Фазы сна: что это, на что влияют и как высыпаться

. Рассказывают врачи

Обновлено 12 сентября 2022, 14:44

shutterstock

Сон человека цикличен и состоит из фаз. Каждая из них отвечает за определенные функции — от развития когнитивных навыков до общего состояния здоровья. Когда организм прошел во сне все фазы, наутро мы чувствуем бодрость и прилив сил. Недостаток или нарушение сна, наоборот, ухудшает самочувствие, влияет на память и способность ясно мыслить, а хронический недосып чреват серьезными неврологическими расстройствами. Разбираемся, что такое гигиена сна и в какую фазу лучше просыпаться, чтобы хорошо себя чувствовать.

Содержание

1. Что такое фаза сна
2. Какие бывают
3. Как высыпаться: правила
4. Как контролировать

Что такое фаза сна

shutterstock

Во сне человек восстанавливает баланс между нейронными центрами головного мозга

Фаза сна — это один из этапов в цикле сна, характеризующийся определенной активностью нейронов головного мозга, изменением мышечного тонуса и движений глаз. За ночь человек последовательно проходит две фазы — быструю (REM) и медленную (NREM), которая, в свою очередь, состоит из трех стадий. Фазы и стадии сменяют друг друга, образуя цикл примерно до 110 минут каждый.

Последовательность этих этапов у здоровых людей одинаковая, но качество и их продолжительность бывают разными. Это связано со многими факторами: возрастом, полом, вредными привычками, уровнем стресса, приемом медикаментов и болезнями, в том числе провоцирующими частые пробуждения, — апноэ или синдромом беспокойных ног (СБН).

Владислав СиницынК.м.н., врач-невролог «СМ-Клиника» в г. Иваново

«Физиология сна до конца не изучена. Это динамичный процесс, который влияет почти на все системы организма — от мозга до метаболизма и иммунитета. В числе основных механизмов, определяющих сон, выделяют следующие.

• Циркадные ритмы. Это лишь одна из разновидностей биоритмов, которые в контексте сна определяют режим бодрствования и ночного отдыха. Периоды циркадного ритма могут существенно отличаться у разных людей. Одни рано ложатся спать и уже рано утром высыпаются, другие — поздно и вставать рано не могут. Коррекция биологических часов осуществляется в супрахиазматическом ядре (СХЯ) передней доли гипоталамуса, который расположен над перекрестом зрительных путей мозга. Например, некоторые люди с повреждением СХЯ спят беспорядочно в течение дня, поскольку не могут сопоставить свои циркадные ритмы с циклом «свет-темнота» [1].
• **Мелатонин **— гормон сна. Его концентрация постепенно нарастает с наступлением сумерек, достигая максимума к четырем-пяти утра. Затем его уровень медленно снижается, и человек просыпается. Даже неяркое на первый взгляд освещение может задержать синтез мелатонина и нарушить, таким образом, сон.
• Вегетативная нервная система (ВНС). Когда преобладает симпатическая составляющая ВНС, то ускоряется обмен веществ, затрудняется засыпание, и сон нарушается. Парасимпатическая нервная система помогает организму подготовиться к отдыху. У разных людей с разным типом высшей нервной деятельности ВНС работает по-разному.

С возрастом показатели сна изменяются: его длительность уменьшается, он становится фрагментированным, а медленная фаза сокращается. Таким образом, характеристика сна изменяется, даже если нет проблем со здоровьем.

Дневной сон в любом возрасте не является эквивалентом ночного. Мелатонин вырабатывается только в темное время суток, днем наше тело имеет более высокую температуру, что тоже влияет на сон. Кроме того, он может усугубить проблемы со здоровьем, так как организм не реализует в полной мере программу восстановления».

Какие бывают фазы сна

shutterstock

Фазы и стадии сна чередуются в определенной последовательности

Сначала наступает медленная фаза, за ней следует более короткий период быстрой фазы. Затем все повторяется, в общей сложности от четырех до шести раз за ночь. Медленная фаза состоит из трех стадий, которые сменяются по очереди, а одна из них, вторая, повторяется дважды. Типичная последовательность стадий и фаз выглядит так: N1, N2, N3, N2, REM [2].

Стадии медленной фазы сна

• N1 — самый короткий период засыпания, который длится от одной до пяти минут. Тело еще не полностью расслаблено, при этом сердцебиение и дыхание начинают замедляться. Разбудить человека легче всего.
• N2 — почти половину сна человек проводит именно в ней. Она характеризуется замедлением дыхания, снижением температуры тела и полным прекращением движений глаз. На этом этапе мозг наиболее активно обрабатывает воспоминания, переводя их в долгосрочную память. Так мы запоминаем то, чему научились.
• N3 — в этот период происходит основной отдых и восстановление организма, включая укрепление иммунитета и других функций [3]. Стадия N3 — этап глубокого сна, поэтому разбудить человека, проходящего эту фазу, сложнее всего.

Владислав Синицин:

«Если прервать сон в медленную фазу, то, помимо ухудшения общего самочувствия, нарушится концентрация внимания, появится раздражительность и снизится работоспособность».

