Что происходит во время сна с мозгом

Сон — одно из самых загадочных явлений, связанных с мозгом. Наши сновидения и специфическое поведение спящего человека в равной степени интересуют и нейробиологов, и психологов, и психиатров. Почему мы видим сны, зачем они нужны и как их понять?

К счастью, к XXI веку наука узнала об этом феномене уже достаточно много и способна заполнить наши пробелы в знаниях.

Когда мы засыпаем, мозг последовательно проходит 5 стадий сна и повторяет этот цикл вплоть до пробуждения. Начинается засыпание с фазы медленного сна, затем следуют неглубокий сон, медленный сон, глубокий дельта-сон и фаза быстрого сна. Все сновидения мы видим на последних 2 фазах, а самые яркие — на финальной.

Все процессы организма, в том числе и мозга, по мере засыпания замедляются и достигают своего пика к 4-й фазе. Но самое интересное происходит на последней: активность мозговых процессов резко растет и становится такой же, как в состоянии бодрствования. Учащается сердцебиение и дыхание, повышается давление. При этом тонус мышц остается таким же низким, как и на стадии глубокого сна.

На этой фазе мы видим самые яркие сновидения и кошмары. На дельта- и быстрый сон приходится всего 20 % времени, остальное занимают первые 3 фазы.

Ученые считают, что во сне мы обрабатываем информацию, полученную за день. Предполагается, что на 4-й фазе происходит закрепление воспоминаний, а на 5-й — их обработка, анализ.

На последней фазе сознание связывается с подсознанием. Благодаря этому мы видим новые интерпретации произошедших событий, придумываем решение задач, до которых не додумались днем. Не зря говорят, что нужно «переспать» с проблемой, прежде чем ее решать. Во сне мозг действительно работает и может подсказать полезный совет.

Также считается, что сны имеют терапевтический эффект. Ночью происходит обработка эмоциональной части пережитых нами событий, после чего мы начинаем относиться к ним гораздо спокойнее.

Психологи говорят, что хотя бы раз или изредка кошмары бывают у 70 % людей. Как и обычные сны, кошмары помогают организму переработать стресс, полученный за время бодрствования. Так психика справляется с неприятными эмоциями и сложными ситуациями. Поэтому накануне экзамена или после крупной ссоры неприятные сны вполне закономерное явление.

Иногда кошмары могут вызвать и внешние факторы: алкоголь, антидепрессанты и другие таблетки, меняющие работу мозга. Плюс чаще видят кошмары люди, находящиеся в низком энергетическом состоянии — апатии, депрессии, общей усталости и т. д.

Таким образом, редкие кошмары могут быть даже полезны и имеют терапевтический эффект. Но если они мучают постоянно, то нужно, конечно, обратиться к врачу.

В том, что сновидения стираются почти сразу после пробуждения, нет никакой мистики. Мы забываем их по той же причине, что и мысли, которые появляются у нас в течение дня. Ни те, ни другие не маркируются мозгом как что-то важное и потому быстро уходят из памяти.

Но некоторые мысли мы прокручиваем в голове постоянно, другие имеют высокий эмоциональный заряд. Их мозг помечает как «нужные» и оставляет. Точно так же дело обстоит и со снами: яркие, приятные или, наоборот, очень страшные сновидения мы можем помнить годами и пересказывать всем знакомым.

Чтобы что-то отложилось в памяти, оно должно нести определенный эмоциональный заряд или часто повторяться, чтобы доказать свою важность. Большинство снов не имеют ни того, ни другого, поэтому быстро уходят из памяти.

Повторение больше характерно для неприятных сновидений. Падение, погоня, смерть. Иногда кошмары бывают более предметными: снится, что провалил экзамен накануне его сдачи или забыл надеть штаны на свидание.

Иногда нам снится то, чего мы боимся, в конкретном виде. Иногда плохой абстрактный сон связан с нашим плохим состоянием. Но в обоих случаях он должен оказать на нас эмоциональное воздействие. Если это произойдет, он может повториться снова, если мы снова окажемся в подобной ситуации или состоянии.

Например, сон о провале экзамена может повторяться и перед собеседованием, и перед свадьбой — перед любым стрессовым событием. А абстрактный кошмар может снова появиться во время болезни, если в первый раз он приснился из-за высокой температуры.

Расшифровкой сновидений интересуются как обычные люди, так и именитые психоаналитики. В частности, много исследований на эту тему провел Карл Юнг. Но, чтобы разбираться в человеческих снах на таком глубинном уровне, потребуются годы, а интерпретация «ночных» событий по готовым шаблонам и сонникам толку не даст.

Но все же обратить сновидения себе на пользу можно. Ведь выше мы говорили, что сны — это наши личные переживания, а не коллективный человеческий опыт. В первую очередь нужно провести исследования и записывать сны хотя бы какое-то время. Так можно выявить повторяющиеся в них мотивы и эмоции.

Если такие есть — источник их можно смело искать в реальности, ведь именно отсюда сны и берутся. Если благодаря им вы найдете причину своего тревожного состояния, скрытого недовольства или страха — это и будет настоящая польза.

