Фізіологія сну

"Хто пізнає таємницю сну, пізнає таємницю мозку".

М. Жуве.

Сон - фізіологічний стан, що характеризується втратою активних психічних зв'язків суб'єкта з навколишнім світом. Сон є життєво необхідним для вищих тварин і людини. Тривалий час вважали, що сон являє собою відпочинок, необхідний для відновлення енергії клітин мозку після активного неспання. Однак виявилося, що активність мозку під час сну часто вище, ніж під час неспання. Було встановлено, що активність нейронів ряду структур мозку під час сну істотно зростає, тобто сон - це активний фізіологічний процес.

Рефлекторні реакції під час сну знижені. Сплячий чоловік не реагує на багато зовнішні дії, якщо вони не мають надмірної сили. Сон характеризується фазовими змінами ВНД, які особливо виразно виявляються при переході від неспання до сну (вирівнююча, парадоксальна, ультрапарадоксальная і наркотична фази). У наркотичну фазу тварини перестають відповідати умовно-рефлекторної реакцією на будь-які умовні подразники. Сон супроводжується низкою характерних змін вегетативних показників і біоелектричної активності мозку.

Для стану неспання характерною є низькоамплітудних високочастотна ЕЕГ активність (бета-ритм). При закриванні очей ця активність змінюється альфа-ритмом, відбувається засинання людини. У цей період пробудження відбувається досить легко. Через деякий час починають виникати "веретена". Приблизно через 30 хв стадія "веретен" змінюється стадією Високоамплітудний повільних тета-хвиль. Пробудження в цю стадію утруднене, вона супроводжується низкою змін вегетативних показників: зменшується частота серцевих скорочень, знижується кров'яний тиск, температура тіла та ін

Стадія тета-хвиль змінюється стадією Високоамплітудний сверхмедленних дельта-хвиль. Дельта-сон - це період глибокого сну. Частота серцевих скорочень, артеріальний тиск, температура тіла в цю фазу досягають мінімальних значень. Повільнохвильовий стадія сну триває 1-1,5 години і змінюється появою на ЕЕГ низькоамплітудних високочастотної активності, характерною для стану неспання (бета-ритм), яка отримала назву парадоксального, або бистроволнового, сну. Таким чином, весь період сну поділяється на два стани, які змінюють один одного 6-7 разів протягом ночі: повільнохвильовий (ортодоксальний) сон і швидко-хвильовий (парадоксальний) сон. Якщо розбудити людину в фазу парадоксального сну, то він повідомляє про сновидіннях. Людина, прокинувшись у фазу повільного сну, зазвичай не пам'ятає сновидінь. Якщо людини під час сну вибірково позбавляти тільки парадоксальної фази сну, наприклад, будити його, як тільки він переходить в цю фазу, то це призводить до суттєвих порушень психічної діяльності.

Теорії сну.

Гуморальна теорія, як причину сну розглядає речовини, що з'являються в крові при тривалому пильнуванні. Доказом цієї теорії служить експеримент, при якому чуйний, собаці переливали кров тварини, позбавленого сну протягом доби. Тварина-реципієнт негайно засипало. В даний час вдалося ідентифікувати деякі гіпногенние речовини, наприклад пептид, що викликає дельта-сон. Але гуморальні чинники не можуть розглядатися як абсолютна причина виникнення сну. Про це свідчать спостереження за поведінкою двох пар неразделівшіхся близнюків. У них поділ нервової системи сталося повністю, а системи кровообігу мали безліч анастомозів. Ці близнюки могли спати в різний час: один дівчинка, наприклад, могла спати, а інша не спали.

підкіркова і коркова теорії сну. При різних пухлинних або інфекційних ураженнях підкоркових, особливо стовбурових, утворень мозку, у хворих відзначаються різні порушення сну - від безсоння до тривалого летаргічного сну, що вказує на наявність підкоркових центрів сну. При подразненні задніх структур субталамуса і гіпоталамуса тварини засипали, а після припинення подразнення вони прокидалися, що вказує на наявність в цих структурах центрів сну.

У лабораторії І. П. Павлова було встановлено, що при тривалої виробленні тонкого дифференцировочного гальмування тварини часто засипали. Тому вчений розглядав сон як наслідок процесів внутрішнього гальмування, як поглиблене, розлите, що поширився на обидві півкулі і найближчу підкірку гальмування (коркова теорія сну).