Фаза быстрого сна

Первый раз она наступает не раньше чем через час-полтора после того, как человек уснул. С каждым новым циклом ее продолжительность увеличивается. В общей сложности REM-сон занимает 25–30% времени. Именно в быстрой фазе человек видит сновидения и у него формируются ключевые когнитивные навыки, например к обучению или творчеству [4]. По совету экспертов, искусственно сокращать быструю фазу нельзя, так как организм готовится к пробуждению и активной деятельности, включается связь между сознанием и физиологическими процессами в мозге.

Как высыпаться по фазам сна: правила

shutterstock

Изменение основных характеристик фаз сна может повлиять на мышление, настроение и общее здоровье

Мы не можем полностью контролировать циклы сна, но предпринять некоторые шаги, чтобы улучшить его качество, можно. «Гигиена сна» — это набор простых правил, которые помогут лучше засыпать и высыпаться.

Лада Олексенкоэксперт фонда «Дети-бабочки», психиатр ГБУЗ МО «ЛЦГБ»

«Стоит придерживаться следующих рекомендаций.

• За качество сна отвечает мелатонин, который вырабатывается только в полной темноте. В спальне не должно быть никаких источников света — ночника, света от фонаря в окне, включенного телевизора и т.д.
• Организм готовится ко сну постепенно, поэтому вечером нужно снизить физические нагрузки и ограничить использование гаджетов, чтобы успокоить нервную систему.
• Ложиться и вставать желательно в одно и то же время, даже в выходные и в отпуске. Это залог здорового сна в соответствии с биологическими ритмами.
• Проветривать помещение. Оптимальная температура в комнате — +18 °С.
• Имеет смысл воздержаться от алкоголя и курения перед сном. Последнее, по словам врачей, — это верный путь к бессоннице. Кофеин также ухудшает засыпание и мешает погружению в глубокий сон.
• Следить за постелью. Использовать комфортные для себя матрас, одеяло, подушки и постельные принадлежности. Регулярно менять их, избегать синтетических материалов».

Как контролировать фазы сна

Владислав Синицын:

«Сегодня существуют технологии, которые помогают определить, в какой фазе сна находится человек, а также выявить ее качество. Для этого используют электроэнцефалограмму (ЭЭГ), которая показывает разницу в активности мозга. Кроме того, чтобы правильно спать по фазам, можно воспользоваться опциями различных калькуляторов сна и специализированными мобильными приложениями. Но в них, как правило, рассчитывается средняя норма и продолжительность: 70% — медленный сон, 30% — быстрый. Увеличивать одну фазу сна за счет другой нельзя. Но, соблюдая общие правила, можно продлить медленный сон».

Лада Олексенко:

«Чтобы чувствовать себя бодрым и отдохнувшим, нужно просыпаться в быструю фазу. Достоверность различных гаджетов, которые рассчитывают время пробуждения, составляет не более 80%. Это можно сделать самостоятельно. Например, в течение недели ложиться спать в одно и то же время, а вставать — в разное. Так по собственным ощущениям вы сможете понять, в какую из фаз проснулись. После этого можно рассчитать, сколько минут у вас составляет один цикл и сколько их вы проходите за ночь».

Поделиться

Материалы к статье

Авторы

Теги

Надежда Гурина

Вас может заинтересовать

быстрый и медленный сон, какой полезнее, как высыпаться с учетом фаз

Пока сомнительные гуру вещают о том, что выспаться можно всего за пару часов, мы решили встать на сторону здравого смысла и рассказать подробнее о фазах сна. В нашем материале ты узнаешь, почему так важен полноценный отдых и как улучшить его качество.

Оксана Барабанова

Теги:

Болезни

Часы

Гаджеты

Здоровый образ жизни

Здоровый сон

Getty Images

Роль сна в правильной работе организма трудно переоценить. Но мы привыкли руководствоваться лишь частью знаний о нем: сколько часов необходимо для восстановления сил, как быстро удается уснуть и каким будет самочувствие с утра. Еще многие слышали, что существует фаза быстрого и медленного сна, но далеко не каждый знает, что они собой представляют. Сегодня мы поговорим о том, какие бывают фазы, в чем их отличия и особенности. А также остановимся на их значении в жизни человека.

Какие фазы сна бывают 

Изучением сна занимается раздел медицины под названием сомнология. Сомнологов интересует физиология сна и все его фазы. Они анализируют активность головного мозга и физиологические реакции во время ночного отдыха при помощи специальных приборов.

Одним из ведущих методов является полисомнография – комплексное исследование сна пациента, при котором оборудование регистрирует частоту и глубину дыхания, сокращения мышц, положение тела, передачу нервных импульсов, работу сердца и многие другие параметры. В результате ученые получают гипнограмму – график, в котором отображаются сведения, сколько длится та или иная фаза сна, отражается информация об их структуре и качестве.

Специалисты выделяют 2 главные фазы сна – медленный и быстрый сон. В здоровом состоянии человека, при правильном графике и в соответствии с биоритмами сон представляет собой цикл из двух базовых фаз, а каждая из них в свою очередь делится на стадии. В течение ночи цикл повторяется несколько раз. У фаз разные задачи и продолжительность, о которых мы подробнее расскажем в отдельных пунктах.

