Какая часть мозга отвечает за сон

Сама работа основана на наблюдениях за сном и бодрствованием 46 добровольцев. Электрическая активность мозга всех участников эксперимента записывалась во время сна. Речь идет о снятии энцефалограммы, неинвазивного способа мониторинга работы головного мозга. На голову пациента надевается специальная сетка с 256 электродами, которые позволяют наблюдать за динамикой электрического поля различных участков головного мозга человека.

Если доброволец говорил, что видел сон, его расспрашивали о деталях, включая продолжительность сна, объекты и людей, которых человек видел, возможных движениях и всех прочих подробностях, которые могут быть важными.

Кроме того, ученые внимательно анализировали изменения в высокочастотной активности мозга, обнаружив, что изменения этой активности приводят к появлению снов и вне БДГ-фазы. После этого специалисты определили участок мозга, который отвечает за запоминание снов. Оказалось, что этот же участок частично отвечает за появление самих сновидений.

Возможно, результаты исследования помогут изучить некоторые аспекты памяти человека, а в будущем — выяснить, какие зоны можно стимулировать для получения тех либо иных ощущений.

Сон так и остаётся одной из самых больших загадок для неврологии. Хотя мы тратим на сон примерно треть нашей жизни, этот процесс ещё практически не изучен. Но к счастью, в течение последних нескольких лет учёным удалось добиться значительных успехов в изучении нейронной цепи мозга, отвечающей за процесс сна.

Общепризнанно, что сон состоит из нескольких различных фаз, и что ежедневный процесс сна являет собой взаимодействие этих фаз, что делается по очень сложному механизму. К тому же на фазы сна влияют такие факторы, как суточные ритмы, температура тела, гормоны и т.д.

Сон очень важен для таких функций человеческого организма как концентрация, память и координация. В результате недостаточного сна, человек может испытывать сложности с концентрацией и скоростью реакции – в действительности, недосыпание может привести к столь же негативному эффекту, что и принятие алкоголя.

Также сон имеет очень большое значение для эмоционального состояния человека. Появляется всё больше и больше доказательств того, что недостаток сна повышает риск появления различных сердечных и сердечно-сосудистых заболеваний, включая сердечные приступы, апоплектический удар, повышенное или пониженное кровяное давление, а также ожирения или различного рода инфекций.

Нарушение сна – одна из самых распространённых проблем, затрагивающая около 70 миллионов человек, большинство из которых даже не задумываются над тем, насколько серьёзные последствия она может повлечь.

Перечисленные выше заболевания – лишь малая часть; недостаток сна может привести даже к смерти: затраты на лечение, травмы на производстве, утраченная производительность – всё это обходится не меньше, чем в 100 миллиардов долларов. Учёные по всему миру пообещали разработать новые способы борьбы с недосыпанием и пока вполне успешно выполняют своё обещание.

Деятельность головного мозга во время сна

Хотя, казалось бы, сон – пассивный процесс и процесс полного отдыха, на самом деле он требует очень активного взаимодействия различных частей головного мозга для того, чтобы одна фаза сна могла сменять другую.

Фазы сна были обнаружены в 50-х годах XX века при помощи электроэнцефалографии (ЭЭГ), когда изучались колебания головного мозга во время сна.

На протяжении всей ночи фазы медленного сна и быстрого сна чередуются друг с другом, и с каждым разом вплоть до самого пробуждения фаза медленного сна становится всё менее глубокой, а фазы быстрого сна – всё более продолжительными. Длительность той или иной фазы сна во многом зависит от возраста человека. Дети в возрасте до 7 лет обычно спят до 18 часов в сутки, причём фаза медленного сна у них преобладает. По мере взросления, дети начинают тратить всё меньше времени на сон, фаза медленного сна также значительно сокращается. Ну а взрослые люди могут спать и по 6-7 часов в сутки, часто жалуясь на то, что приходится рано просыпаться, при этом медленный сон занимает у них очень незначительное количество времени.

Нейронные колебания человека в возрасте 20-25 лет, записанные электроэнцефалографом (ЭЭГ) постепенно замедляются и в то же время становятся более интенсивными по мере того, как человек входит в более глубокие стадии медленного сна. Примерно через час человеческий мозг проходит данный цикл в той же последовательности, каждый раз обязательно проходя через фазу быстрого сна (на графике выделена фиолетовым цветом), в течение которого нейронные колебания становятся столь же интенсивными, как и во время бодрствования. Тело в этот момент полностью расслаблено, человек находится без сознания и зачастую начинает видеть сны. Чем ближе к утру, тем большей становится продолжительность фаз быстрого сна, и наоборот – длительность фаз медленного сна значительно сокращается.