Однак кілька фактів не могли пояснити ні коркова, ні підкіркова теорії сну. Спостереження за хворими, в яких були відсутні майже всі види чутливості, показали, що такі хворі впадають у стан сну як тільки переривається потік інформації від діючих органів чуття. Наприклад, у одного хворого з усіх органів чуття був збережений тільки одне око, закриття що втручають хворого в стан сну. Багато питань організації процесів сну отримали пояснення з відкриттям висхідних що активують впливів ретикулярної формації стовбура мозку на кору великих півкуль. Експериментально було доведено, що сон виникає у всіх випадках усунення висхідних активують впливів ретикулярної формації на кору мозку. Були встановлені спадні впливу кори мозку на підкіркові освіти. У спати за наявності висхідних що активують впливів ретикулярної формації на кору мозку нейрони лобової кори гальмують активність нейронів центру сну заднього гіпоталамуса. У стані сну, коли знижуються висхідні активують впливу ретикулярної формації на кору мозку, гальмові впливу лобової кори на гіпоталамічні центри сну знижуються.

Тим лімбіко-гіпоталамічним і ретикулярних структурами мозку є реципрокні відносини. При порушенні лімбіко-гіпоталамічних структур мозку спостерігається гальмування структур ретикулярної формації стовбура мозку і навпаки. При пильнуванні за рахунок потоків афферентаціі від органів почуттів активуються структури ретикулярної формації, які надають висхідне активуюча вплив на кору великих півкуль. При цьому нейрони лобових відділів кори роблять спадні гальмові впливу на центри сну заднього гіпоталамуса, що усуває блокують впливу гіпо-таламических центрів сну на ретикулярну формацію середнього мозку. При зменшення потоку сенсорної інформації знижуються висхідні активують впливу ретикулярної формації на кору мозку. В результаті чого усуваються гальмівні впливу лобової кори на нейрони центру сну заднього гіпоталамуса, які починають ще активніше гальмувати ретикулярну формацію стовбура мозку. У умовах блокади всіх висхідних що активують впливів підкоркових утворень на кору мозку спостерігається повільнохвильовий стадія сну.

Гіпоталамічні центри за рахунок зв'язків з лімбічні структурами мозку можуть надавати висхідні активують впливу на кору мозку за відсутності впливів ретикулярної формації стовбура мозку. Ці механізми складають корково-під-коркові теорію сну (П. К. Анохін), яка дозволила пояснити всі види сну і його розлади. Вона виходить з того, що стан сну пов'язано з найважливішим механізмом - зниженням висхідних що активують впливів ретикулярної формації на кору мозку. Сон бескоркових тварин і новонароджених дітей пояснюється слабкою вираженістю тих, які сходять впливів лобової кори на гіпоталамічні центри сну, які за цих умов знаходяться в активному стані і надають гальмівну дію на нейрони ретикулярної формації стовбура мозку.

Сон новонародженого періодично переривається тільки збудженням центру голоду, розташованого в латеральних ядрах гіпоталамуса, який гальмує активність центру сну. При цьому створюються умови для надходження висхідних що активують впливів ретикулярної формації в кору. Ця теорія пояснює багато розлади сну. Безсоння, наприклад, часто виникає як наслідок перезбудження кори під впливом куріння, напруженої творчої роботи перед сном. При цьому посилюються спадні гальмові впливу нейронів лобової кори на гіпоталамічні центри сну і пригнічується механізм їх блокуючого дії на ретикулярну формацію стовбура мозку. Тривалий сон може спостерігатися при роздратуванні центрів заднього гіпоталамуса судинним або пухлинним патологічним процесом. Збуджені клітини центру сну безперервно надають блокуючий вплив на нейрони ретикулярної формації стовбура мозку.

Іноді під час сну спостерігається так зване часткове пильнування, що пояснюється наявністю певних каналів реверберації збуджень між підкірковими структурами і корою великих півкуль під час сну на тлі зниження висхідних що активують впливів ретикулярної формації на кору мозку. Наприклад, що годує мати може міцно спати і не реагувати на сильні звуки, але вона швидко прокидається навіть при невеликому ворушіння дитини. У разі патологічних змін у тому чи іншому органі посилена імпульсація від нього може визначати характер сновидінь і бути свого роду провісником захворювання, суб'єктивні ознаки якого ще не сприймаються в стані неспання.

