Основи мозку, що розуміють сон, Національний інститут неврологічних розладів та інсульту
Вступ
Сон є важливою частиною вашого щоденного розпорядку дня - ви витрачаєте на це приблизно одну третину свого часу. Якісний сон - і отримання його достатньою кількістю в потрібний час - так само важливий для виживання, як їжа та вода. Без сну ви не можете сформувати або підтримувати шляхи у своєму мозку, які дозволять вам вчитися і створювати нові спогади, і важче зосередитися і швидко реагувати.
Сон важливий для ряду функцій мозку, зокрема для того, як нервові клітини (нейрони) взаємодіють між собою. Насправді ваш мозок і тіло залишаються надзвичайно активними, поки ви спите. Недавні результати показують, що сон відіграє роль домашнього господарства, яке виводить токсини з мозку, які накопичуються під час неспання.
Сон потрібен кожному, але його біологічне призначення залишається загадкою. Сон впливає майже на всі типи тканин і систем в організмі - від мозку, серця та легенів до обміну речовин, імунної функції, настрою та стійкості до хвороб. Дослідження показують, що хронічний недосип або недостойний сон збільшує ризик захворювань, включаючи високий кров'яний тиск, серцево-судинні захворювання, діабет, депресію та ожиріння.
Сон - це складний і динамічний процес, який впливає на ваше функціонування так, як науковці зараз починають розуміти. Цей буклет описує, як регулюється ваша потреба у сні і що відбувається в мозку під час сну.
Анатомія сну
Кілька структур у мозку беруть участь у сні.
гіпоталамус, структура розміром з арахіс глибоко всередині мозку, містить групи нервових клітин, які діють як центри управління, що впливають на сон і збудження. Всередині гіпоталамуса знаходиться супрахіазматичне ядро (SCN) - скупчення тисяч клітин, які отримують інформацію про вплив світла безпосередньо з очей і контролюють ваш поведінковий ритм. Деякі люди з пошкодженням SCN сплять нестабільно протягом дня, оскільки вони не в змозі узгодити свої циркадні ритми із циклом світло-темно. Більшість незрячих людей зберігають певну здатність відчувати світло і можуть змінювати свій цикл сну/неспання.
стовбур головного мозку, біля основи мозку, спілкується з гіпоталамусом для контролю переходів між неспанням та сном. (Стовбур мозку включає структури, що називаються мостом, довгастим мозком та середнім мозку.) Клітини, що сприяють сну в гіпоталамусі та стовбурі мозку, виробляють хімічну речовину мозку під назвою ГАМК, яка діє для зменшення активності центрів збудження в гіпоталамусі та стовбурі мозку. . Стовбур головного мозку (особливо мост та довгастий мозок) також відіграє особливу роль у швидкому сні; він посилає сигнали для розслаблення м’язів, необхідних для постави тіла та рухів кінцівок, щоб ми не виконували свої мрії.
таламус виступає в ролі ретранслятора інформації від органів чуття до людини кора головного мозку (покриття мозку, яке інтерпретує та обробляє інформацію від короткочасної до довготривалої пам’яті). На більшості етапів сну таламус стає тихим, дозволяючи налаштувати зовнішній світ. Але під час швидкого сну таламус активний, посилаючи кори, зображення, звуки та інші відчуття, які наповнюють наші мрії.
шишкоподібної залози, розташований у двох півкулях мозку, приймає сигнали від SCN і збільшує вироблення гормону мелатоніну, який допомагає заснути, як тільки світло згасне. Люди, які втратили зір і не можуть координувати природний цикл неспання та сну за допомогою природного світла, можуть стабілізувати режим сну, приймаючи невелику кількість мелатоніну одночасно щодня. Вчені вважають, що піки та долини мелатоніну з часом важливі для узгодження циркадного ритму тіла із зовнішнім циклом світла та темряви.
базальний передній мозок, поблизу передньої та нижньої частини мозку, також сприяє сну і неспання, в той час як частина середній мозок діє як система збудження. Вивільнення аденозину (хімічного побічного продукту споживання клітинної енергії) з клітин базального переднього мозку та, можливо, інших регіонів підтримує ваш сон. Кофеїн протидіє сонливості, блокуючи дії аденозину.
мигдалина, мигдалеподібна структура, яка бере участь в обробці емоцій, стає все активнішою під час швидкого сну.
Етапи сну
Існує два основних типи сну: швидкий рух очей (REM) і не-REM сон (який має три різні стадії). Кожна з них пов’язана з конкретними мозковими хвилями та нейрональною активністю. Ви проїжджаєте всі етапи не-REM і REM-сну кілька разів протягом типової ночі, причому все довші та глибші періоди REM відбуваються до ранку.
Етап 1 Сон, що не є швидким, - це перехід від неспання до сну. Протягом цього короткого періоду (що триває кілька хвилин) відносно легкого сну серцебиття, дихання та рухи очей уповільнюються, а м’язи періодично посмикуються. Ваші мозкові хвилі починають сповільнюватися, починаючи з денних режимів неспання.
2 етап Сон, що не є швидким, - це період легкого сну перед тим, як увійти в глибший сон. Ваше серцебиття і дихання повільні, а м’язи ще більше розслабляються. Температура тіла знижується, а рухи очей припиняються. Активність мозкових хвиль сповільнюється, але відзначається короткими сплесками електричної активності. Ви проводите більше своїх повторюваних циклів сну на стадії сну 2, ніж на інших стадіях сну.
3 етап Сон, що не є швидким, - це період глибокого сну, який вам потрібно відчути бадьорим вранці. Це трапляється триваліше протягом першої половини ночі. Під час сну серцебиття і дихання сповільнюються до найнижчого рівня. Ваші м’язи розслаблені, і вас може бути важко пробудити. Мозкові хвилі стають ще повільнішими.
Швидкий сон вперше відбувається приблизно через 90 хвилин після засинання. Ваші очі швидко рухаються з боку в бік за закритими повіками. Діяльність мозкової хвилі змішаної частоти стає ближчою до тієї, що спостерігається в неспанні. Ваше дихання стає прискореним і нерегулярним, а пульс і артеріальний тиск зростають майже до рівня неспання. Більшість ваших сновидінь відбувається під час швидкого сну, хоча деякі можуть траплятися і в режимі, що не є швидкими. Ваші м’язи рук і ніг тимчасово паралізуються, що заважає здійснити ваші мрії. З віком ви менше часу спите в режимі швидкого сну. Для консолідації пам’яті, швидше за все, потрібні режими сну, не пов’язані з REM і REM.