Что такое сон и зачем он нужен? Физиология, структура, функции сна
Неслышными шагами подходит он ко мне – приятнейший из воров, и похищает мысли мои, и я застываю на месте… Фридрих Ницше
Каждую ночь все мы засыпаем и спим до утра. Примерно по 8 часов в сутки и около 25 лет за всю свою жизнь. Сон жизненно необходим, притом человек должен спать каждый день и на протяжении достаточного количества времени.
В некоторых случаях мы оказываемся лишены положенной порции сна – например, из-за ночного дежурства на работе. Даже одна ночь без полноценного отдыха ухудшает самочувствие, настроение и работоспособность. Не спать две, три и более ночей подряд — крайне сложно и еще более вредно.
Задокументированный мировой рекорд отсутствия сна составляет 11 дней, он был поставлен полвека назад молодым американцем Рэнди Гарднером. К исходу эксперимента отважный естествоиспытатель находился в состоянии психоза, страдал галлюцинациями и не помнил своего имени. Если вообще не давать человеку спать, примерно через 2 недели он может погибнуть от тяжелых нарушений работы мозга. Зачем нужен сон, чем обусловлена его исключительная важность и что это вообще такое?
Что собой представляет сон
В это сложно представить, но на сегодня абсолютного определения сна не существует. Если дать приблизительное описание термина, то сном называют нормальное физиологическое состояние, при котором у человека понижена реакция на окружающий мир и целью которого является отдых и восстановление.
Раньше люди весьма примитивно представляли себе физиологию сна. Они считали, что во время сна душа покидает тело и путешествует по свету (глобальному информационному полю? астральному миру?). То, что она видит на протяжении своего «путешествия», человек запоминает как сновидения. Сейчас можно с уверенностью говорить о том, что в астрал мы во сне не выходим. Однако происхождение сна все равно полно загадок. Человечеству десятки тысяч лет, и за это время мы так и не выяснили, что такое сон! Сомнология – наука о сне – возникла лишь около 50 лет назад, и за это время, несмотря на достаточно бурное свое развитие, она еще не успела дать ответы на вопросы о физиологии сна и его функциях.
По факту совершенно очевидными являются лишь три вещи.
Тонкости ученым пока неизвестны. Однако они смогли изучить структуру сна и описать некоторые процессы, происходящие в организме то время, когда человек спит.
Структура сна
Большинство людей спят один раз в сутки, ночью. Со стороны сон выглядит достаточно монотонно, предсказуемо, даже скучно: человек ложится вечером в постель, закрывает глаза и остается в постели до утра. Однако на самом деле сон – явление очень динамичное. Это было доказано исследованием процессов, которые происходят у спящих в мозгу.
Ни для кого не секрет, что организм человека производит слабое электричество. При работе сердца, мышц и других органов возникает электромагнитное поле. Особенно активным «электрогенератором» является головной мозг. Его биоэлектрическая активность значительно меняется на протяжении ночи. Изучение этой активности при помощи энцефалографии и позволило специалистам узнать о структуре сна и выделить его циклы, фазы и стадии.
Обычная продолжительность ночного сна составляет 7-8 часов. Этот период состоит из нескольких (4-5) одинаковых «кусочков», которые называются циклами. Каждый цикл включает определенную последовательность фаз и стадий.
После того как человек засыпает, он погружается в фазу медленного сна. «Медленным» такой сон назван потому, что на его протяжении глаза человека под закрытыми веками совершают медленные плавающие движения.
I стадия медленного сна (иногда ее также называют дремотой) наступает сразу после засыпания. Это самый поверхностный сон, который легко потревожить; если разбудить человека во время I стадии сна, он зачастую отрицает, что успел уснуть. По времени I стадия длится не более 5% от продолжительности всего сна.
II стадия медленного сна, во время нее на энцефалограмме спящего появляются специфические феномены – «сонные веретена» и «К-комплексы». В одном недавнем исследовании была определена их связь с состоянием памяти, хотя окончательно их функция еще не ясна. Во II стадии сон постепенно углубляется, хотя это – все еще поверхностный сон. Его длительность достигает до 60% от всего времени сна.
