Каково биологическое значение сна

СОН. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СНА. СНОВИДЕНИЯ

Сон обеспечивает всем органам возможность восстановить нормальное функционирование, что необходимо центральной нервной системе. Во сне мы проводим треть своей жизни, он необходим нам так же, как пища и вода.

Во время сна у нас систематизируется информация, полученная в течение дня, из оперативной памяти стирается избыточные факты, остается только то, что нужно человеку для дальнейшей жизнедеятельности и то, что было получено перед сном.

Фазы сна

1. Засыпание. В этот момент на ЭЭГ регистрируется высокоамплитудный альфа-ритм, который переходит в низкоамплитудный медленный тета-ритм. Человек испытывает дремоту (полусонные мечтания, иногда сноподобные галлюцинации). Уменьшаются мышечная активность, частота дыхания и пульса, замедляется обмен веществ и понижается температура.

2. Неглубокий сон. В ритме ЭЭГ доминируют тета-волны, появляются и так называемые сонные веретена — сигма-ритм, представляющий собой учащенный альфа-ритм. Сознание отключается, продолжается снижение тонической мышечной активности. Сердечный ритм замедляется, температура тела снижается, глаза неподвижны. Занимает около 45–55% общего времени сна.

3. Медленный сон. Стадия определяется как третья, если дельта-колебания (высокоамплитудные и низкочастотные) занимают чуть менее 50% от всех регистрируемых колебаний.

4. Глубокий дельта-сон. Преобладают дельта-колебания (более 50%). Третью и четвертую стадии часто объединяют, называя их дельта-сном. В это время человека разбудить очень сложно. Именно на этой стадии возможны приступы лунатизма, ночные ужасы, разговоры во сне и энурез у детей (за счет максимального расслабления всех сфинктеров).

5. REM-cон. Возрастает активность коры головного мозга, которая проявляется альфа-ритмом и движениями глазных яблок под закрытыми веками. Учащаются сердцебиение и дыхание, поднимается температура, однако мышцы максимально расслаблены. В это время люди видят яркие и эмоциональные сновидения, которые часто помнят, если проснулись в эту фазу. REM повторяется каждые 90 минут и составляет около 25% от общей продолжительности ночного сна.

На сегодняшний день выделяется 4 группы факторов, предопределяющих суточный сон:

Эндогенные — связанные с утомлением организма и с повышенной секрецией анаболических гормонов. (серотонин, норадреналин, гамма-оксибутирата, дельта-пептид и др..).

Циркадные ритмы. («Внутренние часы»).

Безусловные — покой, темнота, положение тела и сенсорная монотонность, влияние температуры и атмосферного давления.

Условнорефлекторные — привыкание к конкретному времени засыпания, к его продолжительности и пр.

Непосредственно перед сном наступает состояние сонливости, снижения активности мозга, характеризующееся:

снижением уровня сознания;

понижением чувствительности сенсорных систем;

ослаблением частоты сердечных сокращений(ЧСС),

снижением секреторной деятельности желёз (слюнных → сухость слизистой рта; слёзных → жжение глаз, слипание век).

Профессор Ричард Р. Будзин в Лаборатории исследований сна при Университете в Аризоне много лет изучал расстройства сна и рекомендовал методику быстрого засыпания, основанную на шести этапах. Советы включают в себя: ложиться спать, только когда хочешь спать, использовать постель только для сна, не лежать в постели больше 10 минут, если не получается заснуть — сделать так, чтобы кровать ассоциировалась только с быстрым засыпанием, просыпаться утром по будильнику в одно и то же время, не спать днем.

Медленный сон

1.Снижение мышечного тонуса

2.Урежение дыхания и пульса

3.Отсутвие движения глаз

4.Качественное изменение активности мозга

5.Ослабление обмена веществ и температуры тела

6.Длительность медленной фазы сна составляет примерно 15 минут

Быстрый сон

1.Тонус мышц падает до нуля

2.Усиливается мозговой кровоток

3.Движения глазных яблок, мышечные сокращения в отдельных группах

4.Подъемы и падения кровяного давления

5.Мозговая активность бодрствования

6.Активная деятельность всех внутренних органов

7.Повышение обмена веществ, учащение пульса, частое дыхание

8.Продолжительность фазы быстрого сна – около 20-25% от общего времени

Сновидения

Наука, изучающая сон называется сомнология, сновидения — онейрология. Сновидения считаются связанными с фазой быстрого движения глаз (БДГ). Эта стадия возникает примерно каждые 1,5—2 часа сна, и её продолжительность постепенно удлиняется. Она характеризуется быстрым движением глаз, стимуляцией варолиева моста, учащённым дыханием и пульсом, и временным расслаблением скелетных мышц тела. Новейшие исследования доказывают, что сновидения возникают также и во время медленного сна. Но только эти сны короче и не такие эмоциональные.