  • Наиболее распространённое нарушение сна, наверняка знакомое многим людям – бессонница. Некоторым вообще бывает тяжело заснуть, а некоторые засыпают, но просыпаются ночью и не могут заснуть снова. Хотя быстродействующие успокоительные или антидепрессанты и в силах помочь, ни одно из этих средств не позволит вам добиться действительно естественного и расслабляющего сна, т.к. они зачастую просто прерывают наиболее глубокие периоды медленного сна.
Читайте также:  Смешные статусы про мозги

Кроме постоянной сонливости, бессонница может повлечь за собой много других негативных последствий. Наиболее часто встречающиеся из них – разнообразные нарушения сна (выражающиеся чаще всего в нарушенном режиме сна) или конкретных его фаз.

  • Синдром ночного апноэ – во время глубокого сна мышцы глотки расслабляются до тех пор, пока они не начинают перекрывать собой дыхательный путь. Это приводит к вынужденному прекращению дыхания, отчего человек немедленно просыпается. В результате чего более глубокие периоды медленного сна просто не успевают наступить.

Также недостаток сна может привести к повышению кровяного давления и увеличивает риск сердечного приступа. Постоянная сонливость ведёт к несчастным случаям, в особенности к авариям на дороге.

Лечение синдрома апноэ включает в себя разнообразные попытки предотвратить перекрытие дыхательного пути во время сна. Будет справедливо заметить, что если вы сбросите лишний вес, будете избегать алкоголя и наркотиков, то это с очень большой вероятностью улучшит ваш сон. Ну а людям, страдающим синдромом апноэ, просто необходимо определённое устройство, которое оказывало бы давление на дыхательный путь, отчего он оставался бы открытым. Существует специальная маска, надеваемая на нос и производящая довольно сильный воздушный поток как раз для этой цели. В более сложных случаях порой необходимо хирургическое вмешательство – коррекция дыхательного пути.

Человек, страдающий нарколепсией, в любое время суток может подвергнуться приступам, в результате которых он засыпает, неожиданно для всех окружающих, если те не знают о его болезни. Это очень мешает в повседневной жизни, да к тому же и опасно – представьте, например, что произойдёт, если приступ нарколепсии застанет человека за рулём.

Недавние исследования нарколепсии немного приоткрыли учёным завесу тайны над процессами, контролирующими переход человека из состояния бодрствования ко сну и переход между фазами сна.

Чем и как регулируется сон?

Когда человек бодрствует, его мозг находится в активном и возбуждённом состоянии. Это происходит за счёт двух основных нейронных сетей, которые в качестве нейротрансмиттеров (химических передатчиков импульсов между нервными клетками) используют либо ацетилхолин, либо моноамины – например, норэпинефрин, серотонин, дофамин и гистамин. Нервные клетки, содержащие ацетилхолин и расположенные в верхней части варолиева моста, а также в среднем мозге, активно способствуют активации таламуса.

Когда таламус активен, он, в свою очередь, передаёт в кору головного мозга информацию об окружающем мире, полученную от органов чувств.

Вторая группа нервных клеток, содержащих норэпинефрин, серотонин и дофамин и расположенных в верхней части мозгового ствола, посылают результаты своей активности в гипоталамус, передний мозг и в кору.

Затем в гипоталамусе нервные клетки с содержанием нейротрансмиттера орексина и ещё одна группа клеток, содержащих ацетилхолин или гамма-аминомасляную кислоту, объединяют полученную информацию и передают её в кору головного мозга. В результате этих процессов активируется кора мозга, благодаря чему человеческий мозг может правильно реагировать на сведения, которые таламус получил от органов чувств.

Во время быстрого сна холинергические клетки активируют таламус, что вызывает всплеск нейронных колебаний, подобный тому, который наблюдается у бодрствующего человека. Однако поток моноаминов, идущий из верхней части ствола головного мозга в кору, не испытывает подобной активности. В результате этого информация, передаваемая таламусом в кору, воспринимается нами как сон. Когда активируются нервные клетки, содержащие моноаминовые нейротрансмиттеры, они прекращают фазу быстрого сна.