1. За процесс засыпания отвечает несколько систем в головном мозге. Поначалу наступает фаза медленного сна или ее первая стадия, продолжительность которой составляет не более десяти минут. В этот момент тело переходит из активного состояния к покою. Обмен веществ в организме замедляется, частота дыхания и пульса понижается, как и температура, постепенно расслабляются мышцы.
2. После этого происходит вхождение во вторую стадию длительностью порядка двадцати минут. Это легкий или неглубокий сон, когда мышечная активность все еще уменьшается, а вместе с ней и сердечный ритм, температура, перестают двигаться глаза. Объем этой стадии составляет около половины от общего времени ночного отдыха.
3. Затем приходит фаза глубокого сна – третья и четвертая стадии. Каждая из них занимает около сорока минут. Сердце человека бьется медленно, дыхание также замедляется, мышцы уже расслаблены полностью. Разбудить человека становится сложнее, он спит достаточно крепко.
4. Поскольку отдых цикличен, далее идет возвращение ко второй стадии медленного сна. На смену ей спешит первый короткий эпизод быстрой фазы сна человека, который по времени занимает всего лишь пять минут. В совокупности стадии образуют цикл, который в среднем за ночь у здорового человека повторяется четыре или пять раз. Это фактор зависит от возраста спящего и потребностей его организма. Чем больше циклов позади, тем меньше доля медленного сна и заметнее перевес в сторону быстрого.

Как понять, медленный сон или быстрый

У специалистов есть действенный инструмент, с помощью которого легко различить быстрый и медленный сон – это электроэнцефалограмма. Без специальных приборов понять, идет период фазы быстрого или медленного сна, очень сложно. Скорее всего, если человек двигает руками или ногами, он находится в фазе быстрого сна. Во время медленного сна все-таки происходит полная расслабленность.

Что такое фаза быстрого сна

Быстрый сон – это фаза, во время которой происходит обработка полученной за день информации. Исследования выявили, что в фазе быстрого сна активность мозга практически не отличается от таковой во время бодрствования. Данный период очень важен для формирования воспоминаний и закрепления навыков.

Как понять, быстрый ли сон

Фазу быстрого сна можно определить по движениям глазных яблок и прерывистому дыханию. У человека в данной фазе даже могут двигаться руки. Температура тела и сердечный ритм в этот период непостоянны и могут колебаться от низких значений к высоким.

Сколько длится быстрый сон

В норме фаза быстрого сна занимает 20-25% от всего времени сна. Он наступает примерно через полтора часа после засыпания и далее повторяется каждые полтора часа, с каждым разом становясь продолжительнее. Особенно длинный быстрый сон наблюдается в утренние часы.

Что значит фаза медленного сна

В данном разделе мы дошли до фазы медленного сна, а точнее периода восстановления физиологического и энергетического баланса. Начинается полноценный отдых, отмечается регенерация тканей и клеток, улучшается кровоснабжения мышц, укрепляется иммунитет.  Именно в это время происходит «перезарядка» мозга, структурирование памяти.

Как понять, медленный ли сон

У человека, находящего в фазе медленного сна, снижается артериальное давление и температура тела. Мышцы расслаблены, дыхание становится более редким и размеренным.

Сколько длится медленный сон

Если перед нами будет таблица времени, в которой сомнолог выделит фазы сна, мы заметим следующее. В норме медленный сон занимает 75% от всего периода отдыха. Он делится на три стадии, которые ученые обозначают как N1, N2, N3.

• N1 (поверхностный сон) является переходной стадией между засыпанием и бодрствованием. Во время этой фазы медленного сна могут происходить такие явления, как гипнагогический рывок (ощущение падения и вздрагивание при засыпании), зрительные, слуховые и тактильные галлюцинации, сонный паралич, снохождение, сноговорение.
• N2 – снижается температура тела, мышцы расслабляются, человек полностью отключается от реальности. В норме медленный сон N2 занимает половину времени всего сна и происходит отрезками примерно по 20 минут.
• N3 представляет собой глубокий сон, во время которого снижается артериальное давление, дыхание становится редким. Это хорошие фазы сна для восстановления тканей организма, выработки гормонов и выведения метаболитов. Мозг тем временем занимается «архивацией» воспоминаний о событиях, перемещая их из краткосрочной памяти в долгосрочную.

Чем отличается фаза быстрого сна от медленного

Главное отличие фаз медленного и быстрого сна – это разница в активности мозга, которую ярко иллюстрирует ЭЭГ. Быстрый сон характеризуют частые движения глаз, а во время медленного сна они практически отсутствуют. Самый частый вопрос, который слышат сомнологи – в какой фазе сна нам снятся сны. Как правило, сновидения, которые мы видим на стадии быстрого сна, чаще запоминаются. Хотя исследования выявили, что сны снятся во время обеих фаз.

Чем медленный сон лучше быстрого

Для нормального функционирования систем организма важны обе главные фазы. Просто есть некоторые нюансы. Считается, что у фазы медленного сна значимая миссия восстановления организма, как у детей, так и у взрослых. Разбудив человека в это время, мы лишим его мозг возможности «перезагрузиться». Помимо общего плохого самочувствия невыспавшегося ждут нарушения концентрации внимания, повышенная нервозность, вялость, апатия, раздражительность.