Все люди способны видеть сны, но не всегда могут о них вспомнить после пробуждения. Некоторым сны вспоминаются тусклыми и обесцвеченными, другим, напротив — яркими и насыщенными. Утверждение о том, что люди видят чёрно-белые сны, связано, скорее, с тем, что во сне они не воспринимают цветов вообще, в том числе чёрных и белых, а лишь образы предметов. Красочные сны обычно свойственны детям или людям с развитым воображением. Особой разновидностью снов являются осознанные сновидения, в которых человек осознаёт, что он спит, и иногда — пытается управлять сновидением.

Если за средний возраст принять 70 лет, то из них человек спит около 23 лет, из которых 8 видит сновидения. Т.е остальные 15 лет сна проходят без сновидений.

Заключение

— снижается артериальное давление и замедляется частота сердечного ритма;

— замедляется метаболизм в организме;

— снижается мышечный тонус;

— понижается чувствительность дыхательной системы и замедляется дыхание;

— подавляется кашлевой рефлекс;

— усиливается секреция гормона пролактина, стимулирующий рост молочных желёз, увеличивающий лактацию, влияющий на детородную функцию;

— выделяется гормон соматотропин или гормон роста, способствующий росту трубчатых костей, усиливающий синтез белка, снижающий способность организма к отложению подкожного жира, действующий на углеводный обмен, оказывающий иммуностимулирующее действие, усиливающий поглощение кальция костной тканью;

— стимулируется секреция гормона лютропина у мужчин, что способствует выработке тестостерона, и подавляется его выделение на первой фазе менструального цикла у женщин, благодаря чему осуществляется овуляция;

— снижается активность тиреотропного гормона, который воздействует на рецепторы щитовидной железы, способствует поглощению йода и является важнейшим регулятором роста во всех тканях организма;

— уменьшается активность гипофизарно-надпочечниковой системы, благодаря чему восстанавливается работа сердечнососудистой и нервной системы, подавляется рост опухолевых клеток, депрессивные расстройства, диабетические расстройства;

— выделяется эпифизом мозга гормон мелатонин, который отвечает за регулировку сна и бодрствования.

— снижается температура тела и чувствительность к изменениям температуры окружающей среды;

— усиливается кровообращение периферической кровеносной системы;

— снижается активность работы желудочно-кишечного тракта.

Список литературы

Ковальзон В.М. Основы сомнологии. Физиология и нейрохимия цикла бодрствование-сон. М.: «Бином. Лаборатория знаний», 2011

Н.Н.Данилова, А.Л.Крылова. Физиология высшей нервной деятельности,2005

Источник

Что такое сон и зачем он нужен? Физиология, структура, функции сна

Неслышными шагами подходит он ко мне – приятнейший из воров, и похищает мысли мои, и я застываю на месте… Фридрих Ницше

Каждую ночь все мы засыпаем и спим до утра. Примерно по 8 часов в сутки и около 25 лет за всю свою жизнь. Сон жизненно необходим, притом человек должен спать каждый день и на протяжении достаточного количества времени.

В некоторых случаях мы оказываемся лишены положенной порции сна – например, из-за ночного дежурства на работе. Даже одна ночь без полноценного отдыха ухудшает самочувствие, настроение и работоспособность. Не спать две, три и более ночей подряд – крайне сложно и еще более вредно.

Задокументированный мировой рекорд отсутствия сна составляет 11 дней, он был поставлен полвека назад молодым американцем Рэнди Гарднером. К исходу эксперимента отважный естествоиспытатель находился в состоянии психоза, страдал галлюцинациями и не помнил своего имени. Если вообще не давать человеку спать, примерно через 2 недели он может погибнуть от тяжелых нарушений работы мозга. Зачем нужен сон, чем обусловлена его исключительная важность и что это вообще такое?

Что собой представляет сон

В это сложно представить, но на сегодня абсолютного определения сна не существует. Если дать приблизительное описание термина, то сном называют нормальное физиологическое состояние, при котором у человека понижена реакция на окружающий мир и целью которого является отдых и восстановление.