Читайте также:  Расширение субарахноидальных пространств головного мозга у взрослых

Клетки ствола головного мозга, отвечающие за пробуждение человека ото сна, подвергаются воздействию двух групп нервных клеток гипоталамуса (который, кстати, как раз и отвечает за основные циклы нашего организма).

Вторая группа нервных клеток, расположенная в боковой части гипоталамуса, вызывает пробуждение человека ото сна и выходу из фазы быстрого сна. Она содержит орексин, посредством которого может посылать возбудительные импульсы двигательной системе, а в особенности — нервным клеткам, содержащим моноамины.

В ходе экспериментов, проводимых над животными, из их мозга полностью удалялся орексин, в результате чего у них проявлялись симптомы нарколепсии.

Схожий результат дал и другой эксперимент: был изучен головной мозг двух собак, от природы страдавших нарколепсией. Обследование показало, что у них имелись отклонения в гене, ответственном за выработку орексина.

Хотя у человека нарколепсия редко бывает связана с какими-либо генными отклонениями, у многих заболевших ей от 13 до 25 лет была обнаружена нехватка нервных клеток, содержащих орексин. Недавно проведённые исследования подтвердили, что у больных нарколепсией уровень орексина в головном мозге и в цереброспинальной жидкости необычайно низок. В общем, орексин играет очень важную роль в активизации моноаминной системы, а также препятствует неестественному переходу из состояния бодрствования к состоянию быстрого сна.

Гомеостаз и циркадные ритмы

Нашу потребность во сне и схему самого сна контролируют два основных показателя. Первый – это гомеостаз, потребность человека поддерживать равномерный режим сна. Существует несколько способов подать организму сигнал о том, что он нуждается во сне. Научно доказано, что уровень так называемого аденозина в головном мозге напрямую связан с активностью самого мозга и гомеостазом. Если человек бодрствует в течение длительного срока, то аденозин начинает накапливаться и таким образом воздействует на гомеостаз. Кстати, кофеин, повсеместно используемый как раз как способ справиться с сонливостью, блокирует действие аденозина.

Второй показатель, влияющий на режим сна – циркадные ритмы.

Супрахиазмальное ядро – небольшая группа нервных клеток, которая служит в качестве внутренних часов человеческого организма. Эти нервные клетки проходят 24-часовой биохимический цикл, определяя время для физической активности организма, для сна, выброса гормонов и других естественных потребностей человека.

Супрахиазмальное ядро также получает сигналы от сетчатки глаза, чтобы в нужное время при необходимости корректировать внутренние часы организма в соответствии с природным циклом смены дня и ночи. Супрахиазмальное ядро посылает сигналы в соседнюю часть головного мозга – паравентрикулярное ядро. То, в свою очередь, взаимодействует с дорсомедиальным ядром гипоталамуса, а оно – с вентролатеральным ядром, в котором клетки, содержащие орексин, контролируют процесс сна и определяют время перехода к пробуждению.

Мозговая деятельность не прекращается даже во время отдыха. Полных сведений о том, какая часть мозга отвечает за сон, еще нет. Тем не менее, ученые уже могут объяснить большинство нейронных процессов, которые происходят в столь важный для ума и здоровья период.

Как мозг засыпает

Ранее, когда физиология человека еще была совсем не изучена, считалось, что работа мозга во время ночного отдыха постепенно снижается, а потом вовсе приостанавливается. Сейчас, когда было изобретено ЭЭГ, эту теорию оспорили. Оказалось, что мозговая активность не прекращается даже тогда, когда человек отдыхает.

Этот орган отвечает не только за сновидения, но и множество других немаловажных функций, которые выполняет во сне.