А если такая депривация медленного сна происходит регулярно, велики шансы столкнуться с серьёзными нарушениями психики. Чтобы не произошло расстройство циркадного ритма (внутренние часы организма), нужно знать, в какой фазе сна лучше всего просыпаться. Для этого идеально подходит время быстрого сна. Кстати, в этом могут помочь многочисленные приложения для гаджетов.

Только ни в коем случае не стоит думать, что фаза быстрого сна бесполезна и ею можно без последствий пожертвовать. Этот период подготавливает все системы организма к пробуждению и включает связь между физиологическими процессами в мозге и сознанием.

Медленный и быстрый сон: норма

Простой калькулятор фаз сна поможет высчитать норму для среднестатистического человека. Так, на медленный сон должно приходиться 70%, а на быстрый, соответственно, 30% от всего ночного отдыха. Общая продолжительность сна, достаточная для восстановления, – от 7 до 9 часов в сутки.

Для поддержания здоровья медленный сон должен длиться около 90 минут. За ним следует фаза быстрого сна продолжительностью 10-20 минут. Ночью фазы быстрого и медленного сна распределяются неравномерно. Так, в первый раз после засыпания быстрый сон длится около 5 минут, а ближе к пробуждению его длительность достигает часа. С медленным сном всё наоборот – по мере смены циклов он сокращается.

Добавим, что существуют сторонники и полифазного сна. Они разбивают его на короткие периоды вместо долгого ночного сна – время бодрствования возрастает, а спать приходится меньше. Так они получает не 2 и не 3, а целых 4 фазы сна. Речь идет о следующих режимах:

• Dymaxion —каждые 6 часов засыпать четыре раза по 30 минут. Всего 2 часа.
• Uberman — каждые 4 часа шесть раз по 20 минут. Всего 2 часа.
• Everyman — 1,5–3 часа ночью и три раза по 20 минут днём. Всего 2,5–4 часа.
• Tesla — 2 часа ночью и 20 минут днём. Всего 2 часа 20 минут.

Безусловно, у такого подхода немало противников, утверждающих, что режим противоречит биологическим ритмам человека. Рваный график, считают они, рано или поздно приведет к проблемам со здоровьем.

Как увеличить фазу медленного сна

Поскольку мы выяснили, в какой фазе сна человек лучше всего восстанавливается, нужно знать, что будет при ее дефиците. Из-за нехватки медленного сна понижается сопротивляемость организма, снижается иммунитет и замедляется активность мозга. Становится труднее концентрироваться даже на привычных задачах, возникают вялость и тревожность.

Могут происходить сбои в работе эндокринной системы и выработке гормонов. Сокращённая фаза медленного сна также повышает риск болезни Альцгеймера, заболеваний сердца и сосудов. Очевидно, чтобы сохранить здоровье, необходимо поддерживать нормальную продолжительность этой фазы сна. Для этого важно соблюдать режим. Посмотри на свой график, учти фазы сна и их цикличность, время на бодрствование. И определи после анализа час, когда организму легче засыпать и просыпаться.

Нельзя в течение недели отдыхать по пять часов, надеясь компенсировать в субботу или воскресенье. Привычка отсыпаться в выходные может привести к бессоннице, создать предпосылки к хронической усталости, повысить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, провоцировать ожирение и головные боли. Также возрастает вероятность инсультов и инфарктов. Следуй рекомендациям, которые помогут увеличить медленный сон.

1. Сон по расписанию

Если у тебя слишком короткий медленный сон, займись своим режимом и старайся всегда соблюдать его. Вставать и засыпать в одно и то же время однозначно полезная для здоровья привычка.

2. Движение — жизнь

В течение дня (только не перед сном!) больше двигайся. Делать упражнения нужно ежедневно в течение 20-30 минут. Благодаря этому клетки мозга получат больше кислорода, и это поможет наладить биологические ритмы.

3. Нет кофеину

В вечернее время откажись от бодрящих напитков – кофе, чая и алкоголя. Перед сном лучше выпей травяной успокаивающий чай.

4. Ни холодно, ни жарко

Обеспечь в помещении комфортную для сна температуру. Регулярно проветривай комнату. Комфортно засыпать в прохладном помещении, а не в душном.

5. Отложи телефон

Гаджеты плохо влияют на качество сна. За полтора часа до отхода к Морфею убери подальше смартфон, не смотри телевизор и не пользуйся компьютером. И не важно, идет ли речь о рабочих планах, просмотре фильма или компьютерных играх.

6. Прими ванну

Теплая ванна перед сном помогает хорошенько расслабиться, а чтение дополнительно настраивает на спокойствие и отдых.

7. Умерь эмоции

Кровать должна ассоциироваться исключительно с отдыхом (и интимной жизнью), но никак ни с ссорами, работой, бурным смехом и глубокой печалью. Не выясняй перед сном отношений, не создавай эмоциональные нагрузки и полностью настраивайся на сон.

8. Приглуши свет

Свет мешает выработке мелатонина, отвлекает и мешает заснуть, поэтому постарайся отдыхать в полной темноте. Заодно позаботься о тишине, в зоне слышимости не будет резких и громких звуков.