Раньше люди весьма примитивно представляли себе физиологию сна. Они считали, что во время сна душа покидает тело и путешествует по свету (глобальному информационному полю? астральному миру?). То, что она видит на протяжении своего «путешествия», человек запоминает как сновидения. Сейчас можно с уверенностью говорить о том, что в астрал мы во сне не выходим. Однако происхождение сна все равно полно загадок. Человечеству десятки тысяч лет, и за это время мы так и не выяснили, что такое сон! Сомнология – наука о сне – возникла лишь около 50 лет назад, и за это время, несмотря на достаточно бурное свое развитие, она еще не успела дать ответы на вопросы о физиологии сна и его функциях.

По факту совершенно очевидными являются лишь три вещи.

Тонкости ученым пока неизвестны. Однако они смогли изучить структуру сна и описать некоторые процессы, происходящие в организме то время, когда человек спит.

Структура сна

Большинство людей спят один раз в сутки, ночью. Со стороны сон выглядит достаточно монотонно, предсказуемо, даже скучно: человек ложится вечером в постель, закрывает глаза и остается в постели до утра. Однако на самом деле сон – явление очень динамичное. Это было доказано исследованием процессов, которые происходят у спящих в мозгу.

Ни для кого не секрет, что организм человека производит слабое электричество. При работе сердца, мышц и других органов возникает электромагнитное поле. Особенно активным «электрогенератором» является головной мозг. Его биоэлектрическая активность значительно меняется на протяжении ночи. Изучение этой активности при помощи энцефалографии и позволило специалистам узнать о структуре сна и выделить его циклы, фазы и стадии.

Обычная продолжительность ночного сна составляет 7-8 часов. Этот период состоит из нескольких (4-5) одинаковых «кусочков», которые называются циклами. Каждый цикл включает определенную последовательность фаз и стадий.

После того как человек засыпает, он погружается в фазу медленного сна. «Медленным» такой сон назван потому, что на его протяжении глаза человека под закрытыми веками совершают медленные плавающие движения.

I стадия медленного сна (иногда ее также называют дремотой) наступает сразу после засыпания. Это самый поверхностный сон, который легко потревожить; если разбудить человека во время I стадии сна, он зачастую отрицает, что успел уснуть. По времени I стадия длится не более 5% от продолжительности всего сна.

II стадия медленного сна, во время нее на энцефалограмме спящего появляются специфические феномены – «сонные веретена» и «К-комплексы». В одном недавнем исследовании была определена их связь с состоянием памяти, хотя окончательно их функция еще не ясна. Во II стадии сон постепенно углубляется, хотя это – все еще поверхностный сон. Его длительность достигает до 60% от всего времени сна.

Ранее в медленном сне выделяли еще две глубоких стадии – III и IV. Однако не так давно Американская Академия Медицины сна объединила их в одну – дельта-сон, или медленный глубокий сон. Он наступает после II фазы. В это время у человека максимально снижаются температура тела и частота сердцебиений, падает тонус мышц, выделяются многие важные гормоны. Это самый глубокий сон, разбудить человека в этот период сложнее всего. На протяжении дельта-сна у спящего возникают первые сновидения, а еще эта стадия – самая уязвимая для различных нарушений. Именно при расстройствах дельта-сна у человека возникают лунатизм, ночные ужасы, энурез, разговоры во сне.

После дельта-сна наступает быстрый сон (REM-сон, стадия сна с быстрыми движениями глаз). Момент перехода можно определить даже в том случае, если человек не «подключен» к энцефалографу. Достаточно просто посмотреть на спящего со стороны. Во время быстрого сна возникают быстрые движения глаз. Состояние мозга спящего в это время напоминает таковое при бодрствовании, учащается дыхание и сердцебиение. В быстром сне человек видит наибольшее количество сновидений, и если разбудить его в эту фазу, он их очень хорошо помнит. Однако в целом пробуждение при быстром сне почти так же затруднено, как и при глубоких стадиях медленного сна.

Интересная особенность быстрого сна заключается в том, что у спящего падает тонус мышц тела – фактически он становится парализован. Предполагается, что назначение этого феномена в том, чтобы человек не повторял движения, которые он совершает в своих сновидениях.

После окончания стадии быстрого сна завершается и весь «сонный» цикл. Мозг на короткое время подбуживается, а затем переходит к следующему циклу, который включает идентичную последовательность фаз.

Один цикл длится около 90 минут. Именно поэтому утреннее пробуждение легче всего происходит тогда, когда с момента засыпания происходит количество времени, кратное 1,5 часам. Человек просыпается на границе двух циклов сна, когда его сон наиболее поверхностный, и перейти к бодрствованию легче всего.

Функции сна

На вопрос о том, зачем нужен сон, каждый ответит: чтобы организм отдохнул! Но отдыхает ли он на самом деле?