Работа мозга во время сна

Человек за день получает огромный объем информации. После засыпания активность головного мозга не прекращается. Он начинает переработку этой информации, ее распределение и переосмысливание. Кроме того, орган выполняет другие функции:

  1. Принятие решений. Когда человек расслабляется и засыпает, информация в его голове начинает систематизироваться, и это подталкивает его к правильному решению.
  2. Запоминание. Отдел мозга, отвечающий за запоминание, обладает длительной и кратковременной памятью. Все, что происходит в течение дня, сохраняется кратковременной и хранится недолго, а со временем забывается. В ночное время знания распределяются по отделам, и та информация, которая является важной, перемещается в длительную память.
  3. Вывод токсинов из клеток органа. Это важный процесс, благодаря которому из межклеточного пространства выводится не оказывающий пользы белок. За счет этого удается предупредить развитие ряда заболеваний.
  4. Мышечная память. Людям, занимающимся спортом или танцами в ночное время, удается запомнить все движения, чтобы в дальнейшем выполнять их автоматически.
  5. Творческое мышление. Отдел органа, отвечающий за нестандартное мышление, активно работает именно во время сна, когда освобождается от насущных проблем.
Читайте также:  Сл релакс для мозга и сна

Какой отдел мозга отвечает за сон

Ночной отдых подразделяется на быструю и медленную фазы. Они поочередно сменяются одна другой. Первая, быстрая фаза, при которой во сне активность мозга максимальная, длится всего 5-10 минут. Медленная при этом существенно длиннее, но ближе к утру она постепенно укорачивается, подготавливая таким образом организм к пробуждению.

В зависимости от фазы сна, мозг спит и ведет себя по-разному. Сразу после засыпания происходит затухание нейронных колебаний, нервные волокна и мышцы расслабляются, замедляется сердцебиение, снижается давление и температура. За погружение в медленный сон при этом отвечает гипоталамус. Он обладает группой нервных клеток, приостанавливающих синтез нейротрансмиттеров. Это передатчики, способствующие распространению импульсов в нервные окончания.

Во время быстрого сна под воздействием холинергических рецепторов возбуждается таламус. За счет этого мозг выполняет те же функции, что и при бодрствовании. Начинается работа мозгового ствола, но трансмиттеры моноамины, направляющиеся в него, остаются пассивными. Соответственно, информация от таламуса к коре органа не поступает.

В ходе проведения исследований, ученым удалось выяснить, что во время ночного отдыха мозговая деятельность способствует выводу токсинов. Обусловлено это активацией глимфатической системы, которая работает до десяти раз активнее, если человек дремлет.

Когда наступает медленный сон, одно полушарие засыпает, стихают нейронные колебания. Клетки, поддерживающие активность нейронов, при этом уменьшаются в размерах. За счет таких изменений межклеточное пространство увеличивается, а мозговая жидкость начинает вымывать токсины.

Мозг не отдыхает во время сна: что делать

Научно доказано, что мозг, пока мы спим, остается активным. Его работа не прекращается в течение всего ночного отдыха. Хороший сон при этом возможен только при отсутствии каких-либо нарушений.

Биологические часы регулируются различными психофизическими и природными факторами. На их ход влияет смена ночи и дня, усталость, различные патологии, окружающая среда.

В ходе проведения ряда экспериментов учеными было установлено, что ближе к 19:00 в организме начинается интенсивная выработка серотонина, успокаивающего нервную систему и подготавливающего организм к ночному отдыху. Спустя час после этого отмечается улучшение памяти и стабилизация состояния. В это время рекомендуется прогуляться на свежем воздухе.

Ближе к 21:00 концентрация лейкоцитов увеличивается, активируются защитные функции организма и усиленно обновляются клетки. Укладываться в постель нужно именно в это время. Отключить мозг от мыслей, обрести покой и умиротворение в этот период будет легче.

В 22:00 все процессы начинают замедляться, и наступает медленный сон, периодически сменяющийся быстрой фазой. К пробуждению организм подготавливается ближе к пяти утра. Подниматься с кровати рекомендуется в семь часов.

При продолжительном бодрствовании, отсутствии отдыха ночью, хронической усталости и развитии патологий наблюдаются определенные расстройства. Иногда при этом человек спит с открытыми глазами, часто просыпается или вовсе не может уснуть. Чтобы устранить подобные проблемы, нужно выявить фактор, провоцирующий подобные изменения.

Самым распространенным нарушением принято считать инсомнию (бессонницу). По причине ее появления организм не может за ночь восстановиться, а мозг не выполняет свои функции в должной мере. Поэтому проблемы с засыпанием нужно устранить.

Поможет нормализовать сон правильная организация режима дня, лекарственные травы и препараты.

Мозговая активность наблюдается в дневное и ночное время. Во время отдыха при этом орган выполняет ряд важных процессов. За счет этого человек лучше запоминает информацию, становится активным и чувствует себя бодрым после пробуждения.

Читайте также:
Adblock
detector