9. Своевременный ужин

Жирная, острая пища, фрукты не подходят для употребления на ночь. Ты заставляешь желудок работать, а у него тоже наступает время отдыха. Ужинай хотя бы за три часа до сна, так еда успеет усвоиться. Если же беспокоит назойливое урчание, выпей стакан кефира или молока.

10. Комфорт

Жесткий матрас, неудобная подушка и синтетическое постельное белье вряд ли способствуют комфортному отдыху в любой фазе сна. Подбери белье из дышащих тканей, поставь кровать так, чтобы ничто не отвлекало и замени одеяло с подушкой. Твоя постель должна быть уютной и располагать ко сну.

youtube

Нажми и смотри

Наука сна: понимание того, что происходит, когда вы спите

Сон составляет от одной четверти до одной трети продолжительности жизни человека. Но что
точно происходит, когда вы спите?

До 1950-х годов большинство людей считало сон пассивной активностью, во время которой тело и мозг бездействовали. «Но оказывается, что сон — это период, в течение которого мозг занят рядом действий, необходимых для жизни, которые тесно связаны с качество жизни», — говорит эксперт по сну и невролог Университета Джона Хопкинса Марк Ву, доктор медицинских наук. Такие исследователи, как Ву, проводят большую часть своего времени, пытаясь узнать больше об этих процессах и о том, как они влияют на психическое и физическое здоровье. Вот беглый взгляд на мощные (часто удивительные) открытия исследователей сна — и на то, что они все еще пытаются открыть в науке о сне.

Сон не бывает одинаковым

В течение всего времени сна ваш мозг постоянно циклически проходит через два различных типа сна: быстрый сон (быстрое движение глаз) и медленный сон.

Первая часть цикла — медленный сон , который состоит из четырех стадий. Первая стадия наступает между бодрствованием и засыпанием. Второй – легкий сон, когда нормализуется частота сердечных сокращений и дыхания, снижается температура тела. Третья и четвертая стадии — глубокий сон. Хотя ранее считалось, что быстрый сон является наиболее важной фазой сна для обучения и памяти, новые данные свидетельствуют о том, что медленный сон более важен для этих задач, а также является более спокойной и восстанавливающей фазой сна.

Когда вы входите в БДГ-сон , глаза за закрытыми веками быстро двигаются, а мозговые волны подобны тем, которые наблюдаются во время бодрствования. Частота дыхания увеличивается, и тело становится временно парализованным, когда мы видим сон.

Затем цикл повторяется, но с каждым циклом вы тратите меньше времени на третью и четвертую более глубокие стадии сна и больше времени на БДГ-сон. Обычную ночь вы будете проходить четыре или пять раз.

Эксперт по сну и невролог Университета Джона Хопкинса Марк Ву, доктор медицины, доктор философии, и его коллеги-исследователи недавно определили ген, участвующий в
циркадная регуляция времени сна. Когда исследователи удалили это
ген — называемый «бодрствующим» — от плодовых мушек, мухи испытывали проблемы
засыпать и спать. Сходный ген сна существует у обоих
люди и мыши. Ученые продолжают изучать этот ген в надежде
понимание того, как процессы внутри наших клеток влияют на наши способности
спать.

См. больше исследований Джона Хопкинса в Instagram

Встроенные средства контроля сна вашего тела

По словам Ву, есть два основных процесса, которые регулируют сон:  циркадные ритмы  и  сон .

Суточные ритмы контролируются биологическими часами, расположенными в мозгу. Одна из ключевых функций этих часов — реагировать на световые сигналы, повышая выработку гормона мелатонина ночью, а затем отключая его при появлении света. У людей с полной слепотой часто возникают проблемы со сном, потому что они не могут обнаружить эти световые сигналы и отреагировать на них.

Стремление ко сну также играет ключевую роль: ваше тело жаждет сна так же, как и пищи. В течение дня ваше желание спать нарастает, и когда оно достигает определенной точки, вам нужно поспать. Основное различие между сном и голодом: ваше тело не может заставить вас есть, когда вы голодны, но когда вы устали, оно может усыпить вас, даже если вы находитесь на совещании или за рулем автомобиля. машина. Когда вы истощены, ваше тело может даже впадать в эпизоды микросна продолжительностью одну или две секунды, пока ваши глаза открыты. Дневной сон более 30 минут может нарушить ваш ночной сон, уменьшив сонливость вашего тела.

Почему вам нужен сон

Если вы когда-нибудь чувствовали туман после плохого ночного сна, вас не удивит, что сон значительно влияет на работу мозга. Во-первых, здоровое количество сна жизненно важно для «пластичности мозга» или способности мозга адаптироваться к вводимой информации. Если мы спим слишком мало, мы перестаем обрабатывать то, что выучили в течение дня и , у нас будет больше проблем с запоминанием в будущем. Исследователи также считают, что сон может способствовать удалению продуктов жизнедеятельности из клеток мозга, что, по-видимому, происходит менее эффективно, когда мозг бодрствует.