Да, во сне расслабляются мышцы, снижается скорость обменных процессов, все органы работают вполсилы. Но изменения, происходящие в мозге спящего, не позволяют сказать, что нервная система тоже отдыхает.

Есть такое выражение: «Смена деятельности – лучший отдых». Для головного мозга сон – это всего лишь смена деятельности, но никак не расслабление. Всю ночь в нервных центрах кипит работа – мозг реализует функции сна.

Итак, зачем человек должен спать?

Нарушения сна

Сон человека может пострадать от разных внутренних и внешних причин. Всего по современной классификации существует 89 болезней сна. Их изучает наука сомнология.

Среди заболеваний сна наиболее часто встречаются разные виды бессонницы (10-15% населения – хроническая бессонница, до 40% – эпизодическая), храп (треть взрослых людей), синдром обструктивного апноэ сна (4-7%), синдром беспокойных ног. Реже сомнологи сталкиваются с другими расстройствами.

Есть и заболевания, которые ни разу не встречались большинству докторов – до того они редкие. Например, существует генетическое расстройство под названием фатальная семейная бессонница. За всю историю медицины случаи этой болезни были зарегистрированы у представителей лишь 40 семей в мире.

В нашей стране сомнология только начинает развиваться. Всего на территории России существует около 50 сомнологических центров, кабинетов и лабораторий сна – для сравнения, в США их около 5000.

С различными «сонными» расстройствами лучше обращаться напрямую к специалистам-сомнологам. Они знают, как именно диагностировать те или иные заболевания и что делать, чтобы каждый пациент вернул себе способность хорошо и крепко спать.

Источник

Биологические ритмы, сон и его значение

Урок 60. Биология 8 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Биологические ритмы, сон и его значение»

Что мы знаем о меняющихся условиях на нашей планете? Это сезонные изменения количества поступающего света в наших широтах, связанные с движением Земли вокруг Cолнца. А количество света обусловливает изменение температуры.

Это суточные изменения количества света, связанные с вращением Земли вокруг своей оси. Так мы наблюдаем последовательную и обязательную смену дня ночью.

Это и периодические приливы, и отливы водной оболочки Земли, связанные з движением Луны вокруг Земли.

Перечисленные изменения практически постоянны в своей периодичности, то есть ритмичны. Поэтому живые организмы волей-неволей оказались зависимы от этих ритмов и вынуждены были отреагировать на них своими.

Биологические ритмы – это периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений.

И самым наглядным изменением таких процессов и явлений будет, несомненно, изменение суточной активности человека. Которая состоит из чередования бодрствования и сна.

Наука сомнология (от лат. somnus — сон и греч. λόγος — учение) (да-да, есть и такая наука) активно развивается всего несколько десятилетий. Поэтому всё самое интересное о третьей части жизни человека, а именно столько человек проводит во сне, впереди.

Что же нам известно сегодня? Итак, сначала только факты, а затем несколько предположений.

Сон – это особое функциональное состояние организма человека, которое характеризуется неподвижностью, почти полным отсутствием реакций на раздражения и понижением активности ряда физиологических процессов. Но это состояние следует отличать от других подобных, с которыми вы встречались ранее на примере животных.

Кроме человека спят и другие млекопитающие, птицы, рыбы и некоторые насекомые. Сон необходим каждому человеку. Доказательством его биологической значимости является тот факт, что человек так и не смогли отказаться от привычки спать.

Физиологическое состояние спящего человека. У него становится более редким дыхание, снижается обмен веществ, кровяное давление, частота сердечных сокращений и мышечный тонус. Во время сна ослабевает контакт организма с внешней средой – снижается слух, обоняние, осязание, заторможены условные рефлексы и, как результат, становится невозможной целенаправленная деятельность.

Сон является одной из фаз суточного биоритма (сон – бодрствование) и выполняет приспособительную функцию – создаёт условия для переработки информации, полученной в период бодрствования.

Считают, что сон обеспечивает протекание в мозге восстановительных процессов. Клетки и ткани нашего организма во время сна получают определённую долю независимости и могут осуществлять местную саморегуляцию.

Однако проникнуть в глубину процессов, происходящих в мозге человека, удалось только с изобретением механизма для изучения электрических процессов мозга – электроэнцефалографии.

Первые сведения об электрогенных свойствах нервов и мышц появились в далёком 1849 году. А первая электроэнцефалограмма (сокращённо ЭЭГ) спустя почти 100 лет только с развитием соответствующей техники.

Какие же подробности о сне известны сейчас?