Судя по всему, да. В 2011 году ученые Массачусетского технологического института провели эксперимент: они пустили несколько мышей в лабиринт и отслеживали их мозговую активность на разных его участках. То же самое повторили, когда мыши спали. Оказалось, что в определенный промежуток сна активизировались те же участки, что и на разных этапах прохождения лабиринта.

Это дает возможность предполагать, что ночью мыши, как и люди, закрепляли воспоминания и обрабатывали полученный опыт. А если это способны делать мыши, значит, могут и другие высокоразвитые млекопитающие.

Так что, если ваша кошка или собака во сне издает звуки и дергается, вполне вероятно, она видит сон, а может, даже настоящий кошмар.

Мозговая активность сохраняется в процессе сна. Отделы центральной нервной системы, отвечающие за слух, зрение, обоняние, тактильную чувствительность, двигательные функции, решают всевозможные задачи, которые жизнь ставит в моменты бодрствования. Разберёмся подробнее, что происходит с мозгом во время сна.

Знакомимся со структурой сна

Полноценный отдых обеспечивается последовательным чередованием медленного и быстрого сна. Комплекс из обеих фаз – законченный цикл. Ортодоксальная фаза у взрослого человека составляет до 75%, а парадоксальная – четверть структуры сна. За ночь может происходить последовательная смена четырёх-шести циклов продолжительностью от восьмидесяти до ста минут.

Длительность медленноволновой фазы вначале больше, а к моменту пробуждения укорачивается, уступая время REM-сну. Ортодоксальная фаза подразделяется на четыре периода (учёные называют их стадиями) – дремоту, медленную глубину, ритм «сонных веретен», дельта-волны. БДГ-фаза также неоднородна, включает эмоциональную и неэмоциональную стадии.

Мозговая активность во время ночного отдыха

Здоровый сон обеспечивает полноценную работу всего организма. Сонная особа не сможет управлять автомобилем или решить математическую задачу. Учёные доказали, что мозг не отключается во время сна, происходит обработка полученных за день знаний, отрицательных эмоциональных переживаний, консолидация памяти. Запускается дезинтоксикация мозговых структур, повышается активность иммунной системы, восстанавливается работа внутренних органов. Основной гормон ночи – мелатонин, вырабатываемый эпифизом, защищает от преждевременного старения.

Главный орган человека, его строение и функции

Нервная система выступает главным регулировщиком, обеспечивающим согласованную деятельность всего организма. Анатомы подразделяют её на центральный отдел (головной и спинной мозг) и периферический (нервы). Скопления клеток образуют серое вещество, а волокна с миелином – белое. Мозг человека состоит из двух долей, покрытых корой, ствола и мозжечка.

Попробуем разобраться, какая часть мозга отвечает за сон.

Внимание! Ученые доказали, что анатомических изолированных центров сна и бодрствования не существует.

Нейрофизиологи выделяют три вида зон:

• обеспечивающие функцию ортодоксальной фазы;
• структуры, «ответственные» за БДГ;
• регуляторы циклов.

Гипногенные центры – это скопления нейронов. Деятельность ретикулярной формации спинного, базальных отделов переднего мозга и таламуса обеспечивает генерацию засыпания. Ретикулярная формация среднего мозга, вестибулярные ядра продолговатого, верхнее двухолмие относятся к центрам, поддерживающим парадоксальную фазу. Отдельные области коры и голубоватое пятно (locus coeruleus) регулируют смену фаз.

Поведение мозга в разных фазах сна

Учёные подробно описали работу мозга во сне. Картина электроэнцефалограммы при дремоте соответствует ЭЭГ в периоде спокойного состояния, отдыха (альфа-ритм). Вторая фаза медленного сна отличается регистрацией сонных веретен – всплесков активности волн с высокой частотой и низкой амплитудой (сигма-ритм).

Электрические импульсы во время глубокого сна (третьей фазы ортодоксальной стадии) отличаются большой амплитудой и малой частотой. Они называются дельта-волнами, никогда не регистрируются при бодрствовании.

Человек последовательно погружается в ещё более глубокое царство Морфея. Происходит понижение температуры тела, замедление пульса, дыхания, уменьшение мозговой активности. И внезапно после двадцати-тридцати минут четвёртой фазы мозг перестраивается и перемещается во вторую фазу медленного сна, словно хочет проснуться. Но вместо пробуждения часть мозга, отвечающая за сон, приводит его к следующей фазе – парадоксальной.

Необычность её удивительна: тело и мышцы полностью выключаются, а мозговая деятельность соответствует периоду бодрствования.

Важно знать! Во время сна активность мозга наиболее высока именно в период REM-фазы. У человека возникает скачок артериального давления, происходит учащение частоты дыхания и сердечных сокращений, наблюдается гипертермия. БДГ-фаза совмещает отключение двигательной функции и усиление — мозговой.

В эмоциональную стадию регистрируется тета-ритм. В неэмоциональную – он ослабевает, уступая место усилению альфа-ритма.