Ранее в медленном сне выделяли еще две глубоких стадии – III и IV. Однако не так давно Американская Академия Медицины сна объединила их в одну – дельта-сон, или медленный глубокий сон. Он наступает после II фазы. В это время у человека максимально снижаются температура тела и частота сердцебиений, падает тонус мышц, выделяются многие важные гормоны. Это самый глубокий сон, разбудить человека в этот период сложнее всего. На протяжении дельта-сна у спящего возникают первые сновидения, а еще эта стадия – самая уязвимая для различных нарушений. Именно при расстройствах дельта-сна у человека возникают лунатизм, ночные ужасы, энурез, разговоры во сне.
После дельта-сна наступает быстрый сон (REM-сон, стадия сна с быстрыми движениями глаз). Момент перехода можно определить даже в том случае, если человек не «подключен» к энцефалографу. Достаточно просто посмотреть на спящего со стороны. Во время быстрого сна возникают быстрые движения глаз. Состояние мозга спящего в это время напоминает таковое при бодрствовании, учащается дыхание и сердцебиение. В быстром сне человек видит наибольшее количество сновидений, и если разбудить его в эту фазу, он их очень хорошо помнит. Однако в целом пробуждение при быстром сне почти так же затруднено, как и при глубоких стадиях медленного сна.
Интересная особенность быстрого сна заключается в том, что у спящего падает тонус мышц тела – фактически он становится парализован. Предполагается, что назначение этого феномена в том, чтобы человек не повторял движения, которые он совершает в своих сновидениях.
После окончания стадии быстрого сна завершается и весь «сонный» цикл. Мозг на короткое время подбуживается, а затем переходит к следующему циклу, который включает идентичную последовательность фаз.
Один цикл длится около 90 минут. Именно поэтому утреннее пробуждение легче всего происходит тогда, когда с момента засыпания происходит количество времени, кратное 1,5 часам. Человек просыпается на границе двух циклов сна, когда его сон наиболее поверхностный, и перейти к бодрствованию легче всего.
Функции сна
На вопрос о том, зачем нужен сон, каждый ответит: чтобы организм отдохнул! Но отдыхает ли он на самом деле?
Да, во сне расслабляются мышцы, снижается скорость обменных процессов, все органы работают вполсилы. Но изменения, происходящие в мозге спящего, не позволяют сказать, что нервная система тоже отдыхает.
Есть такое выражение: «Смена деятельности – лучший отдых». Для головного мозга сон – это всего лишь смена деятельности, но никак не расслабление. Всю ночь в нервных центрах кипит работа – мозг реализует функции сна.
Итак, зачем человек должен спать?
Нарушения сна
Сон человека может пострадать от разных внутренних и внешних причин. Всего по современной классификации существует 89 болезней сна. Их изучает наука сомнология.
Среди заболеваний сна наиболее часто встречаются разные виды бессонницы (10-15% населения – хроническая бессонница, до 40% — эпизодическая), храп (треть взрослых людей), синдром обструктивного апноэ сна (4-7%), синдром беспокойных ног. Реже сомнологи сталкиваются с другими расстройствами.
Есть и заболевания, которые ни разу не встречались большинству докторов – до того они редкие. Например, существует генетическое расстройство под названием фатальная семейная бессонница. За всю историю медицины случаи этой болезни были зарегистрированы у представителей лишь 40 семей в мире.
В нашей стране сомнология только начинает развиваться. Всего на территории России существует около 50 сомнологических центров, кабинетов и лабораторий сна – для сравнения, в США их около 5000.
С различными «сонными» расстройствами лучше обращаться напрямую к специалистам-сомнологам. Они знают, как именно диагностировать те или иные заболевания и что делать, чтобы каждый пациент вернул себе способность хорошо и крепко спать.
