Какая часть мозга отвечает за сон

Как устроены сновидения, какая часть мозга отвечает за сон – вопросы, которыми уже много лет задаются исследователи со всего мира. Происходящие после окончания бодрствования процессы по большей части остаются загадкой. Ученым удалось лишь приоткрыть завесу тайны, окутывающую погружение в сон.

Работа мозга по циклам сна

Одним из доказанных фактов является наличие нескольких стадий сна.

Их существование обнаружили в 50-х годах прошлого века, изучая электронные импульсы. Фазы формируют цикл, длящийся 1 – 1.5 часа. В течение ночи смена периодов происходит неоднократно.

Выделяют две основных фазы сна:

1. быстрый;
2. медленный.

В медленной фазе человек постепенно погружается в глубокий сон. Головной мозг посылает спинному сигнал приостановить деятельность нейронов движения. Обмякают руки, ноги, тело полностью расслаблено. Сложно разбудить человека, находящегося в этой фазе.

Через определенный промежуток времени происходит восстановление активности. Наступает быстрая фаза. Самые яркие сновидения спящий видит именно в этот момент. Человек может разговаривать, его очень легко разбудить. Поэтому на вопрос, работает ли мозг во время сна, можно ответить положительно.

Медленная фаза сновидений

Изучая глубокий сон, ученые пришли к выводу, что погружение в него сопровождается определенными процессами.

В это время:

1. замедляются нейронные колебания;
2. расслабляются мышцы;
3. уменьшается число ударов сердца;
4. снижается температура и давление.

В медленном сне орган, который в режиме бодрствования посылает частые волны, практически погружается в спящее состояние. Волны становятся плавными и медленными. Активность снижается.

Большинство исследователей склоняются к тому, что в этой фазе происходит восстановление мозговых функций. Есть ученые, считающие, что даже погружение в глубокий сон не снижает активность некоторых нейронов (находящихся в гипоталамусе и переднем мозге).

Функционирование мозга в быстрой фазе

Работа мозга во время быстрого сна кардинально меняется. Специалисты зафиксировали, что уровень нейронных колебаний во многом повторяет уровень колебаний в режиме бодрствования. Повышается температура, стабилизируется давление. Именно в этой фазе рождаются сновидения.

Органическое соединение, называемое ацетилхолином, способствует возбуждению таламуса. Активная деятельность клеток вызывает появление всплеска нейронов, а в сером веществе вновь выполняется работа, как при бодрствовании. Продолжительность быстрой фазы становится длиннее под утро.

Участок мозга, отвечающий за сновидения

Опытным путем ученые определили, что в центральном отделе нервной системы есть часть, отвечающая за деятельность человека в периоды отдыха и бодрствования. Она называется ретикулярной формацией ведущего ядра мозгового ствола. Переплетение нервных клеток способствует выработке некоторых нейромедиаторов, например, серотонина. Нарушение функций этой зоны вызывает бессонницу. Однако когда человеку снятся сны, мозг отдыхает. Если нет, это может говорить о каких-либо нарушениях.

Регулирование отдыха происходит в гипоталамусе, куда посылают сигналы нервные клетки, содержащие нейромедиаторы. Далее эта информация передается в кору головного мозга.

Получается, что нервные клетки вызывают активную деятельность гипоталамуса и происходит всплеск нейронных колебаний, схожий с тем, что наблюдается при бодрствовании.

Важно, что гипоталамус непосредственно влияет на формирование циркадных ритмов. За это ответственна группа нейронов среднего гипоталамуса. Она получает информацию от сетчатки, которая считывает, светло или темно в помещении. В темноте начинается выработка мелатонина, способствующего быстрому засыпанию.

Исследовательские работы Балкина и Брауна

Ученые Томас Балкин и Аллен Браун провели исследование, главной целью которого было установление точного отдела, ответственного за сновидения, а также выяснение того, отдыхает ли мозг во время сна.

Исследователи воспользовались позитронно-эмиссионным томографом. Данные показали, что в периоды бодрствования и сна активны разные отделы. Когда человек не спит, его поступки регулируются префронтальной корой, а во время отдыха активность проявляет лимбическая система, ответственная за память, эмоции.

Кроме того, результаты эксперимента подтвердили, что отключается зрительная кора, когда человек засыпает, но остается активной экстрастриарная кора, ответственная за визуальные стимулы. Поэтому сновидения часто выглядят достаточно реальными.

Данные исследований Висконсинского университета

Ученые провели еще одно крупное исследование. Для участия в эксперименте отобрали 46 добровольцев. Во время отдыха к испытуемым присоединяли электроэнцефалограф, чтобы следить за изменениями электрических импульсов. Сон при этом был рваным, поскольку участников эксперимента периодически будили.

