Что делает мозг во время сна ?
О том, что сон делится на несколько стадий, одна из которых — стадия быстрого сна, ученые догадались 55 лет назад. Честь этого открытия принадлежит студенту Чикагского университета Юджина Азерински и его научному руководителю Натаниэлю Клейтману.
Что делает мозг во время сна ?

Оказалось, что человек вроде бы и спит, но его глазные яблоки энергично движутся, а сам он видит яркие, запоминающиеся сны. Мало того, бодрствование с закрытыми глазами занимает пятую часть всего времени сна, и в это время клетки мозга весьма активны: они, как показывают сегодняшние исследования, заняты переработкой информации.

Итак, как теперь известно, из каждых восьми часов мы понастоящему спим лишь шесть часов с небольшим. В фазе быстрого сна наш мозг не принимает новой информации от органов чувств и не подает команды мышцам: он перерабатывает полученную и (sic!) создает программы поведения на будущее, приводит в порядок и укрепляет нашу память, что позволяет на следующее утро пользоваться ею более эффективно. То, что утро вечера мудренее, люди заметили в незапамятные времена. Но почему? Долгие десятилетия исследователи считали, что сон укрепляет память, поскольку служит пассивной защитой от наслоения новых впечатлений. Мы забываем, потому что новая информация выталкивает прежде полученные воспоминания. А когда мы спим, новая информация не поступает, и у мозга есть возможность разложить полученную за день информацию по полочкам, где она и может закрепиться. Оказалось, однако, что сон укрепляет память весьма активно, и в этом процессе участвует его быстрая фаза.

Что происходит во время сна
Во время сна характер волн на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) отличен от наблюдаемого во время бодрствования. Когда вы не спите, мозг генерирует низкоамплитудные быстрые волны, или альфа-волны (10 колебаний в секунду), а во время сна - более медленные и высокоамплитудные волны, называемые дельта- и тета-волнами. Это связано с тем, что в период бодрствования электрические разряды нервных клеток мозга не синхронизированы. Регистрируемая ЭЭГ отражает усредненную активность миллионов нервных клеток; при суммировании положительных и отрицательных зарядов общий результат равен нулю. Именно поэтому амплитуда волн низка, а колебания от положительного знака к отрицательному происходят очень быстро. Во время сна большинство нервных клеток работает синхронно, так что их разряды можно сравнить с дружным топотом ног; при этом получаются медленные высоко-амплитудные волны ЭЭГ.

Существуют два типа сна: "быстрый" сон (так называемый REM-сон) и "медленный" сон (не-REM-сон). He-REM-сон представляет собой обычный, нормальный сон; REM-сон - это сон со сновидениями.

Название "REM" - это сокращение английского термина "rapid eye movement" - "быстрые движения глаз" (БДГ), указывающего, что во время этой фазы сна наши глаза быстро двигаются. В дальнейшем REM-сон мы будем называть сном с БДГ, а не-REM-сон - сном без БДГ. Даже без специальной аппаратуры можно определить, когда человек видит сны, просто наблюдая за его закрытыми глазами. Если глазные яблоки под веками быстро двигаются, человек находится в фазе сна с БДГ. Наблюдение должно продолжаться не менее 30 с, потому что периоды движений глаз разделяются паузами.

Интересно, что мозг, по-видимому, не различает состояние сна и посылает к мышцам команды в соответствии с нашими действиями в снах. К счастью, непосредственно перед началом сна с БДГ ядро (группа нервных клеток) в стволе мозга обеспечивает настолько полное расслабление нашей мускулатуры, что она практически парализована. Во время сновидений команды, посылаемые мозгом, вызывают лишь незначительные движения мышц, что позволяет нам не просыпаться. Такие слабые подергивания можно наблюдать у спящих кошек или собак.

У экспериментальных животных возможно осуществить блокаду ядра, устраняющего мышечное напряжение во время сна с БДГ. При такой блокаде животные ведут себя в соответствии с тем, что видят во сне. С закрытыми глазами они выгибают спину, царапаются, шипят, дерутся. У людей подобные явления наблюдаются при недостаточной функции тормозных нервных клеток. Во время сновидений человек может совершать резкие движения, колотить по подушке, соскакивать с постели, ранить себя. Это расстройство называется нарушением REM-поведения; оно поддается лечению.

У большинства людей сон с БДГ возникает примерно каждые 90 минут в течение ночи (у младенцев каждые 60 минут). Первый период сна с БДГ бывает очень коротким, около 5 минут, второй - около 10 минут, а третий может доходить до 15 минут. Последний период сновидений обычно продолжается 30 минут, но иногда до 1 часа. В течение каждой ночи человек видит сны несколько раз. Если прошлой ночью вы спали 6 часов, то должны были видеть примерно 4 сна. Большинство снов забывается, если только вы не проснулись в это время.

С другой стороны, существуют 2 варианта сна без БДГ, или сна без сновидений - наиболее часто наблюдаемый тип, называемый стадией 2, и гораздо более глубокий сон, называемый дельта-сном (стадии 3 и 4). Во время сна без БДГ появляются некоторые мысли, но обычно очень простые и отрывочные.

Между сном и бодрствованием есть переходная фаза, когда некоторые отделы мозга находятся в состоянии сна, а другие - нет: ее называют стадией 1.

Процесс засыпания напоминает спуск по лестнице. Сначала вы входите в первую стадию сна, 'которая занимает от одной до нескольких минут. При этом мысли путаются, но вы по-настоящему еще не спите. Затем вы вступаете во 2-ю стадию, и мозг начинает генерировать характерные волны, называемые "сонными веретенами", или К-комплексами. После этого наступают стадии глубокого сна - 3-я и 4-я, или дельта-сон.

Специалисты называют время до окончания первого периода сна с БДГ первым циклом сна, а время от этого момента до окончания второго периода сна с БДГ - вторые циклом сна. В течение ночи бывает 4-6 циклов, в зависимости от длительности сна. Обычно смена стадий сна происходит плавно, подобно постепенному подъему или спуску по лестнице. В последнюю часть ночи дельта-сон, как правило, отсутствует.