Сказки, которые мозг рассказывает сам себе: что значат сны и откуда они берутся
Теории и практики
Если вам снится, что вы задыхаетесь, это может быть сигналом о болезни легких. Если во сне вас завалило землей, возможно, не все в порядке с вашим сердцем. Можно научиться управлять своим сном — правда, опытные онейронавты говорят, что это скучно. О том, как ученые пытаются понять, что видит спящий человек, и откуда берутся вещие сны, — в отрывке из новой книги сомнолога Михаила Полуэктова.
Загадки сна. От бессонницы до летаргии
Михаил Полуэктов
Альпина нон-фикшн. 2019
[…] Систематическое исследование вопроса влияния внешних раздражителей на содержание сновидений провел Альфред Мори еще в 1867 г. Вот что он рассказывает о своих опытах:
«Наблюдение первое. Мне последовательно щекотали пером губы и кончик носа. И я видел во сне, что был подвергаем страшной пытке, что мне надели на лицо смоляную маску и потом быстро сорвали ее вместе с кожей губ, носа и лица.
Наблюдение второе. На некотором расстоянии от моего уха по металлическим щипчикам водили стальными ножницами. И я видел во сне, что слышу звон колоколов, потом этот звук превратился в набат — и мне казалось, что это во время июльских дней 1848 г…
Наблюдение девятое. Перед моими глазами пронесли несколько раз свечу, закрытую красной бумагой. И вот я вижу грозу, молнию — и воспоминание о страшной буре, вынесенной мной в на пути из Мордлэ в Гавр, делается сюжетом моего сновидения»*.
По современным представлениям, чувственное ощущение частично пробивается через «таламический блок», возникающий в состоянии сна, и вторгается в ткань сновидения, модифицируя его. В большей части фазы быстрого сна (так называемая тоническая фаза), из которого довольно легко выйти, включение раздражителя в сюжет сновидения, по-видимому, предохраняет спящего от пробуждения. […]
При проведении контент-анализа сновидений, начиная с самых первых опытов [исследователя сна] Вильяма Демента, регулярно обнаруживалось, что количество слов, которыми испытуемые описывают свое сновидение, увеличивается по мере удлинения периода сна. Больше слов — дольше длится сновидение. Авторы этих исследований делают заключение о том, что продолжительность сновидения отражает естественное течение времени. Однако в более позднем исследовании было продемонстрировано, что при достаточно больших периодах сна, после которых получался отчет о сновидениях, количество слов, описывающих сновидение, изменяется по синусоиде: сначала их число увеличивается, но через 45 минут начинает уменьшаться. То есть
время в сновидении течет в соответствии с астрономическим в течение половины цикла сна, а затем оно начинает все больше сжиматься.
По результатам этой работы, проведенной в 2001 г., исследователи предположили наличие в мозге генератора сновидений с 90-минутным периодом. Определенный ответ на вопрос, соответствует ли течение времени в сновидении астрономическому, не получен до сих пор. Возможно, существует два типа сновидений, время в которых течет по-разному**.
Например, сновидения при пробуждении из фазы быстрого сна яркие, эмоциональные, отчеты о них более подробные, максимальное количество слов, использованных для описания сновидения в быстром сне, в четыре раза превышает таковое в медленном сне. Сновидения быстрого сна чаще имеют осмысленный сюжет, разворачивающийся во времени (имеется нарративная, т. е. повествовательная, структура), содержат много двигательной активности. Это объясняется тем, что сновидения в быстром сне, как предполагается, отражают процессы консолидации зрительной и эмоциональной памяти. В то же время сновидения, рассказываемые после пробуждения из фазы медленного сна, отличаются меньшей определенностью, это скорее «грезы», отвлеченные размышления, часто содержащие фабулу недавно произошедших событий или прочитанных / увиденных произведений. Считается, что эти особенности сновидений в медленном сне могут быть отражением процесса консолидации декларативной памяти (памяти на события). […]
Использование ЭЭГ высокого разрешения (когда на область головы и шеи устанавливается 256 электродов) группой Джулио Тонони в 2017 г. позволило углубить представления о связи сновидений с типичными ЭЭГ-паттернами. Ученые обнаружили, что частота отчетов о сновидениях, с одной стороны, коррелирует с уменьшением мощности дельта-активности в задних отделах мозга, с другой — в тех же зонах мозга увеличивается мощность гамма-осцилляций. Это подтверждает распространенное предположение, что
Изменение числа слов в отчетах о сновидениях в зависимости от продолжительности сна в определенной фазе
во время переживания сновидений наиболее активно работают зоны мозга, связанные со зрительным восприятием (затылочная область) и обработкой сенсорной (чувственной) информации (теменная область).