Люди рассказывали о том, что им снилось в данный момент. Их истории сопоставляли с показателями электрических импульсов. Исследование показало, что в период отдыха снижается работа в отдельной части коры, отвечающей за появление сновидений. Напротив, при отсутствии видений активность повышается. Когда добровольцы говорили об увиденном, нейронные зоны работали более активно.

Эксперимент показал, что регуляция сна зависит от следующих отделов:

• затылочной коры;
• прекунеуса;
• задней поясной извилины.

Замедление мозговой активности перед сном

Ученые сходятся во мнении, что важна не только активность мозга во время сна, но и ее замедление перед ночным отдыхом. Это позволит лучше отдохнуть и убережет человека от бессонницы. Попробуйте следующие методы для снижения мозговой активности:

• установите четкий режим. Засыпайте и просыпайтесь в одно время, вне зависимости от того, будний день или выходной. Используйте будильник;
• перед ночным отдыхом повторяйте определенные действия. Это может быть прием ванны, чтение книги и пр. Но избегайте использования гаджетов;
• создайте тишину, оставьте только приглушенный свет и не ложитесь в кровать с телефоном.

При хронической бессоннице следует получить консультацию врача.

Утреннее пробуждение и усиление мозговой активности

Усиление мозговой деятельности начинается задолго до пробуждения. В среднем в 4 – 5 часов утра организм уже начинает готовиться к новому дню. Увеличивается продолжительность быстрой фазы, человек чаще просыпается именно под утро.

Если же вы тяжело встаете с кровати, попробуйте разбудить себя при помощи нехитрых способов:

• примите бодрящий душ;
• включите любимую музыку;
• когда завтракаете, читайте газету или книгу;
• сделайте зарядку или займитесь медитацией;
• хорошо подкрепитесь.

Ученые еще долгие годы могут спорить о структуре человеческого мозга и его связи со сновидениями. Предположения о том, как работает этот важный орган, неоднократно менялись в процессе исследований. Не так давно считалось, что он полностью отключается при ночном отдыхе, и лишь недавно это мнение опровергли. В одном исследователи сходятся – важно обеспечить качественный отдых для того, чтобы организм работал полноценно. Лучшего средства для восстановления активности, чем сон, пока не существует.

Все млекопитающие и теплокровные существа на планете, и даже и птицы, должны спать. Это особенность организма, которую ученые не могут разгадать до конца и понять, как же она работает. Однако в 50-хгодах прошлого века была изобретена электроэнцефалограмма (ЭЭГ) – это методика, позволяющая следить за тем, что происходит с мозгом во время сна и другими органами и системами. При этом человек спит, его отдых не нарушается, что позволяет получить достоверные данные о функционировании тела.

Однако наиболее актуальным является вопрос о том, как происходит работа мозга во время сна. Ответы на него найдены только частично, но они могут объяснить некоторые важные процессы, происходящие при ночном отдыхе. 

Активность по фазам сна

Раньше считалось, что в спящем состоянии активность мозга постепенно снижается, а потом и вовсе прекращается его деятельность. Однако появление ЭЭГ полностью опровергло эту теорию. Оказывается, что мозг во сне никогда не «дремлет», он проделывает титаническую работу, чтобы подготовить нас к последующему дню.

Когда мы спим, происходит прохождение через две основные фазы: медленного и быстрого сна. Медленный сон еще называют ортодоксальным или глубоким, именно из него начинается ночной отдых. После этого идет быстрая фаза, ее также именуют парадоксальной или фазой быстрого движения глаз.

Мозг во время сна ведет себя по-разному, в зависимости от того, через какую фазу он проходит. Рассмотрим более подробно, какой механизм действия нейронов в нем запускается в определенные моменты.

1. Мозг и медленный сон. Во время засыпания нейронные колебания в мозге постепенно затухают, все мышцы тела максимально расслабляются, сердцебиение замедляется, снижается давление и температура тела. За погружение в сон отвечает отдел мозга, называющийся гипоталамус. В нем есть группа нервных клеток, которые тормозят выработку нейротрансмиттеров (химических передатчиков, отвечающих за обмен импульсами между нервными клетками). Активизация этой группы нейронов мозга отвечает за начало ночного отдыха.
2. Деятельность мозга во сне быстрой фазы. Во время парадоксального сна возбуждение таламуса осуществляется холинергическими рецепторами, в которых передача возбуждения происходит посредством ацетилхолина. Эти клетки расположены в среднем мозге и верхней части варолиева моста. Их высокая активность ведет к тому, что появляется всплеск нейронных колебаний. Мозг во сне этой фазы выполняет почти такие же функции, как и при бодрствовании. Однако трансмиттеры моноамины, которые направляются в кору головного мозга из верхней части его ствола, такой активности не испытывают. Следовательно, передача информации от таламуса в кору происходит, но мы ее воспринимаем как сон.