Сон жизненно важен и для всего тела. Когда люди не высыпаются, риск для их здоровья возрастает. Симптомы депрессии, судороги, высокое кровяное давление и мигрени ухудшаются. Иммунитет снижается, что увеличивает вероятность болезни и инфекции. Сон также играет роль в обмене веществ: даже одна ночь без сна может привести к преддиабетическому состоянию у здорового человека. «Между здоровьем и сном существует много важных связей, — говорит Ву.

Основы мозга: понимание сна | Национальный институт неврологических расстройств и инсульта

Image

Сон — важная часть вашего распорядка дня — вы тратите на него около трети своего времени. Качественный сон — и его достаточное количество в нужное время — так же важен для выживания, как пища и вода. Без сна вы не можете формировать или поддерживать пути в своем мозгу, которые позволяют вам учиться и создавать новые воспоминания, и вам труднее сосредоточиться и быстро реагировать.

Сон важен для ряда функций мозга, в том числе для взаимодействия нервных клеток (нейронов) друг с другом. На самом деле, ваш мозг и тело остаются удивительно активными, пока вы спите. Недавние исследования показывают, что сон играет роль уборщика, удаляя из мозга токсины, которые накапливаются во время бодрствования.

Всем нужен сон, но его биологическая цель остается загадкой. Сон влияет почти на все типы тканей и систем организма — от мозга, сердца и легких до метаболизма, иммунной функции, настроения и устойчивости к болезням. Исследования показывают, что хроническое недосыпание или плохое качество сна увеличивает риск заболеваний, включая высокое кровяное давление, сердечно-сосудистые заболевания, диабет, депрессию и ожирение.

Сон — это сложный и динамичный процесс, который влияет на ваше функционирование так, как это начинают понимать ученые. В этой брошюре описывается, как регулируется ваша потребность во сне и что происходит в мозгу во время сна.

Анатомия сна

Несколько структур мозга участвуют во сне.

Image

Гипоталамус , структура размером с арахис в глубине мозга, содержит группы нервных клеток, которые действуют как центры управления, влияющие на сон и пробуждение. Внутри гипоталамуса находится супрахиазматическое ядро ​​ (SCN) — скопление тысяч клеток, которые получают информацию о воздействии света непосредственно от глаз и контролируют ваш поведенческий ритм. Некоторые люди с повреждением СХЯ спят беспорядочно в течение дня, потому что они не могут сопоставить свои циркадные ритмы с циклом свет-темнота. Большинство слепых людей сохраняют некоторую способность ощущать свет и способны изменять свой цикл сна/бодрствования.

Ствол мозга , расположенный в основании мозга, сообщается с гипоталамусом, чтобы контролировать переходы между бодрствованием и сном. (Ствол головного мозга включает в себя структуры, называемые мостом, продолговатым мозгом и средним мозгом.) Клетки, способствующие сну, в гипоталамусе и стволе мозга вырабатывают химическое вещество головного мозга, называемое ГАМК , которое снижает активность центров возбуждения в гипоталамусе и мозговой ствол. Ствол мозга (особенно мост и продолговатый мозг) также играет особую роль в БДГ-сне; он посылает сигналы для расслабления мышц, необходимых для осанки и движений конечностей, чтобы мы не разыгрывали свои мечты.

Таламус действует как реле для передачи информации от органов чувств к коре головного мозга (покрытие мозга, которое интерпретирует и обрабатывает информацию из кратковременной в долговременную память). На большинстве стадий сна таламус успокаивается, позволяя вам отключиться от внешнего мира. Но во время быстрого сна таламус активен, посылая в кору изображения, звуки и другие ощущения, которые наполняют наши сны.

шишковидная железа , расположенная в двух полушариях головного мозга, получает сигналы от СХЯ и увеличивает выработку гормона мелатонин , который помогает заснуть, когда гаснет свет. Люди, которые потеряли зрение и не могут координировать свой естественный цикл бодрствования и сна с использованием естественного света, могут стабилизировать свой режим сна, принимая небольшое количество мелатонина в одно и то же время каждый день. Ученые считают, что пики и спады мелатонина с течением времени важны для согласования циркадного ритма организма с внешним циклом света и темноты.

Базальный передний мозг , расположенный рядом с передней и нижней частью мозга, также способствует сну и бодрствованию, в то время как часть средний мозг действует как система возбуждения. Высвобождение аденозина (химический побочный продукт потребления клеточной энергии) из клеток в базальных отделах переднего мозга и, возможно, в других областях поддерживает ваше влечение ко сну. Кофеин противодействует сонливости, блокируя действие аденозина.

Миндалевидное тело , миндалевидная структура, участвующая в обработке эмоций, становится все более активной во время быстрого сна.

Стадии и механизмы сна

Стадии сна

Существует два основных типа сна: сон с быстрыми движениями глаз (БДГ) и медленный сон (который состоит из трех разных стадий). Каждый из них связан с определенными мозговыми волнами и активностью нейронов. Вы циклически проходите через все стадии медленного и быстрого сна несколько раз в течение обычной ночи, причем ближе к утру все более длинные и глубокие периоды быстрого сна.

