Сон (биол.)

Определение "Сон (биол.)" в Большой Советской Энциклопедии

Сон, периодическое физиологическое состояние мозга и организма человека и высших животных, внешне характеризующееся значительной обездвиженностью и отключением от раздражителей внешнего мира. Субъективно у человека при этом угнетается осознаваемая психическая активность, периодически восстанавливающаяся при переживании сновидений, часто с последующим их забыванием. Низшим животным свойственны периоды бездеятельного состояния. Однако не выяснено, в какой мере оно функционально соответствует Сон (биол.) высших животных.

Физиологические проявления сна. В 50-70-х гг. 20 в. при исследовании внутренней организации и механизмов Сон (биол.) было установлено (преимущественно электрофизиологическими методами), что Сон (биол.) - не единое однородное состояние, а совокупность по меньшей мере двух состояний (фаз Сон (биол.)), резко различающихся по проявлениям, мозговым механизмам и функциональному назначению, ещё до конца не выясненному (американские учёные Н. Клейтман, Ю. Азерински, У. Демент, французский учёный М. Жуве).

Первая фаза - «медленный» Сон (биол.) - названа по наиболее типичному сдвигу в электроэнцефалограмме (ЭЭГ) в виде замедления ритма колебаний потенциала (см. Электроэнцефалография). Характеризуется у человека закономерной последовательностью изменений физиологических показателей, позволяющей в этой фазе выделить 4 стадии (у животных дифференциация стадий менее выражена). 1-я стадия - дремота - выражается угнетением основного ритма спокойного бодрствования (альфа-ритм с частотой 8-13 колебаний в 1 сек) и заменой его уплощённой ЭЭГ (в виде незначительно колеблющейся, почти прямой линии), на фоне которой возникают медленные и быстрые колебания небольшой амплитуды, иногда в форме чётких ритмов (в диапазонах частот 5-6 и 18-35 в 1 сек). 2-я стадия - «сонных веретён» (возникновение собственно Сон (биол.)) - выделяется по появлению в ЭЭГ веретенообразных вспышек волн в бета-ритме с частотой 13-16 колебаний в 1 сек, иногда в комплексе с «острыми» волнами (двухфазные медленные высокоамплитудные волны - К-комплекс). 3-я стадия - к «сонным веретёнам» присоединяются выраженные регулярные медленные волны (дельта-ритм с частотой 1-4 колебания в 1 сек), 4-я стадия - доминируют медленные волны высокой амплитуды с частотой 0,5-2 колебания в 1 сек (3-ю и 4-ю стадии нередко объединяют под общим названием дельта-Сон (биол.)).

В фазе «медленного» Сон (биол.) снижается напряжение (тонус) скелетных мышц (по данным электромиографии), замедляются дыхание и сердечный ритм, несколько учащающиеся в стадиях дельта-Сон (биол.) Глаза неподвижны либо могут совершать медленные качательные движения в 1-й и 2-й стадиях. При пробуждении из фазы «медленного» Сон (биол.) человек обычно отрицает психические переживания в предшествовавшем Сон (биол.) или (чаще в 1-й и 2-й стадиях) сообщает о мыслеподобной психической активности типа продумывания событий минувшего дня. Переживание сновидений отмечается редко. В стадиях дельта-Сон (биол.) могут возникать такие проявления неосознаваемой психической активности, как снохождение (сомнамбулизм), сноговорение, ночные кошмары у детей, о которых они после пробуждения ничего не помнят. Эффективность пробуждающего воздействия убывает в фазе «медленного» Сон (биол.) от 1-й к 4-й стадии, на основании чего в них отмечают последовательное «углубление» Сон (биол.)

Вторая фаза - «быстрый», или «парадоксальный», Сон (биол.) - характеризуется своеобразной комбинацией проявлений «глубокого» и «поверхностного» Сон (биол.) Её называют также «активированным» Сон (биол.) с «быстрыми движениями глаз». В этой фазе в ЭЭГ наблюдается переход от медленных ритмов к более быстрой низкоамплитудной ритмике, сходной с 1-й стадией фазы «медленного» Сон (биол.) и даже с бодрствованием. «Быстрый» Сон (биол.) наступает в нормальных условиях после периода «медленного» Сон (биол.) и характеризуется тоническими (стойкими) и фазическими (краткими) проявлениями. К тоническим относят описанное изменение в ЭЭГ, резкое угнетение тонуса мышц шеи и спинномозговых рефлексов, увеличение мозгового кровотока. В опытах на животных отмечены также подъём температуры мозга и возникновение в его лимбической системе характерного регулярного ритма. К фазическим проявлениям относятся т. н. пилообразные разряды в ЭЭГ, быстрые движения глаз, единичные или сгруппированные, подёргивания мышц лица и конечностей, нерегулярность ритмов сердечной деятельности и дыхания, подъёмы кровяного давления и др. С помощью вживленных в мозг животного (кошка) электродов установлены особые проявления его активности в виде всплесков потенциала, т. н. понтогеникуло-окципитальных пиков, возникающих в ретикулярной формации варолиева моста и распространяющихся в подкорковые и корковые отделы зрительной системы. При пробуждениях из фазы «быстрого» Сон (биол.) в 80-90% случаев человек сообщает о переживании сновидений, характеризующихся яркими, живыми зрительными образами, связанными в сюжет, обычно без непосредственного отношения к событиям прошедшего дня, с элементами нереальности, фантастичности.