При этом активность упомянутых мозговых зон сохраняется независимо от того, видит ли спящий сновидение в медленном сне или в быстром. Одной из интересных находок этого исследования явилось обнаружение различий мозговой активности в зависимости от определенности отчета о сновидении. Испытуемые, подробно рассказывавшие об образах сновидения, демонстрировали усиление гамма-активности в дополнительных зонах мозга, которые, по мнению авторов, отвечают за конкретизацию образов. В связи с этим возобновилось обсуждение вопроса: а можно ли вообще понять, что именно видел человек в сновидении?
Стивеном Лабержем были разработаны техники обучения людей для того, чтобы видеть осознанные сновидения. Ключевым моментом одной из техник, получившей широкую известность благодаря фильму Кристофера Нолана «Начало», является задание постоянно спрашивать себя: «Сплю ли я?» Для этого осуществляется проверка реальности — выбирается элемент окружения с известными физическими свойствами и оценивается его поведение. В фильме это был волчок, который в сновидении мог крутиться бесконечно, несмотря на то что сила трения в реальном мире этого бы не позволила. Людей, обученных вхождению в осознанное сновидение, называют онейронавтами (онейрос по-гречески «сновидение, мечта»). Для экспериментальных целей их тренируют подавать сигнал о том, что они уже осознали себя спящими при помощи характерных движений глаз влево-вправо (это история уже не из фильма, а из реальной жизни). С использованием таких обученных добровольцев проводится изучение нейрофизиологических коррелятов осознанного сновидения и вообще исследуется так называемое «сознание верхнего уровня», свойственное лишь людям.
Несмотря на заманчивость предложения научиться управлять своим сновидением и реальную возможность для большинства людей сделать это, техника осознанных сновидений в остается невостребованной. С одной стороны, это связано с большими затратами времени и усилий для овладений ей. Точно так же обстоят в реальной жизни дела с аутотренингом или йогой — все знают, что это хорошо и полезно для здоровья, но пройти весь цикл обучения удается единицам. С другой стороны, меня недавно поразило мнение, высказанное на одном из семинаров по сну в Центральном доме ученых человеком, который научился управлять своими сновидениями. Он рассказал, что вначале был доволен обретенной способностью, поскольку смог совершать фантастические путешествия, встречаться с замечательными женщинами в своих сновидениях. Но достаточно быстро эти сновидения ему наскучили. Ничего нового он придумать не мог и потерял к ним интерес. Так что
с практической точки зрения осознанные сновидения оказываются нужны не всем. Наибольшую заинтересованность в использовании этого феномена высказывают исследователи сознания и психотерапевты.
Исходя из концепции бессознательного, человек, научившийся управлять сновидением, может под руководством психотерапевта осознать символическое значение своих сновидений. Даже без этих «психоаналитических штучек» осознанные сновидения оказались полезны в работе с кошмарами, давая человеку возможность активно противодействовать устрашающим образам сновидений или даже подружиться с ними.
