Сон, его биологическое значение, механизмы, стадии

Московский социально-педагогический институт

Факультет коррекционной педагогики и специальной психологии

Заочное отделение

Реферат

Сон, его биологическое значение, механизмы, стадии

Москва 2009

Оглавление

Введение

Что такое сон, глубина и продолжительность сна

Сновидения

Значение сна

Механизмы бодрствования и сна

Сон в онтогенезе

Заключение

Литература

Введение

До сих пор некоторые родители не понимают до конца значения и необходимости полноценного сна для своих детей. Уже с трех лет не заботятся о дневном сне для малышей, а если ребенок заснул – готовы ради светских мероприятий разбудить его, не стараются вечером вовремя уложить детей. А потом удивляются, откуда снижение иммунитета, частая заболеваемость, капризы и плохое настроение. Поэтому воспитателю необходимо хорошо понимать, что такое сон и уметь объяснить это родителям. Ведь сон – это основа здоровья, нормальной психики и способности к обучению.

Что такое сон, глубина и продолжительность сна

Сон - это особая активность мозга, при которой у человека выключаются сознание и механизмы поддержания естественной позы, снижена чувствительность анализаторов. Засыпанию способствуют соблюдение режима сна - сон в одно и то же время (циркадианный биоритм), утомление нервных клеток, ослабление активности анализаторов (закрытие глаз, тишина, удобная поза). Человек может спать и во время шума, например шума от автомобилей на улице. Следует, однако, помнить, что шум отрицательно влияет на сон, нарушая его глубину, последовательность фаз и тем самым ухудшая общее самочувствие. Поэтому спальню нужно, насколько это возможно, изолировать от внешних раздражителей.

Признаки сна у детей и взрослых одинаковые: снижение уровня сознания; зевание; понижение чувствительности анализаторов; урежение сердцебиений и дыхания, снижение секреторной деятельности желёз - слюнных (сухость слизистой оболочки рта), слезных (жжение глаз, слипание век).

Продолжительность сна: взрослые спят 7-8 ч в сутки, дети - до 20 ч в сутки в зависимости от возраста. Однако известны случаи, когда люди длительное время спали значительно меньше и сохраняли высокую работоспособность (например, Наполеон I и Т.Эдисон спали по 2 ч). К настоящему времени установлено, что люди, спящие 7-8 ч в сутки, живут дольше при прочих равных условиях.

Для оценки глубины сна обычно используют электроэнцефалограмму (ЭЭГ), по особенностям которой, исходя из общепринятых стандартных критериев, выделяют четыре или пять стадий сна. В состоянии расслабленного бодрствования преобладает α-ритм с изменчивой амплитудой. В стадии А сна он постепенно исчезает, между его эпизодами появляются все более длительные интервалы с очень маленькими θ-волнами. Это соответствует переходу от бодрствования ко сну, причем многие авторы относят стадию А сна к бодрствованию. Для стадии В сна (засыпание и самый поверхностный сон) характерны θ-волны. В конце ее над прецентральной областью мозга можно записать высокоамплитудные вертекс-зубцы длительностью 3-5 с. Они предвещают наступление стадии С сна (поверхностный сон). После их появления спящий человек уже не различает слабые внешние раздражители. Характерной особенностью биоэлектрической активности мозга в этой фазе служат веретенообразные всплески β-ритма (сонные веретена) и К-комплексы. В стадии D сна (умеренно глубокий сон) регистрируются быстрые δ-волны частотой 3,0-3,5 Гц, а в стадии Е сна (глубокий сон) - медленные (синхронизированные) колебания, представляющие собой почти исключительно крайне медленные δ-волны (частотой 0,7-1,2 Гц), на которые эпизодически накладываются мелкие α-волны.

Перед пробуждением спящий человек обычно проходит еще через одну, особую фазу сна, характеризующуюся десинхронизацией ЭЭГ (как в стадии В) и эпизодами быстрых движений глаз (БДГ). Их можно наблюдать со стороны через сомкнутые веки спящего или записывать методами электроокулографии (см. кривую ЭОГ на рис. 6.16). БДГ настолько характерны для данной фазы, что ее называют сном с БДГ - быстрым сном, другие фазы называют медленным сном. Остальная мускулатура в фазу быстрого сна, как и во время медленного сна, практически атонична, если не считать иногда возникающих судорожных сокращений мышц лица или пальцев (рис. 6.16). По Лумису и др. и Клайтману и др., стадия W - бодрствование в расслабленном состоянии; стадия А - переход от бодрствования ко сну; стадия В - засыпание и самый поверхностный сон (считается, что острые вертекс-зубцы в конце кривой соответствуют физиологическому моменту засыпания); стадия С - поверхностный сон; стадия D - умеренно глубокий сон; стадия Е - глубокий сон. Три нижние кривые представляют собой одновременную запись ЭЭГ, электроокулограммы (ЭОГ) и электромиограммы указательного пальца (ЭМГ) во время БДГ-сна (со сновидениями). Обычно его эпизоды возникают в конце каждого сонного цикла.