Сознание и подсознание

Тета-ритмы быстрого сна продуцирует гипоталамус – отдел мозга, сохраняющий активность в период бодрствования, а также главный в нейроэндокринной регуляции, коррекции гомеостаза, участвующий в формировании памяти и эмоций. Засыпание отключает воздействие коры, рассудок освобождается от рамок условностей в то время, как подсознание продолжает работать. Благодаря активности подкорковых структур возникают оригинальные идеи и приходят нетрадиционные решения.

Суть ночной работы головного мозга

Значение процесса огромно. Взрослому необходимо спать не менее семи часов в сутки. Если бы функция сна ограничивалась лишь физическим отдыхом, природа не заставляла бы человека на треть суток полностью отключаться от реальности.

Исследователи проследили, что происходит с мозгом во время сна:

• Функциональные связи отдельных частей мозга временно прекращаются в период медленного сна.
• В парадоксальную фазу происходит обмен информацией между церебральными структурами.
• Обрабатываются и сортируются воспоминания.
• Строятся ассоциативные цепочки.
• Межклеточное пространство очищается от токсинов.

Важно знать! Отмечен удивительный феномен – необходимость сна для организма обратно пропорциональна интенсивности умственного напряжения. Мозг человека, расслабляющегося у телевизора, желает отдыхать больше, чем в период подготовки к защите диссертации.

Формирование сновидений

С древнейших часов и до настоящего времени не угасает интерес человечества к вопросу о том, почему снятся сны.

Онейрология не указывает конкретного механизма возникновения ночных сюжетов и переживаний, но предлагает список интересных гипотез.

Краткий перечень некоторые из них:

• Теория Фрейда о том, что сюжет сна индивидуума отражает его скрытые желания.
• «Действенно-синтетическая модель» Алана Хобсона поясняющая сновидения результатом случайных электрических импульсов.
• «Теория постоянной активации» Чжан Цзе – сны возникают в состоянии передачи информации на хранение в отделы долговременной памяти.
• Причина возникновения снов кроется в процессе упорядочения полученных знаний, способствует их запоминанию.
• «Тренировка опасных ситуаций» объясняет биологическую функцию сновидений моделированием стрессовых жизненных событий.

Известный психиатр Хартман допускает, что сны возникли в процессе эволюции человечества как лечебный механизм для избавления от отрицательных переживаний, сохранения психического здоровья. Доказано – сновидения продуцируются мозгом в фазу БДГ-сна. В 2004 году в ходе экспериментов удалось подтвердить, что за возникновение ночных грез отвечают части мозга, формирующие эмоции и зрительные восприятия.

Методы исследования мозговой активности

В неврологии применяются различные методы исследования. Одни из них дают представление об анатомической картине, помогают выявить опухоль, абсцесс или врожденную аномалию. Это – магнитно резонансная либо компьютерная томографии, ультразвуковая диагностика, некоторые другие. Существуют методики регистрации электрических потенциалов мозга, позволяющие оценить его функциональное состояние:

• Реоэнцефалография – исследование системы артерий и вен головы. Записывается значение сопротивления тканей при воздействии на них слабого электрического тока.
• Магнитоэнцефалография – регистрация магнитных полей, возникающих в результате церебральной активности.

Совет! Чтобы понять, отдыхает ли мозг во время сна, наиболее часто используется электроэнцефалография – запись импульсов из различных частей мозга. ЭЭГ помогает диагностировать нарушения, выявить локализацию очага, конкретизировать нозологию, оценить качество лечения.

Феномен гипнопедии

В связи с увеличивающимся потоком информации возрастает интерес к феномену гипнопедии – обучению в процессе физиологического сна. Предложение рекламных агентов проснуться утром с хорошим объемом знаний заманчиво. Не будем вступать в спор ни с противниками, ни с последователями данного метода, лишь напомним несколько рекомендаций:

• Необходимость обязательной работы над усвоением материала в период бодрствования.
• Категорическое запрещение заниматься гипнопедией самостоятельно — это может вызвать нарушения психики.
• Соблюдение режима.

Для полноценного усвоения важно, чтобы мозг успел пройти необходимое число циклов. При недостаточном времени сна, человек рискует получить дневную сонливость, а не свежие знания.

Патологии мозга: влияние на качество сна

Любая болезнь отрицательно сказывается на качестве сна. В свою очередь, диссомнии являются факторами риска соматических заболеваний – гипертонии, сахарного диабета, рака, поражений щитовидной железы, ожирения.

Болезни головного мозга – новообразования, кисты, эпилепсия, воспаление мозговых оболочек, травмы и цереброваскулярная патология вызывают нарушения памяти, двигательных, речевых функций. Они  не только являются причиной проблемного засыпания, но и способствуют изменению структуры сна.

Заключение

Для нормальной жизнедеятельности важно не только соотношение сна и бодрствования, но и соблюдение циркадных ритмов. Даже при отключении сознания, мозг человека не останавливает работу. Активность этого важнейшего органа в момент погружения в объятия Морфея изучена достаточно, однако, остаётся масса вопросов, ответы на которые предстоит найти.