[В работе немецких ученых по изучению двигательной активности в люцидных сновидениях] шести испытуемым, обученным входить в состояние осознанного сновидения, давалось задание: после того как они поймут, что находятся в своем сновидении, они должны были подать стандартный сигнал глазами (посмотреть вправо-влево), а после этого совершить установленное движение рукой — сжать ее в кулак. При этом они спали «в трубе» функционального магнитно-резонансного томографа (фМРТ) мозга. Двое испытуемых смогли полностью выполнить поставленную задачу. Изменения картины фМРТ, которые наблюдались в сенсомоторной зоне мозга онейронавтов во время представляемого во сне движения, оказались идентичными тем, которые возникали во время контрольного исследования в бодрствовании, когда они сжимали кисть или представляли ее сжимание. Ученые предположили, что в дальнейшем,
накопив много «элементарных паттернов» движений, фигурирующих в сновидении, мы сможем расшифровать его код — понять, какое действие представляется человеку, когда он видит сновидение.
Дополнительное подтверждение возможности понять, что видит спящий человек, было получено в 2013 г. группой ученых из Японии при изучении паттернов зрительного восприятия в процессе сновидений. В этом эксперименте при помощи фМРТ определялось, какая зона мозга активировалась при просмотре различных изображений, а затем эти показатели сравнивались с результатами описания испытуемыми того, что они видели во сне. Оказалось, что можно выделить специфические паттерны активности зрительной коры, соответствующие элементарным образам, которые, по отчетам испытуемых, встречались в сновидении, например образ здания, машины, женщины и т. д. Возможно, что дальнейшие исследования позволят раскодировать и зрительный (визуальный) ряд сновидения, несмотря на то что целостное представление, по классический теории, формируется в результате взаимодействия нескольких мозговых зон, а не работы одной только области зрительной коры. […]
Зоны мозга, связанные с движением и ощущением, расположенные в задних отделах лобной и передних отделах теменной доли, несмотря на то что они активируются во время сновидений, не вызывают видимого со стороны ответа — движения и ощущения в сновидении человеку только «видятся», подобно тому как психически больной в состоянии галлюциноза что-то видит и слышит, ему кажется, что он активно действует, но ничего из этого не регистрируется внешним наблюдателем. Причудливость сюжетов сновидений объясняется реактивацией следов памяти, связанных с восприятием информации о том, что делал или видел спящий, при этом более свежие или более важные для человека следы памяти реактивируются статистически значительно чаще, чем воспоминания о происходившем давно, просто для возбуждения свежих следов требуется меньшая интенсивность электрического сигнала.
Согласно теории [американского психиатра] Хобсона, состояние сновидения ближе к психическому заболеванию, например к шизофрении, чем к обычному бодрствованию.
Для шизофрении характерна избыточная активность «внутренней жизни» (галлюцинации) со скудостью внешних проявлений (апатия, бедность эмоций). С точки зрения авторов теории, в наибольшей степени «переключение» ощущений с внешних на внутреннее, изменение процессов запоминания и восприятия характерно для быстрого сна, однако может случаться и в медленной его фазе, только в меньшей степени. Этим объясняется и меньшая частота отчетов о сновидениях в медленном сне, и другой характер отчетов о сновидениях в нем (более спокойные, грезоподобные). С точки зрения Хобсона, в поздних периодах медленного сна (возникающих уже под утро) процессы мозговой активации, характерные для быстрого сна, внедряются в фазу медленного сна, предвосхищая возникновение следующего периода быстрого сна. Более афористично активационно-синтетическая теория сновидений Хобсона может быть сформулирована как «сказки, которые мозг рассказывает сам себе». […]
Как же быть со сновидениями, которые могут показывать будущее не в виде каких-то там шифров, а в явной форме? Наиболее полная и детальная рубрификация так называемых вещих сновидений была предложена американскими психологами Стенли Крипнером и Джозефом Диллардом в 2001 г. в книге «Сновидения и творческий подход к решению проблем». Здесь мы представляем эту классификацию с добавлением в нее «сновидений о болезни», сделанным профессором Е.А. Корабельниковой.