Порог пробуждения в БДГ-фазе сна примерно такой же, как и во время глубокого сна, однако ЭЭГ сходна с записываемой при бодрствовании или переходе ко сну, поэтому БДГ-сон получил также название парадоксального или десинхронизированного. Все прочие фазы, вместе взятые, часто называют синхронизированным или медленноволновым сном (сном без БДГ). Такое разделение справедливо еще и потому, что сновидения, очевидно, возникают главным образом во время сна с БДГ. На протяжении ночи последовательность стадий сна повторяется в среднем 3-5 раз. Как правило, максимальная его глубина при каждом таком цикле убывает к утру, когда стадия Е уже отсутствует или становится очень короткой. В норме БДГ-сон повторяется примерно через каждые 1,5 ч и длится в среднем 20 мин, причем с каждым разом все больше.

Сновидения

Сновидения - возникающие во сне образные представления и воспринимаемые как реальная действительность. Детям и взрослым гораздо легче вспомнить содержание только что увиденного сна, если их разбудить во время БДГ-фазы или тотчас после ее окончания; проснувшись в фазе медленноволнового сна, человек часто не помнит сновидений. Отмечается высокая частота воспоминаний в первом случае (60-90%) и существенно более низкая, причем значительно колеблющаяся (от 1 до 74%), - во втором. Следовательно, вполне вероятно, что сновидения всегда или обычно возникают во время БДГ-сна. В то же время в медленноволновом сне наблюдаются разговор, снохождение и ночные страхи у детей. Если даже людей или животных в течение длительного времени лишали БДГ-сна (а следовательно, и сновидений), вопреки существовавшим ранее предположениям, никаких продолжительных физических или психических расстройств у них не возникало.

Классификация стадий сна (А - Е) у человека с учетом особенностей ЭЭГ (по Лумису и др.; Клайтману и др.)

Три нижние кривые представляют собой одновременную запись ЭЭГ, ЭОГ и ЭМГ указательного пальца во время БДГ-сна (со сновидениями). Обычно его эпизоды возникают в конце каждого цикла сна. (Объяснение в тексте.)

Факторы, побуждающие сновидения

• Предшествующая сну деятельность (дети продолжают «играть» во сне, исследователь ставит эксперименты и т.д.). Например, известному физиологу О.Леви приснилась модель опыта, с помощью которого он открыл медиаторный механизм передачи влияний с симпатического и парасимпатического нервов на сердце. Д.И.Менделееву сновидение помогло создать свою знаменитую таблицу.

• Раздражители, действующие на организм во время сна. Так, если приложить горячую грелку к ногам, спящему человеку может присниться сон, что он идет по раскаленному песку.

• Избыточная импульсация от переполненных или больных внутренних органов может вызывать кошмарные сновидения.

Снохождение (сомнамбулизм) также нельзя считать патологией. За исключением редких несчастных случаев, оно совершенно безобидно. Снохождение наблюдается в любом возрасте, особенно часто у детей и молодых людей. Глаза сомнамбулы широко открыты, взгляд устремлен вперед - как бы в пустоту. Внешние раздражители не вызывают у него никаких реакций. Движения человека угловатые и неуклюжие. Как уже говорилось, снохождение возникает преимущественно во время глубокого сна, поэтому его нельзя принимать за двигательное проявление сновидений. Сомнамбулизм считают особой формой бодрствования, при которой преобразование сенсорной информации в двигательные акты в общем сохраняется, однако сознание отключено.

Значение сна

1. Сон обеспечивает отдых организма. В экспериментах М.М. Манассеиной (1892) было показано, что лишенные сна взрослые собаки погибали на 12-21-й день. Лишение сна щенков приводило их к гибели через 4-6 дней. Депривация сна человека в течение 116 ч сопровождалась нарушением поведения, повышением раздражительности, психическими расстройствами. Более значительно меняется поведение человека при лишении его медленного сна: возникает повышенная возбудимость (развязность).

2. Сон играет важную роль в процессах метаболизма. Полагают, что медленный сон способствует восстановлению внутренних органов, поскольку через гипоталамус либерины воздействуют на гипофиз, способствуя освобождению гормона роста (ГР), который участвует в биосинтезе белков в периферических тканях. Напротив парадоксальный сон восстанавливает пластические свойства нейронов головного мозга, усиливает процессы в клетках нейроглии, которые обеспечивают нейроны питательными веществами и кислородом. По мнению Е. Хартмана, мало спящие люди хорошо приспособлены к жизни, обычно игнорируют психологические проблемы. Долго спящие люди обременены конфликтами и более разносторонни в своих интересах. Предполагают, что потребность в медленном сне для всех относительно одинакова, а потребность в парадоксальном сне различна.