Изображение

Стадия 1 Медленный сон — это переход от бодрствования ко сну. В течение этого короткого периода (длительностью несколько минут) относительно легкого сна ваше сердцебиение, дыхание и движения глаз замедляются, а мышцы расслабляются с периодическими подергиваниями. Волны вашего мозга начинают замедляться из-за дневного бодрствования.

Изображение

Стадия 2 Медленный сон — это период легкого сна, предшествующий более глубокому сну. Ваше сердцебиение и дыхание замедляются, а мышцы расслабляются еще больше. Температура тела падает, а движения глаз прекращаются. Активность мозговых волн замедляется, но характеризуется короткими вспышками электрической активности. Вы проводите больше повторяющихся циклов сна во второй стадии сна, чем в других стадиях сна.

Изображение

Стадия 3 Медленный сон — это период глубокого сна, который необходим для того, чтобы утром чувствовать себя отдохнувшим. Это происходит в более длительные периоды в течение первой половины ночи. Ваше сердцебиение и дыхание замедляются до самого низкого уровня во время сна. Ваши мышцы расслаблены, и вас может быть трудно разбудить. Мозговые волны становятся еще медленнее.

Изображение

БДГ-сон впервые возникает примерно через 90 минут после засыпания. Ваши глаза быстро двигаются из стороны в сторону за закрытыми веками. Активность мозговых волн смешанной частоты становится ближе к наблюдаемой в состоянии бодрствования. Ваше дыхание становится более быстрым и нерегулярным, а частота сердечных сокращений и артериальное давление увеличиваются почти до уровня бодрствования. Большая часть ваших сновидений происходит во время фазы быстрого сна, хотя некоторые из них могут происходить и во время медленной фазы сна. Мышцы ваших рук и ног временно парализованы, что мешает вам воплотить в жизнь свои мечты. С возрастом вы спите меньше времени в фазе быстрого сна. Консолидация памяти, скорее всего, требует как медленного, так и быстрого сна.

Механизмы сна

Два внутренних биологических механизма — циркадный ритм и гомеостаз — работают вместе, чтобы регулировать, когда вы бодрствуете и спите.

Циркадные ритмы управляют широким спектром функций, от ежедневных колебаний бодрствования до температуры тела, обмена веществ и выделения гормонов. Они контролируют время вашего сна и вызывают сонливость по ночам и склонность просыпаться утром без будильника. Биологические часы вашего тела, которые основаны примерно на 24-часовом дне, контролируют большинство циркадных ритмов. Циркадные ритмы синхронизируются с сигналами окружающей среды (свет, температура) относительно фактического времени суток, но продолжаются даже при отсутствии сигналов.

Изображение

Биологические часы вашего тела основаны на 24-часовом дне и контролируют большинство циркадных ритмов. Эти ритмы влияют на множество функций, включая температуру тела (обозначена белой линией на графике выше). Мелатонин — гормон, вырабатываемый шишковидной железой, — помогает чувствовать сонливость, когда гаснет свет. Пики и впадины мелатонина (обозначенные золотой линией выше) важны для согласования циркадного ритма организма с внешним циклом света и темноты.

Гомеостаз сна-бодрствования отслеживает вашу потребность во сне. Гомеостатический драйв ко сну напоминает организму о необходимости сна через определенное время и регулирует интенсивность сна. Это стремление ко сну становится сильнее с каждым часом бодрствования и заставляет вас спать дольше и глубже после периода лишения сна.

Факторы, влияющие на ваши потребности во сне и бодрствовании, включают медицинские условия, лекарства, стресс, условия сна, а также то, что вы едите и пьете. Возможно, наибольшее влияние оказывает воздействие света. Специализированные клетки сетчатки ваших глаз обрабатывают свет и сообщают мозгу, день сейчас или ночь, и могут опережать или задерживать наш цикл сна-бодрствования. Воздействие света может затруднить засыпание и возвращение ко сну после пробуждения.

Работники ночной смены часто не могут заснуть, когда ложатся спать, а также не могут бодрствовать на работе, потому что их естественный циркадный ритм и цикл сна-бодрствования нарушены. В случае смены часовых поясов циркадные ритмы не синхронизируются со временем суток, когда люди летят в другой часовой пояс, что создает несоответствие между их внутренними часами и реальными часами.

Сколько сна вам нужно?

Изображение

Потребности во сне меняются с возрастом, как показано на диаграмме выше. Вначале малыши спят 16-18 часов в сутки. Детям школьного возраста и подросткам требуется около 9.5 часов сна каждую ночь. Большинству взрослых требуется 7-9 часов ночного сна. Однако пожилые люди (в возрасте 60 лет и старше), как правило, спят ночью меньше.

Ваша потребность во сне и режим сна меняются с возрастом, но они значительно различаются у людей одного возраста. Не существует волшебного «количества часов сна», подходящего для всех людей одного возраста. Младенцы изначально спят от 16 до 18 часов в день, что может ускорить рост и развитие (особенно головного мозга). Детям школьного возраста и подросткам в среднем требуется около 9.5 часов сна в сутки. Большинству взрослых требуется 7-9 часов сна в сутки, но после 60 лет ночной сон становится короче, легче и прерывается частыми пробуждениями. Пожилые люди также чаще принимают лекарства, которые мешают сну.