В ходе многочисленных исследований, было выяснено, что сон состоит из двух качественно различных фаз – так называемого медленного и быстрого сна. Которые последовательно сменяют друг друга.

Медленный сон характеризуется снижением всех функций человеческого организма, отсутствием сновидений и быстрых движений глаз.

Это так называемый non-REM сон (от английского REM — rapid eye movement – быстрые движения глаз). Однако, в состоянии медленного глубокого сна человек может быстро проснуться при воздействии важных для него раздражителей. То есть услышать будильник на стадии медленного сна.

Периодически, каждые 80-90 минут, медленный сон сменяется быстрым (как раз уже REM сон), который составляет приблизительно 20% от всего времени сна. Если человека в это время разбудить, то скорее всего он расскажет нам сон, который только что видел. А глаза у него под закрытыми веками быстро двигались.

Быстрый сон вообще называется парадоксальным. Дело в том, что на этой стадии, которая следует за медленным сном, мозг человека вроде бы просыпается и функционирует, как при бодрствовании. А мышечный тонус, наоборот, резко падает.

Здоровый сон всегда начинается с медленной фазы. Дремота является первой стадией медленного сна и длится 10-15 минут. Далее следует ещё целых четыре стадии во время которых сон становится всё более глубоким.

Затем наш организм переходит в фазу быстрого сна, в которой, как мы уже сказали, как бы просыпается. Далее активность мозга вновь снижается, и мы переходим к медленному сну.

Такое чередование фаз сна за время нашего отдыха сменяется 4-5 раз. К пробуждению доля медленного сна уменьшается, чередование фаз нарастает, а фаза быстрого сна увеличивается. Организм готовиться к пробуждению. Проснувшись в стадии быстрого сна, вы будете иметь все шансы встать, как говорится «с той ноги» и продуктивно провести весь день.

Собственно, своё пробуждение человек может элементарно рассчитать. Приблизительно каждая смена медленного и быстрого сна составляет 2 часа. Если вам не удалось лечь спать пораньше, чтобы получить свои «законные» 8 часов полноценного отдыха, лучше тогда уже ещё немножко подождать с засыпанием, рассчитав так, чтобы проснуться в стадии быстрого сна.

На стадии быстрого сна, человек видит сновидения. Что же такое сновидения?

Сновидения – это более или менее яркие и сложные события, картины, живые образы, которые возникают у человека, который спит. Они являются результатом деятельности нервных центров, которые остаются активными во время сна.

Одной из основных функций снов, как считают учёные, является стабилизация эмоционального состояния человека. Которое просто необходимо восстанавливать во избежание перегрузки нервной системы различными видами эмоций во время бодрствования.

Примеров этому множество.

Известный немецкий химик Кеккуле так и писал: «Учитесь видеть сны». Однажды во сне он увидел танцующие молекулы, которые чем-то напоминали змей. Внезапно одна из них укусила себя за хвост, образовав кольцо. Проснувшись и вспомнив сон, учёный предложил свою знаменитую формулу бензола – кольцо из шести атомов углерода.

Химия вообще известна своей приверженностью к сновидениям. Так, гениальный Менделеев во сне увидел таблицу, которая отражала порядок размещения химических элементов в соответствии с их свойствами.

Систематические исследования роли сновидений были проведены австрийским врачом-психиатром Зигмундом Фрейдом. Рассматривая сны как своеобразный и достаточно важный язык мозга, он отметил, что они являются продуктом нашей собственной психической активности.

Ложиться спать и вставать утром в одно время. Соблюдение режима дня применительно и ко сну приведёт вас к небывалым успехам в вашей жизни исключительно за счёт укрепления здоровья без всяких лекарственных препаратов, физических упражнений и так далее. Физическую культуру и спорт никто не отменял, конечно. Но без соблюдения режима дня и режима сна, в частности, вы никогда не достигните максимального коэффициента полезного действия от своих здоровых увлечений.

Непосредственно перед сном не рекомендуется напряжённая умственная деятельность, подвижные шумные игры и развлечения: это всё возбуждает нервную систему и нарушает сон.

Не засыпайте «в обнимку» со своим смартфоном или планшетом. Это также держит мозг в умственном тонусе независимо от воспринимаемой информации.

Полезно погулять на свежем воздухе, принять тёплый душ. Принимать пищу нужно не позднее чем за 1,5-2 часа до сна.

Спать рекомендуется в хорошо проветренном помещении, зимой – при открытой форточке, летом – при открытом окне.

И помните – лишение человека сна считается одной из самых страшных пыток, которые только придумывало человечество. Поэтому берегите свой сон и приятных сновидений!

Источник