Временная организация сна. Фазы «медленного» и «быстрого» Сон (биол.) образуют цикл Сон (биол.) длительностью в 90-100 мин, повторяющийся в естественном ночном Сон (биол.) у разных людей 3-5 раз. В первых циклах фаза «медленного» Сон (биол.) представлена всеми стадиями, а фаза «быстрого» Сон (биол.) редуцирована, 1-й период «быстрого» Сон (биол.) появляется обычно через 60-90 мин после засыпания и длится несколько минут. В последующих циклах убывает продолжительность стадий дельта-Сон (биол.) до полного исчезновения в утренних циклах Сон (биол.) и значительно возрастает представленность фазы «быстрого» Сон (биол.) Цикл фаз «медленного» и «быстрого» Сон (биол.) - проявление одного из основных биологических ритмов организма (см. также Спячка). Среди животных описанные две фазы Сон (биол.) и его цикличность четко выделены у всех теплокровных (млекопитающие, птицы), за исключением ехидны. Начиная с сумчатых животных и до человека структура Сон (биол.) в виде циклов «медленного» и «быстрого» Сон (биол.) остаётся практически неизменной. Сон (биол.) новорождённых характеризуется выраженной полифазностью и представлен в основном «быстрым» Сон (биол.), фаза «медленного» Сон (биол.) проявляется к концу 2-3-й недели жизни. С возрастом у детей Сон (биол.) постепенно приобретает монофазный характер с чёткой приуроченностью к определённому периоду суточного биоритма; фаза «быстрого» Сон (биол.) сокращается, достигая к 10-15-летнему возрасту значений, присущих взрослым, - в среднем 20% всего времени Сон (биол.) У человека до 60-70 лет продолжительность фазы «быстрого» Сон (биол.) не изменяется, затем вновь снижается. Продолжительность фазы «медленного» Сон (биол.), включая и дельта-Сон (биол.), в детском возрасте увеличивается параллельно убыванию фазы «быстрого» Сон (биол.) Продолжительность дельта-Сон (биол.) достигает при этом 25% времени Сон (биол.) С 20-30 лет фаза дельта-Сон (биол.) непрерывно уменьшается вплоть до полного исчезновения её у старых людей. Дельта-Сон (биол.) и фаза «быстрого» Сон (биол.) - весьма важные факторы целостной деятельности мозга. На избирательное устранение одной из этих фаз мозг отвечает усиленной выработкой устраняемой фазы Сон (биол.), что проявляется увеличением её продолжительности в первые восстановительные периоды Сон (биол.) (явление «отдачи»). При общем лишении Сон (биол.) отмечаются снижение работоспособности, психические нарушения (галлюцинации и др.). В период восстановления сначала происходит «отдача» дельта-Сон (биол.), затем «быстрого» Сон (биол.)

Механизмы сна. Состояние Сон (биол.) обеспечивается разветвленной системой нейронных образований, захватывающей практически все уровни мозга. Однако части этой системы выполняют неодинаковые функции. Так, механизмы, непосредственно реализующие состояние «медленного» Сон (биол.), представлены на уровне продолговатого мозга и зрительных бугров (их называют синхронизирующими; см. Синхронизация). Механизмы, непосредственно реализующие состояние «быстрого» Сон (биол.), представлены в ретикулярной формации варолиева моста. Возникновение фаз как «медленного», так и «быстрого» Сон (биол.) зависит от активности нейронов, расположенных в стволе мозга (ядра шва) и оказывающих влияние на др. нейроны (в частности, в высших отделах мозга) с помощью химического передатчика - серотонина. Особую роль в механизмах естественной смены бодрствования и фаз Сон (биол.) играют нейронные образования, расположенные в основании переднего и промежуточного мозга. Через описанные механизмы на Сон (биол.) могут влиять сигналы из разных отделов мозга, а также из внешней и внутренней среды организма. Активность одиночных нейронов разных зон коры мозга и подкорковых образований в фазе «медленного» Сон (биол.) почти такая же, как в спокойном бодрствовании, выше в фазе «быстрого» Сон (биол.), т. е. сходна с таковой в деятельном бодрствовании. О деятельном состоянии мозга во время Сон (биол.) свидетельствует также увеличение мозгового кровотока и поглощения кислорода в фазе «медленного» и особенно «быстрого» Сон (биол.)

