Про сон и про не сон

Удивительная загадка сна волнует людей с древних времен. Сон как отдых представляет собой отточенный эволюцией природный механизм восстановления сил и ресурсов любого организма. Поговорим о нас с вами.
Как это работает?

Цикл сон-бодрствование контролируется головным мозгом с учетом множества факторов, такие как собственные биоритмы человека, освещенность, степень утомления, уровень стресса и др.

Зафиксировать «документально» картину сна помогают современные приборы. Еще XX век принес в медицину электроэнцефалографический метод исследования (ЭЭГ). Он фиксирует электрические импульсы, генерируемые нервными клетками головного мозга (точнее, их следствие — разницу потенциалов на коже головы исследуемого).

Процессы покоя-сна и возбуждения-бодрствования характеризуется так называемыми Альфа, Бета, Гамма, Дельта и Тэта ритмами, что хорошо видно на графических результатах исследований. Более подробно об этом в этой статье.

Процессы торможения и возбуждения контролируется гормонами и нейротрансмиттерами, концентрация которых в определенных участках головного мозга достигает определенной величины. Речь идет о разных участках, — один отвечает за торможение, другой за возбуждение.

Нейротрансмиттеры или нейромедиаторы — химические вещества, вырабатываемые для передачи импульсов от одной нервной клетки к другой.

Центры возбуждения и торможения блокируют друг друга, как только одна из сторон начинает доминирование. Чтобы система не работала как простой переключатель, предусмотрен стабилизирующий компонент. Это гормон орексин (гипокретин).

Он возбуждает центры бодрствования, не отключая при этом центров сна. Переход ко сну становится постепенным. Именно этот гомон ответственен за редкую болезнь нарколепсию, которая характеризуется внезапными приступами сна.

Итак, для перехода к стадии сна необходимо, чтобы вся система возбуждения ослабла, а активность центров сна усилилась.

Не сон

В ХХ веке был обнаружен в стволе головного мозга центр возбуждения — так называемая ретикулярная формация. Здесь концентрируются нервные клетки, несущие импульсы от рецепторов органов чувств. Область также включает центральные отделы спинного мозга и отвечает за рефлексы.

Область, получившая название за свой голубоватый цвет «голубое пятно», является важнейшей частью упомянутой ретикулярной формации. Отвечает за физиологическую реакцию на напряжение, тревогу, возбуждение, чувство страха. Здесь вырабатывается норадреналин — возбуждающий медиатор.

На сегодняшний день утверждается, что система возбуждения представляет собой два пучка нервных связей ведущих к коре больших полушарий. Один пучок начинается в ретикулярной формации, другой в «голубом пятне».

Человеческий мозг
строение мозга

1 — промежуточный мозг
2 — средний
3 — мост, продолговатый мозг
4 — ствол
5 — мозжечок
6 — кора больших полушарий

 

Сон

Современная концепция сна, опубликованная в 2005 г. в журнале Nature, предполагает наличие специальных клеток в переднем гипоталамусе, которые представляют собой центр засыпания — ВЛПО (вентролатеральное преоптическое ядро). Именно он создает волну торможения, направленный на подавление центра возбуждения.

Тормозящее вещество здесь ГАМК — гамма аминомасляная кислота. Она подавляет активность нейронов воздействуя на специальные рецепторы. Рецептор представляет собой канал в мембране клетки, который может увеличиваться при связывании с ГАМК. Так через него проходит больше ионов хлора, что приводит к снижению электропроводимости мембраны. Как следствие, связанные между собой нервные клетки становятся менее чувствительными к электрическим импульсам.

Оба центра связаны с другими участками головного мозга сложной сетью связей…

Сонные места
показан эпифиз и гипоталамус

слева эпифиз, справа гипоталамус

ядра гипоталамуса

видны ядра гипоталамуса

 

Хронопорядок

Освещенность, как индикатор смены дня и ночи, играет важнейшую роль в биоритмах сна. Природой предусмотрена возможность оставить на отдых именно ночное время.

Свет, попадая на сетчатку глаза, возбуждает зрительный нерв. Так система нервных связей в гипоталамусе и эпифизе получает информацию о времени суток.

Эпифиз, шишковидное тело, или «третий глаз» — место, где продуцируется гормон мелатонин при понижении уровня освещенности. Его предназначение — тормозящее воздействие, подавление систем бодрствования.

P.S.

Концепция гомеостаза — поддержания биологического и энергетического баланса организма предполагает наличия механизма усталость-восстановление. Этот механизм работает с учетом количества предыдущего отдыха.

Для того, чтобы как следует выспаться, важно не только время, потраченное на сон, но и время предыдущего бодрствования. Чем меньше человек спит некоторое время, тем большее время ему понадобится для восстановления.

Интересные сведения о циклах сна в следующей статье.