Фармакологічний сон неадекватний по своїх механізмах природному сну. Снодійні препарати обмежують активність різних структур мозку - ретикулярної формації, гіпота-ламіческой області, кори головного мозку. Це призводить до порушення природних механізмів формування стадій сну, порушення процесу консолідації пам'яті, переробки та засвоєння інформації.

Функціональна система поведінки

Ступінь складності і характер компонентів поведінкових актів можуть бути різними, але їх принципова організація однакова. Сучасна фізіологія розглядає всі поведінкові акти з позицій теорії функціональних систем П. К. Анохіна.

Відповідно до цієї теорії при здійсненні умовного рефлексу подразник діє на тлі передпусковий інтеграції, яка формується на базі різних видів аферентних збуджень. Обстановочну афферентація -- сума аферентних збуджень, що виникають у конкретних умовах і сигналізують про обстановку, в якій знаходиться організм. Обстановочну афферентація діє на організм, в якому є той чи інший рівень мотиваційного збудження (мотивація). Домінуюча мотивація формується на основі провідної потреби, за участю мотиваційних центрів гіпоталамуса. На стадії афферентной синтезу домінуюча мотивація активує пам'ять.

Значення пам'яті на стадії афферентной синтезу полягає в те, що вона отримує інформацію, пов'язану із задоволенням домінуючою мотивації. Ці три види збуджень: мотиваційний, пам'ять і обстановочну афферентація створюють передпусковий інтеграцію, на тлі якої діє четвертий вид афферентаціі - пускова афферентація (пусковий стимул, умовний сигнал). Ці чотири види збуджень взаємодіють і забезпечують формування першого етапу функціональної системи поведінки - афферентной синтезу. Основною умовою формування афферентной синтез є зустріч всіх чотирьох видів афферентацій, які обробляються одночасно завдяки конвергенції всіх видів збуджень. Етап афферентной синтезу забезпечує постановку мети, досягнення якої буде присвячена вся реалізація функціональної системи.

Прийняття рішення (постановка мети) є другим етапом і здійснюється тільки на основі повного афферентной синтезу. Завдяки прийняття рішення приймається форма поведінки, відповідна внутрішньої потреби, як і раніше, досвіду та навколишнього обстановці, яка дозволяє здійснювати саме ту дію, яку має призвести до запрограмованому результату.

Третім етапом є формування програми дії. На цьому етапі забезпечуються шляху реалізації конкретної мети, формуються еферентні команди до різних виконавчим органам. Одночасно в нейронних структурах створюється спеціальний апарат - акцептор результату дії, що прогнозує всі параметри майбутнього результату.

Формування акцептора результатів дії є четвертим етапом створення функціональної системи. Він повинен забезпечити механізми, що дозволяють не тільки прогнозувати параметри необхідного результату, а й порівняти їх з параметрами реально отриманого результату. Інформація про них приходить до акцептор завдяки зворотного афферентацій, яка дозволяє виправити помилку або довести недосконалі поведінкові акти до скоєних. Акцептор результатів дії - це ідеальний образ (еталон) майбутніх результатів дії. У цей нервовий комплекс приходять збудження не тільки афферентной, але і еферентної природи. Колатеральних відгалуження пірамідного тракту через ланцюг проміжних нейронів відводять частину еферентних команд, що йдуть до ефекту-рам.

Ці порушення конвергіруют на ті самі проміжні нейрони сенсомоторної області кори, куди надходять аферентні збудження, передають інформацію про параметри реального результату. Якщо результати не відповідають прогнозу, то виникає реакція неузгодженості, що активує орієнтовно-дослідницьку реакцію, яка збільшує асоціативні можливості мозку, забезпечуючи активний пошук додаткової інформації.

На її основі формується новий більш повний аферентних синтез, приймається більш адекватне рішення, що, у свою чергу, призводить до формування більш досконалої програми дії, що дозволяє одержати необхідний результат. Нейрони, що беруть участь у формуванні функціональної системи, розташовані у всіх структурах ЦНС, на всіх її рівнях. При досягненні бажаного корисного результату в акцептор результатів дії формується реакція узгодження, надходить афферентація, що сигналізує про задоволення мотивації. На цьому функціональна система перестає існувати.

Процеси узгодження або неузгодженості, що виникають при звірення параметрів реально отриманого результату із запрограмованим у акцептор результатів дії, супроводжуються або почуттям задоволення, або незадоволення, тобто позитивними і негативними емоціями.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://medicinform.net/