.
И в самом деле, парадоксальный сон почти полностью нас парализует. Жуве открыл в так называемом мосту мозга, одной из частей мозгового ствола, небольшую группу нервных клеток, которые блокируют все импульсы, идущие через спинной мозг к мускулатуре тела. Наше тело пребывает в полном покое и неподвижности, как ни в одном другом состоянии при жизни, поэтому специалисты говорят о БС-параличе. И только мышцы глаз, у которых управляющие нервы не проходят через спинной мозг, сохраняют способность сокращаться, как им угодно.
Исследователям быстро пришло в голову, что подопытного можно во время БС-фазы разбудить и спросить, помнит ли человек, что с ним только что происходило. Ведь у них возникло подозрение, что бурные всплески на ЭЭГ отражают активность мозга во время сновидений. И в самом деле, почти все подопытные сообщали о снах или подобных снам переживаниях. Если же ученые будили спящих во время любой другой фазы сна, им почти никогда не случалось услышать рассказов о всем нам привычных вылазках в сюрреалистический, обычно очень странный, не подчиняющийся объективным законам мир.
Итак, брахманы, 2500 тысячи лет назад определившие третье состояние как «дрему со сновидениями», были совершенно правы. И сегодня некоторые специалисты называют БС-фазу фазой сновидений. Но большинство ученых сейчас от такого наименования отказалось, потому что сны мы видим на самом деле и в фазе МС — но не такие живые и более обрывочные.
Сон обладает структурой
Не помню, снились ли мне в ту ночь в Базеле среди проводов длинные тонкие ядовитые змеи, пиявки, присосавшиеся ко лбу, столп мученика, к которому меня приковали или страшная встреча в камере лишения сна с безумным нейробиологом. Я знаю только одно: что я необычно часто и надолго просыпался.
По графикам в компьютере ни один, даже самый опытный биолог не может сделать даже отдаленных предположений о роде и содержании ночных грез. Зато ученые ясно видят, когда и как долго я видел продолжительное и яркое сновидение. Дело в том, что у нормальных взрослых, вроде меня, вращение глаз и причудливая ЭЭГ быстрого сна появляются с удивительной регулярностью несколько раз за ночь, примерно раз в полтора часа.
Ничего нового в этом не было. Натаниэль Клейтман, настоящий гений наблюдательности, задолго до того, как он открыл быстрый сон, описал в книге «Сон и бодрствование» 1939 г., первом классическом исследовании по сомнологии, как спящие через примерно равные отрезки времени начинают беспокоиться, двигаться и порой даже на мгновение просыпаются. Он справедливо предположил, что эти периоды — кульминационные пункты врожденной циклической программы активности, в крайних нижних точках которой мы спим особенно крепко и с трудом даем себя разбудить. У взрослых людей во сне покой и активность сменяют друг друга в полуторачасовом ритме. Этот базовый цикл Клейтман назвал «Basic Rest Activity Cycle», сокращенно BRAC, в русском варианте ОЦПА («Основной Цикл Покоя-Активности». У младенцев такой цикл короче — всего 50–60 мин.
Гипотеза ОЦПА и по сей день остается спорной, хотя сейчас собраны факты, указывающие на то, что такой периодический ритм подъемов и спадов активности характерен для всех людей не только во время сна, но подспудно и во время бодрствования. В фазе подъема мы чувствуем особенную бодрость; заснуть в такой момент трудно. Во время спада человек чувствует себя ослабевшим и усталым, после обеда нередко задремывает, а вечером выбирает именно такую фазу для отхода ко сну. Кроме того, различные исследования показали, что люди во время работы любят каждые полтора часа сделать перерыв, помечтать или перекусить. То обстоятельство, что большинство кинофильмов, лекции и научные доклады продолжаются тоже 90 мин, объясняется, по всей вероятности, бессознательным подчинением таинственной силе ОЦПА.
Но самый устойчивый и явный признак 90-минутного ритма — это все же замеченное Клейтманом еще в те далекие времена чередование быстрого и медленного сна. Однако подробное исследование так называемых циклов сна стало возможно лишь с изобретением полисомнографии и открытием быстрого сна. Проводя дальнейшие опыты со спящими, Клейтман и его сотрудники обнаружили, что внешнее впечатление более или менее спокойного сна подтверждается рисунками энцефалограммы и что типичное многократное чередование фаз сна в течение ночи удивительно сходно у всех людей.
Каждый цикл начинается с первой или второй стадии сна, затем сон становится все глубже, а спустя некоторое время спящий вновь возвращается от глубокого сна к легкому. Концом каждого цикла сна, который может быть длиннее (максимум на 20 мин) или короче, чем обычные полтора часа, является эпизод БС. Во время быстрого сна или сразу после него мы часто ненадолго просыпаемся, но очень редко помним об этом потом, а затем снова соскальзываем в легкий сон. Начинается следующий из четырех — шести ночных циклов.
Если рассматривать ночь в целом, можно отметить следующую тенденцию: фазы глубокого сна от цикла к циклу становятся короче и реже. Ближе к утру мы вообще не достигаем третьей и четвертой стадий сна, зато чаще просыпаемся, а большую часть времени пребываем во второй фазе. Парадоксальный сон с вращением глаз и интенсивными сновидениями демонстрирует противоположную тенденцию: если в первом цикле он продолжается в среднем около 10 мин, то от раза к разу это время увеличивается еще на столько же. Последний эпизод БС под утро может обеспечить нам до 45 мин волнующих сновидений.
Типичные профили сна: за ночь мы проходим несколько циклов сна продолжительностью около 90 мин. Каждый цикл состоит из стадий 1–4 и БДГ-сна. Чем дольше мы спим, тем легче становится сон в целом и тем длиннее БДГ-фазы. Пожилые люди спят не так глубоко и чаще просыпаются на довольно продолжительное время.
Поэтому любители поспать подольше и поваляться утром в постели до позднего часа, периодически задремывая, продлевают в основном легкий сон и переживают особенно продолжительные эпизоды быстрого сна. Всякий из нас замечал, наверное, что утром сны бывают особенно яркими и длинными.
Уильям Демент, участвовавший в исследованиях Клейтмана сперва как жаждущий знаний студент-медик, а позже как аспирант, вспоминает это волнующее время первых сомнограмм: «У всех людей без исключения обнаруживался один и тот же цикл сна. Иногда 8-часовой рисунок одной ночи практически полностью совпадал с такой же записью другой. Это было большим открытием».
Демент и Клейтман открыли в результате деление рисунка ЭЭГ на 4 стадии сна, принятое в науке до сих пор, и отделили их совокупность как сон без БДГ (НБДГ-сон) (синомим — медленный сон, МС) от быстрого сна. С тех пор известно: нормальный сон имеет определенную структуру. Он состоит из фаз, порядок которых у здоровых людей сходен и повторяется в каждом цикле сна.
Дата добавления: 2019-08-31; просмотров: 165; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!