Детоксикация во сне

Мозг во сне выполняет различные функции, но последние исследования подтвердили, что главной из них является детоксикация. По мнению экспертов, за этот процесс отвечает глимфатическая система, открытая всего несколько лет назад учеными. Как выяснилось во время экспериментов, проводимых на мышах, активность этой системы во время сна возрастает более чем в 10 раз. Процесс выведения вредных белковых соединений помогает предотвратить такие патологии, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Происходит «очистка» следующим образом:

• клетки, поддерживающие нейроны в головном мозге, во время сна уменьшаются в размере, они будто съеживаются;
• межклеточное пространство увеличивается в мозговом веществе;
• мозговая жидкость практически вымывает токсины, скопившиеся между клетками.

Как предполагают ученые, на детоксикацию мозг тратит много энергии. Возможно, он не может одновременно бодрствовать и «очищаться», и потому мы вынуждены проводить некоторое время во сне.

Достоверные данные по этому поводу будут известны только тогда, когда эксперименты начнут проводить на людях, а не на животных.

Другие функции

Несмотря на то, что детоксикацию ученые считают одним из наиболее важных открытий последних лет, кроме этой задачи мозг во сне выполняет и другие важные для организма функции.

Рассмотрим, какую именно работу он проделывает, и как она отражается на нашем самочувствии днем:

1. Помогает принять правильные решения. Во время быстрой фазы происходит систематизация всех полученных за день сведений, они выстраиваются в логическую цепочку, потому утром мы можем найти решение самых сложных задач, с которыми еще вчера не могли справиться. Значит, поговорка о том, что утро вечера мудренее, имеет научное подспорье.
2. Структурирование и запоминание данных. Мозг отвечает за сон, наши биоритмы и все процессы, которые происходят в организме. Благодаря его деятельности мы приобретаем опыт и становимся умнее с каждым днем. Именно во сне происходит структуризация всей информации. Даже если мы думаем, что о чем-то забыли днем, то мозг помнит все до малейших деталей. Ночью он «перекладывает» воспоминания из кратковременной памяти в долговременную, связывает их с уже полученной ранее информацией, формирует логические цепочки. Можно сказать, что наш мозг буквально раскладывает все по полочкам и папкам, а в нужные моменты выуживает из них необходимые данные.
3. Формирование мышечной памяти. Во время ночного отдыха наш мозг доводит до автоматизма моторные навыки. Танцоры запоминают па, музыканты – правильный порядок игры на инструменте, автомобилисты – принципы управления автомобилем. Однако стоит учитывать, что мышечная память формируется только спустя 2 дня регулярных тренировок.
4. Активация креативного мышления. Часто в снах людям приходят довольно интересные и оригинальные идеи, до которых во время бодрствования они не могли дойти. Это связано с тем, что во время отдыха в мозге формируются нестандартные ассоциативные связи, именно они активируют креативное мышление.
5. Повышение обучаемости. Медленная и быстрая фаза тесно связана с возможностью человека обучаться чему-то новому. Ученые доказали, что чем выше мозговая активность во сне, тем быстрее человек может осваивать новые для себя области. В быстрой стадии лучше всего запоминают информацию актеры, танцоры, музыканты, спортсмены. В медленной фазе усваиваются фактические данные, такие как имена знаменитых личностей, даты, формулы и т.д.
6. Репетиция экстренных ситуаций. Не существует людей, которые не видят снов, некоторые их просто не запоминают. Исследования подтвердили, что чаще всего мы сталкиваемся в снах с проблемными ситуациями, чем с приятными. Это своеобразная репетиция поведения человека на случай бедствия. На уровне головного мозга мы учимся убегать от хищных животных, заскакивать на ходу в мчащийся на всех парах поезд и проделывать другие трюки, которые нам снятся.
7. Улучшение настроения.Если ночь проходит спокойно, при пробуждении наше настроение значительно лучше чем то, которое было перед сном. Это связано со снятием нервного напряжение, которое происходит, когда мы видим сновидения. Так человеку проще перерабатывать отрицательные эмоции. Во время депрессии этот механизм дает сбой, потому люди теряют оптимизм и жизненный тонус, бессонница является частым спутником этого психического расстройства.
8. Умиротворение и успокоение. Во время засыпания в мозге человека генерируются альфа-волны, аналогичные тем, которые появляются при медитации. В это время тело полностью расслабляется, мысли становятся неспешными и чистыми, появляется умиротворенность. Такое состояние крайне важно переживать каждый день, оно оберегает от перенапряжения нашу нервную систему.

Подведем итоги

Мозг человека – это уникальная структура, возможности которой еще до конца не открыты. Если раньше считалось, что он полностью отключается во время сна, то сейчас известно, что это не так. В то время как мы отдыхаем, активируются нейронные связи, которые отвечают за различные функции нашего организма.

Полноценный сон важен для поддержания нормального физического и психологического состояния человека, потому ему нужно отводить положенное время.

Автор: Даша Пащенко