Механизмы Сон (биол.) и бодрствования, несмотря на качественные различия между ними, составляют единую саморегулирующуюся функциональную систему организма, обеспечивающую выработку и осуществление приспособительного поведения, адаптации к условиям существования.

Теории сна. В свете современных данных о мозговых механизмах и процессах Сон (биол.) основные теории, рассматривающие Сон (биол.) как перерыв в деятельности нервных клеток (нейронов) мозга, подлежат существенной переоценке. К ним относится теория токсического происхождения Сон (биол.) (французские учёные Р. Лежандр и А. Пьерон), согласно которой бодрствование сопровождается выработкой в организме особых веществ - гипнотоксинов, отравляющих клетки мозга и т. о. вызывающих Сон (биол.), во время которого организм освобождается от этих продуктов. Теория гипнотоксинов в известной мере возрождена в 70-е гг. 20 в. в связи с выделением из крови спящего животного веществ типа полипептидов, которые при введении др. животному вызывают быстрое его засыпание. По теории т. н. разлитого коркового торможения (И. П. Павлов), Сон (биол.) обусловлен тормозным состоянием нейронов коры больших полушарий и подкорковых структур, распространившимся из ограниченного участка коры, где возникают процессы «внутреннего торможения» в связи с условно-рефлекторной деятельностью. Хотя прямое исследование активности нейронов высших отделов мозга показало, что наступление Сон (биол.) связано с реорганизацией их деятельности, а не с её угнетением, эта теория сыграла важную роль в анализе участия внешних условий при возникновении Сон (биол.) и выделила роль коры головного мозга.

В 20-х гг. 20 в. была предложена теория, связывающая чередование Сон (биол.) и бодрствования с деятельностью особого центра Сон (биол.), находящегося в структурах промежуточного мозга (гипоталамус, зрительные бугры) и вызывающего своей активностью наступление Сон (биол.) Эта теория (австрийский учёный К. Экономо) основывалась на клинико-анатомических наблюдениях больных летаргическим энцефалитом, а также на результатах непосредственного раздражения этих мозговых структур у животных электрическим током через вживленные электроды (швейцарский учёный В. Хесс). Была показана также роль гипоталамо-гипофизарной системы в происхождении Сон (биол.) (советский учёный А. В. Тонких). Несмотря на недостатки, обусловленные попыткой соотнесения сложной функции с ограниченным мозговым центром, теория центра Сон (биол.) послужила отправным пунктом для современных исследований, подчеркнув неравнозначное участие разных отделов мозга в возникновении Сон (биол.) и связь его с деятельным состоянием некоторых из этих отделов. Дальнейшие исследования учёных (белгийца. Ф. Бремера, американца Х. Мэгоуна, итальянца Дж. Моруцци), приведшие к раскрытию функции ретикулярной формации ствола мозга в поддержании бодрствования, послужили основой для теории, связавшей возникновение Сон (биол.) с подавлением восходящих влияний ретикулярной формации, активирующих высшие отделы головного мозга. Однако возникновение Сон (биол.) зависит не только и не столько от угнетения активности мозгового аппарата бодрствования, но в первую очередь от активности особых сомногенных механизмов. Все приведённые теории рассматривали Сон (биол.) как состояние отдыха и перерыва в деятельности нейронов, их торможение, ведущее к восстановлению затраченных в период бодрствования энергетических ресурсов. Однако результаты прямого исследования активности нейронов мозга и ряда энергетических показателей (мозговой кровоток, поглощение О₂ и др.) противоречат такой оценке. В 60-70-е гг. 20 в. привлекает внимание представление о Сон (биол.) как о целостной деятельности мозга, организованной особым образом и связанной с переработкой информации, полученной за предшествовавший период бодрствования: с оценкой её значимости, отбором и переводом сведений в долговременную память, реорганизацией и улучшением на их основе существующих мозговых программ, процессами психологической защиты при эмоциональном стрессе. Эта теория, хотя и нуждается в подтверждении, поддерживается результатами исследования значения разных видов Сон (биол.) в процессах обучения, памяти, эмоциональном реагировании. Предлагаются и др. теории, например связывающие Сон (биол.) с процессами биосинтеза в мозге, в первую очередь белков и нуклеиновых кислот, с тренировкой глазодвигательной системы.