3. Сон способствует переработке и запоминанию информации. По мнению Ф. Крика, во время парадоксального сна из памяти исключается вся второстепенная информация, т.е. происходит процесс реверсивного обучения. Предлагались различные устройства и методики, якобы дающие людям возможность, не прикладывая усилий, обучаться во сне. К сожалению, информация, предъявляемая во время сна, не запоминается, если только на ЭЭГ во время или после этого не появляется α-ритм (т. е. если человек не просыпается). Как уже говорилось, из всех проявлений активности мозга во время сна запоминается лишь последнее сновидение. В то же время сон облегчает закрепление изученного материала. Если какая-то информация заучивается непосредственно перед засыпанием, то спустя 8 ч она вспоминается лучше.

4. Биологическое значение сна связано с приспособлением к изменению освещенности (день - ночь). Организм способен заранее приспособиться к ожидаемому воздействию внешнего мира, активность всех систем снижается в определенные часы согласно режиму труда и отдыха. К моменту пробуждения и в начале бодрствования активность органов и систем возрастает и соответствует уровню поведенческих реакций.

Механизмы бодрствования и сна

Переход от бодрствования ко сну предполагает два возможных пути. Прежде всего не исключено, что механизмы, поддерживающие бодрствующее состояние, постепенно «утомляются». В соответствии с такой точкой зрения сон - это пассивное явление, следствие снижения уровня бодрствования. Однако не исключено и активное торможение обеспечивающих бодрствование механизмов. Важную роль в регуляции цикла сон - бодрствование играет ретикулярная формация ствола мозга, где находится множество диффузно расположенных нейронов, аксоны которых идут почти ко всем областям головного мозга, за исключением новой коры (неокортекса). Ее роль в цикле сон - бодрствование была исследована в конце 40-х годов Г. Моруцци и Н. Мэгуном. Они обнаружили, что высокочастотное электрическое раздражение этой структуры у спящих кошек приводит к их мгновенному пробуждению. И напротив, повреждения ретикулярной формации вызывают постоянный сон, напоминающий кому; перерезка же только сенсорных трактов, проходящих через ствол мозга, такого эффекта не дает.

Серотонинергические нейроны также играют весьма важную роль в регуляции бодрствования и сна. В верхних отделах ствола мозга есть две области - ядра шва и голубое пятно, для нейронов которых характерны такие же обширные проекции, как и для нейронов ретикулярной формации, т.е. достигающие многих областей ЦНС. Медиатором в клетках ядер шва служит серотонин (5-гидрокситриптамин, 5-НТ), а голубого пятна - норадреналин. Разрушение ядер шва у кошки приводит к полной бессоннице в течение нескольких дней; за несколько следующих недель сон нормализуется. Частичная бессонница может быть также вызвана подавлением синтеза 5-НТ n-хлорфенилаланином. Ее можно устранить введением 5-гидрокситриптофана, предшественника серотонина, не проникающего через гематоэнцефалический барьер. Двустороннее разрушение голубого пятна приводит к полному исчезновению БДГ-фаз, не влияя на медленноволновой сон. Истощение запасов серотонина и норадреналина под влиянием резерпина вызывает, как и следовало ожидать, бессонницу. Однако оказалось, что нейроны ядер шва наиболее активны и выделяют максимум серотонина не во время сна, а при бодрствовании. Кроме того, возникновение БДГ, по-видимому, обусловлено активностью нейронов не столько голубого пятна, сколько более диффузного подголубого ядра. Судя по результатам недавних экспериментов, серотонин служит и медиатором в процессе пробуждения, и «гормоном сна» в бодрствующем состоянии, стимулируя синтез или высвобождение «веществ сна» , (факторов сна), которые в свою очередь вызывают сон. Были сделаны попытки обнаружить особые вещества либо после длительного лишения сна, либо у спящего человека. Первая из этих попыток основана на предположении о том, что фактор(ы) сна во время бодрствования накапливаются до вызывающего сон уровня, а вторая - на гипотезе, согласно которой они образуются или выделяются во сне. Исследования дали определенные результаты. Так, при проверке первой гипотезы из мочи и цереброспинальной жидкости человека и животных был выделен небольшой глюкопептид -фактор S, вызывающий медленноволновой сон при введении другим животным. Существует, по-видимому, и фактор сна с БДГ. Изучение второй гипотезы привело к открытию индуцирующего глубокий сон нонапептида (в настоящее время он уже синтезирован), так называемого пептида δ-сна (DSIP, delta-sleep inducing peptide). Однако пока не известно, играют ли эти и многие другие «вещества сна», обнаруженные при проверке обеих гипотез, какую-либо роль в его физиологической регуляции. Более того, выделенные пептиды часто вызывают сон лишь у животных определенного вида; кроме того, он возникает и под действием других веществ. Однако сросшиеся девочки-близнецы могли спать порознь, что свидетельствует о второстепенной роли гуморальных факторов и решающей роли в развитии сна нервной системы.