В целом люди спят меньше, чем им нужно, из-за более продолжительного рабочего дня и наличия круглосуточных развлечений и других мероприятий.

Многие люди считают, что они могут «наверстать упущенное» в выходные дни, но, в зависимости от того, насколько они лишены сна, более продолжительный сон в выходные дни может оказаться недостаточным.

Сновидение и отслеживание сна

Сновидение

Все мечтают. Вы проводите около 2 часов каждую ночь во сне, но можете не помнить большую часть своих снов. Его точная цель неизвестна, но сны могут помочь вам справиться со своими эмоциями. События дня часто вторгаются в ваши мысли во время сна, и люди, страдающие от стресса или беспокойства, чаще видят пугающие сны. Сны можно увидеть на всех стадиях сна, но обычно они наиболее ярки в фазе быстрого сна. Некоторые люди видят цветные сны, а другие помнят только черно-белые сны.

Изображение

Отслеживание сна с помощью интеллектуальной технологии

Миллионы людей используют приложения для смартфонов, прикроватные мониторы и носимые устройства (включая браслеты, смарт-часы и повязки на голову) для неофициального сбора и анализа данных о своем сне. Умная технология может записывать звуки и движения во время сна, вести журнал часов сна и контролировать сердцебиение и дыхание. С помощью сопутствующего приложения данные с некоторых устройств можно синхронизировать со смартфоном или планшетом или загрузить на ПК. Другие приложения и устройства издают белый шум, излучают свет, стимулирующий выработку мелатонина, и используют легкие вибрации, чтобы помочь нам заснуть и проснуться.

Роль генов и нейротрансмиттеров

Химические сигналы сна     

Кластеры нейронов, способствующих сну, во многих частях мозга становятся более активными, когда мы готовимся ко сну. Химические вещества, передающие нервные сигналы, называемые нейротрансмиттерами, могут «выключать» или ослаблять активность клеток, которые сигнализируют о возбуждении или расслаблении. ГАМК связана со сном, расслаблением мышц и седацией. Норадреналин и орексин (также называемый гипокретином) поддерживают активность некоторых частей мозга, пока мы бодрствуем. Другие нейротрансмиттеры, которые формируют сон и бодрствование, включают ацетилхолин, гистамин, адреналин, кортизол и серотонин.

Гены и сон

Гены могут играть важную роль в том, сколько сна нам нужно. Ученые определили несколько генов, связанных со сном и нарушениями сна, в том числе гены, контролирующие возбудимость нейронов, и «часовые» гены, такие как Per , tim и Cry , которые влияют на наши циркадные ритмы и время сна. . Полногеномные ассоциативные исследования выявили участки на различных хромосомах, которые повышают нашу предрасположенность к нарушениям сна. Кроме того, различные гены были идентифицированы с такими нарушениями сна, как семейное расстройство фазы сна, нарколепсия и синдром беспокойных ног. Некоторые из генов, экспрессируемых в коре головного мозга и других областях мозга, изменяют уровень своей экспрессии между сном и бодрствованием. Несколько генетических моделей, включая червя, плодовую мушку и рыбку данио, помогают ученым идентифицировать молекулярные механизмы и генетические варианты, связанные с нормальным сном и нарушениями сна. Дополнительные исследования позволят лучше понять наследственные модели сна и риски циркадных расстройств и нарушений сна.

Изображение

Исследования сна

Ваш лечащий врач может порекомендовать полисомнограмму или другой тест для диагностики нарушений сна. Полисомнограмма обычно предполагает проведение ночи в лаборатории сна или центре сна. Он записывает ваше дыхание, уровень кислорода, движения глаз и конечностей, частоту сердечных сокращений и мозговые волны в течение ночи. Ваш сон также записывается на видео и аудио. Эти данные могут помочь специалисту по сну определить, правильно ли вы проходите через различные стадии сна. Результаты могут быть использованы для разработки плана лечения или определения необходимости дальнейших тестов.

Советы по хорошему сну

Image

Достаточное количество сна полезно для здоровья. Вот несколько советов, как улучшить свой сон:

• Установите расписание: ложитесь спать и просыпайтесь в одно и то же время каждый день.
• Занимайтесь физическими упражнениями от 20 до 30 минут в день, но не позднее, чем за несколько часов до сна.
• Избегайте кофеина и никотина в конце дня и алкогольных напитков перед сном.
• Расслабьтесь перед сном — попробуйте теплую ванну, чтение или другой расслабляющий ритуал.
• Создайте комнату для сна – избегайте яркого света и громких звуков, поддерживайте в комнате комфортную температуру, не смотрите телевизор и не держите компьютер в спальне.
• Не ложись спать без сна. Если вы не можете заснуть, займитесь чем-нибудь другим, например, почитайте или послушайте музыку, пока не почувствуете усталость.
• Обратитесь к врачу, если у вас проблемы со сном или если вы чувствуете себя необычно усталым в течение дня. Большинство нарушений сна можно эффективно лечить.

Надежда через исследования

Ученые продолжают изучать функции и регуляцию сна. Основное внимание в исследованиях уделяется пониманию рисков, связанных с хроническим недосыпанием, и взаимосвязи между сном и болезнями.