Сновидения-умозаключения, в которых сновидящий интуитивно сопоставляет информацию, зачастую воспринятую вне ведома бодрствующего сознания, которая и трансформируется затем в сновидении в правильную оценку грядущих событий. Так, Михаил Васильевич Ломоносов увидел однажды во сне своего погибшего после кораблекрушения отца на некоем безлюдном острове. Его друг описывает эти события таким образом: «На возвратном пути морем в отечество (из Германии, где он учился) единожды приснилось ему, что видит выброшенного, по разбитии корабля, отца своего на необитаемый остров в Ледовитом море, к которому в молодости своей бывал некогда с ним принесен бурею… Нашел там (в Москве. — Прим. авт.) родного брата своего и услышал от него, что отец их того же года, по первом вскрытии вод, отправился, по обыкновению своему, в море на рыбный промысел; что минуло тому уже четыре месяца, а ни он, неже кто другой из его артели, поехавших с ним, еще не воротились…В ту же осень нашли подлинно тело Василия Ломоносова точно на том пустом острове и погребли, возложив на могилу большой камень». В данном случае Михайло Ломоносов, родившийся и воспитывавшийся в семье поморов, был осведомлен об опасности, которой они подвергались, отправляясь на лов рыбы, и, по-видимому, представлял маршруты плавания рыбаков. Эта информация на фоне расставания с семьей и беспокойства о родных в момент и сложилась в прогноз, который имел высокую вероятность того, чтобы сбыться.
Самоосуществляющиеся предсказания, т. е. те случаи, когда увидевший сон человек начинает бессознательно вести себя так, что сон сбывается. Такой случай описывает К.Г. Юнг: «Другой типичный случай произошел с одной дамой, чрезмерно высоконравственной. Днем она пребывала в надменности и высокомерии, зато по ночам ей виделись сны, наполненные самыми разнообразными непристойностями. Когда я заподозрил их наличие, дама с возмущением отказалась это признать. Но сны меж тем продолжались, и их содержание стало более угрожающим и отсылающим к прогулкам, которые эта женщина привыкла совершать по лесу и во время которых она предавалась своим фантазиям. Я усмотрел в этом опасность, но она не прислушалась к моим предостережениям. Вскорости в лесу на нее напал сексуальный маньяк, и только вмешательство людей, услышавших крики о помощи, спасло ее от неминуемого убийства».
Псевдоаномальные сновидения, о содержании которых человек либо сознательно лжет, бессознательно фабрикует или искажает факты. Так, например, упоминавшийся в начале главы сон Сципиона был придуман Цицероном для усиления назидательного эффекта его произведения.
Аномальные сновидения, в которых поступающая информация, возможно, выходит за пределы всего, что известно науке о пространстве, времени или энергии.
Сны о заболевании. Советский исследователь Василий Николаевич Касаткин в 1983 г. издал уникальную монографию «Теория сновидений», ставшую обобщением сделанных им 47 000 наблюдений за сновидениями. В ней он подробно описал особенности сновидений людей, страдающих различными заболеваниями. Зачастую эти необычные сны являлись предвестниками развития болезни. По наблюдениям В.Н. Касаткина,
В собственных исследованиях Е.А. Корабельниковой также было показано, что у людей, больных неврозами, сновидения встречаются чаще, они более яркие, эмоциональные. К особенностям восприятия в сновидениях пациентов с невротическими нарушениями относились также: большая доля фактора новизны (появление незнакомых людей, обстановки), симптомы прямой и обратной «возрастной трансференции» (восприятия себя старше или моложе своего возраста). В то время как события в сновидениях здоровых людей преимущественно происходили в настоящем, больные неврозами чаще переживали события прошлого и будущего времени. Их сновидения чаще оказывались незавершенными или имели неблагоприятный исход — в общем, сновидения больных с неврозами были отражением нарушения их психической адаптации.
В рубрике «Открытое чтение» мы публикуем отрывки из книг в том виде, в котором их предоставляют издатели. Незначительные сокращения обозначены многоточием в квадратных скобках. Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.