Сон в онтогенезе

В последние недели беременности периоды быстрого сна у плода занимают 30-60% сна, остальное время составляет медленный сон.

Общая характеристика сна детей. Основная тенденция сна детей - постепенное уменьшение общей его продолжительности и значительное снижение доли БДГ-фазы (см. рис.). Последовательность и длительность остальных фаз, не указанных на рисунке, у детей грудного и младшего возраста также иные, чем у взрослых. Значительная доля БДГ-фазы в самом раннем возрасте наводит на мысль, что этот сон, сопровождающийся повышенной активностью нервных клеток (такая же десинхронизация ЭЭГ, как и при сосредоточении внимания), играет важную роль в онтогенетическом развитии ЦНС: поскольку грудные дети получают гораздо меньше информации об окружающем мире, чем взрослые, их сновидения обеспечивают внутреннюю стимуляцию, компенсирующую недостаток внешней.

Соотношение сна и бодрствования, а также БДГ- и медленноволнового сна в различные периоды жизни человека. Наиболее существенное изменение в раннем возрасте - уменьшение общей длительности сна и значительное снижение в нем доли БДГ-фазы (по Н.Р.Roffward и др., 1966)

Продолжительность сна у детей зависит от возраста. Новорожденный спит около 20 ч в сутки, в возрасте 6 мес. -15 ч. Естественная потребность во сне с годами уменьшается. К концу первого года жизни продолжительность сна сокращается до 13 ч в сутки. Средняя продолжительность сна у детей 2-го года - 12 ч, - 9 лет-10 ч, 13-15 лет-9ч, 16-19 лет-8 ч в сутки. Характер сна детей - многоразовый. Новорожденные спят 9 раз в сутки, смены сна и бодрствования мало зависят от времени суток. Однако отчетливое преобладание ночного сна за счет сокращения дневного сна возникает уже в конце первого месяца жизни и после этого стабилизируется. В возрасте 1 года дети обычно спят 3 раза в сутки, причем наиболее продолжительным остается сон в ночное время. В ясельный и дошкольный периоды сон обычно становится двухразовым, а с начала школьного возраста - одноразовым, как у взрослых.

Частота и продолжительность сна детей от 2,5 месяцев до 7 лет

Возраст	Количество периодов дневного сна	Длительность каждого периода дневного сна	Продолжительность сна в течение суток (с ночным сном)
С 2,5 – 3 до 5-6 мес С 5-6 до 9-10 мес С 9-10 мес до 1 года 1 год – 1 год 6 мес 1 год 6 мес – 2 года 2-3 года 3-4 года 4-5 лет 5-6 лет 6-7- лет	4-3 3 2 2 1 1 1 1 1 1	2 ч – 1 ч 30 мин 2 ч – 1 ч 30 мин 2 ч 30 мин – 2 ч 2 ч – 1 ч 30 мин 3ч 2 ч 30 мин 2 ч 20 мин 2 ч 10 мин 1 ч 50 мин 1 ч 45 мин	17 ч 30 мин – 17 ч 16 ч 30 мин – 16 ч 15 ч – 14 ч 30 мин 14 ч 30 мин – 14 ч 14 ч – 13 ч 30 мин 13 ч 30 мин – 12 ч 30 мин 13ч 20 мин – 12 ч 20 мин 13 ч 10 мин – 12 ч 10 мин 12 ч 35 мин – 11 ч 35 мин 12 ч 30 мин – 11 ч 30 мин

Соотношение быстрого и медленного сна у детей также с возрастом изменяется. У грудного ребенка быстрый сон и медленный сон по протяженности фаз примерно равны. У ребенка 2-го года жизни быстрый сон занимает 30-40% от общего времени сна, а с 5 лет формируются соотношения, свойственные взрослому человеку: 20-25% - быстрый сон, 75-80% - медленный сон.

Заключение

Значение сна для растущего организма огромно. Задача воспитателя – обеспечить детям полноценный сон и объяснить родителям необходимость обеспечить достаточно продолжительный сон ребенку дома.

Литература

1. Обреимова Н.И. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков: учеб. пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений / Н.И. Обреимова, А.С. Петрухин. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 384с.

2. Смирнов В.М. Нейрофизиология и высшая нервная деятельность детей и подростков: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений. – 2-е изд.,стереотип. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 400 с.