Лит.: Анохин П. К., Биология и нейрофизиология условного рефлекса, М., 1968; Латаш Л. П., Гипоталамус, приспособительная активность и электроэнцефалограмма, М., 1968: Вейн А. М., Бодрствование и сон, М., 1970; Шеповальников А. Н., Активность спящего мозга, Л., 1971; Sleeping brain, ed. M. H. Chase, Los Ang., 1972; Jouvet М., Neurophysiology of the states of sleep, «Physiological Reviews», 1967, v. 47, № 2: его же, Some monoaminergic mechanisms controlling sleepand waking, в кн.: Brain and human behavior, Hdlb. - N. Y., 1972, p. 131-60; Sleep, physiology and pathology, Phil. - Toronto, 1969; Koella W. P., Sleep, Springfield, 1967; Basicsleep mechanisms, eds. О. Petre-Quadens, J. Schlag, N. Y.-L., 1974.
  Л. П. Латаш.

  Расстройства сна проявляются в сокращении времени Сон (биол.) или его болезненном удлинении. Сокращение времени Сон (биол.) (т. н. бессонница) сопровождается качественными нарушениями Сон (биол.), затруднённым засыпанием, беспокойным, неглубоким Сон (биол.), яркими (нередко устрашающими) сновидениями, ранним пробуждением; ощущением утомлённости, укороченного Сон (биол.), а иногда и полного его отсутствия. Специальные исследования с применением современных методов графической регистрации деятельности головного мозга показали, что полного отсутствия Сон (биол.) не бывает и что сам термин «бессонница» не отражает реального состояния мозга. Как правило, больные спят 5-6 ч, и при колебании индивидуальной нормы Сон (биол.) в пределах 5-9 ч нельзя оценить достаточность Сон (биол.) без учёта его качественных особенностей. Одновременно у этих больных выявляются удлинение периода засыпания, изменение нормальной структуры и качества фаз Сон (биол.), увеличение числа пробуждений и т.д. Эти нарушения Сон (биол.) - не самостоятельное заболевание, а следствие различных причин, чаще всего неврозов, которые в 80% случаев сопровождаются расстройствами Сон (биол.) Особое значение для возникновения расстройств Сон (биол.) имеют эмоциональная неустойчивость, тревога, пониженное настроение, страхи, повышенная утомляемость. Причиной их могут быть также шизофрения, маниакально-депрессивный психоз и др. психические заболевания, многие нервные болезни, заболевания внутренних органов, эндокринной системы, нарушения обмена, сопровождающиеся болевыми ощущениями, интоксикацией нервной системы, снижением насыщения мозга кислородом. Нарушения Сон (биол.) встречаются и у практически здоровых людей. Распространённость нарушений Сон (биол.) среди жителей экономически развитых стран связана с образом жизни современного человека, прежде всего с нервными перегрузками.

Болезненное удлинение Сон (биол.), или гиперсомния, характерно для группы патологических состояний, проявляющихся в избыточной сонливости. Чаще наблюдается нарколепсия с приступами непреодолимой сонливости, устрашающими сновидениями в период засыпания, плохим ночным Сон (биол.) При т. н. пиквикском синдроме (сердечно-лёгочная недостаточность при ожирении) постоянная дневная сонливость сочетается с нарушенным ночным Сон (биол.) Летаргия проявляется либо в засыпании на часы - дни, при котором больных не удаётся разбудить, либо в более длительной гиперсомнии, обычно с пробуждением для приёма пищи и отправления физиологических функций.

Лечение нарушений Сон (биол.) зависит от характера основного заболевания. Необходима нормализация эмоциональной сферы путём правильной организации труда и отдыха, приёма психотропных средств и психотерапии. Снотворные средства применяют лишь на фоне причинного лечения и только по назначению врача. Целесообразно начинать с небольших доз наиболее лёгких снотворных, длительно принимать препарат без повышения дозы. Полезно выработать индивидуальные приёмы засыпания. При нарколепсии используют препараты, активирующие деятельность мозга. Основное средство лечения пиквикского синдрома - снижение веса. Периодическую спячку психогенной природы лечат как невроз; при летаргии вследствие органического поражения мозга - лечение соответствующего заболевания.
Лит.: Вейн А. М., Нарушения сна и бодрствования, М., 1974.
  А. М. Вейн.