Здоровый сон

Наука о сне: этапы и циклы

Статья Гарвардского здравоохранения

Наука о сне: этапы и циклы

Циркадные ритмы, стадии сна и архитектура сна

Естественные ежедневные ритмы вашего тела регулируются структурами в мозгу, которые помогают определить, когда вы засыпаете и просыпаетесь. Во время сна люди проходят через серию различных физиологических стадий. Каждый этап сна служит важной цели для поддержания здоровья вашего мозга и тела. Ночью эти стадии спокойного сна чередуются с периодами быстрого сна (сновидений). Спокойный сон важен, потому что он помогает восстановить тело, в то время как быстрый сон восстанавливает разум и важен как для обучения, так и для памяти.

Ваши внутренние часы (циркадные ритмы)

Определенные структуры мозга и химические вещества вызывают состояния сна и бодрствования. Например, подобный кардиостимулятору механизм в головном мозге регулирует циркадные ритмы. («Циркадный» означает «около суток».) Эти внутренние часы, которые постепенно устанавливаются в течение первых месяцев жизни, контролируют ежедневные взлеты и падения биологических паттернов, включая температуру тела, артериальное давление и выброс гормонов.

Циркадные ритмы усиливают желание спать между полуночью и рассветом и в меньшей степени в полдень. В одном исследовании исследователи проинструктировали группу людей стараться бодрствовать в течение 24 часов. Неудивительно, что многие засыпали, несмотря на все свои усилия. Когда исследователи составили график времени, когда происходили незапланированные дремоты, они обнаружили пики между 2 и 4 часами утра и между 14 часами. и 15:00.

Большинство американцев спят ночью в соответствии с их циркадными ритмами, хотя многие из тех, кто работает в будние дни, спят днем ​​по выходным. В обществах, где сиеста является нормой, люди могут реагировать на ежедневные провалы своего тела в бдительности, вздремнув от одного до двух часов после полудня в течение рабочего дня и, соответственно, более коротким ночным сном.

  • Свет. Воздействие света в нужное время помогает поддерживать правильный график циркадных часов. Однако экспонирование в неподходящее время может сместить сон и бодрствование на нежелательное время. Нарушения циркадного ритма и проблемы со сном, от которых страдают до 90% слепых, демонстрируют важность света для режима сна / бодрствования.
  • Время. Когда человек читает часы, следует графику работы и тренировок и требует, чтобы тело оставалось бдительным для определенных задач и социальных событий, возникает когнитивное давление, чтобы оставаться в расписании.
  • Мелатонин. Уровень мелатонина начинает расти после наступления темноты и снижается после рассвета. Гормон вызывает сонливость, и ученые считают, что его ежедневные светочувствительные циклы помогают поддерживать цикл сна / бодрствования.

Тихий сон (медленный сон)

1. Спокойный сон или медленный сон.

2. Сонный сон или быстрый сон.

Удивительно, но они так же отличаются друг от друга, как и при бодрствовании.

Специалисты по сну называют спокойный или медленный сон «бездействующим мозгом в подвижном теле». Во время этой фазы мышление и большинство функций организма замедляются, но движение все еще может происходить, и человек часто меняет положение, погружаясь в более глубокие стадии сна.

Засыпая тихим сном

В некоторой степени идея «погружения» в сон параллельна изменениям волновых паттернов мозга в начале медленного сна. Когда вы бодрствуете, миллиарды клеток мозга получают и анализируют сенсорную информацию и координируют поведение, посылая друг другу электрические импульсы. Если вы полностью проснулись, на ЭЭГ записываются беспорядочные нерегулярные записи активности. Когда ваши глаза закрыты и ваш мозг больше не получает визуальный сигнал, мозговые волны устанавливаются в устойчивый и ритмичный паттерн примерно 10 циклов в секунду. Это альфа-волновой паттерн, характерный для спокойного, расслабленного бодрствования (см. Рисунок 1).

Согласно исследованиям, переход к спокойному сну происходит быстро, его можно сравнить с переключением переключателя, то есть вы либо бодрствуете (включаете), либо спите (выключаете).

Если что-то не мешает процессу, вы спокойно пройдете через три этапа спокойного сна.

Три стадии спокойного (не-REM) сна

Этап N1

При переходе от бодрствования к легкому сну вы проводите около пяти минут во сне стадии N1. На ЭЭГ преобладающие мозговые волны замедляются до четырех-семи циклов в секунду, паттерн, называемый тета-волнами (см. Рисунок 1). Температура тела начинает падать, мышцы расслабляются, глаза часто медленно двигаются из стороны в сторону. Люди во сне стадии N1 теряют осознавание своего окружения, но их легко разбудить. Однако не все испытывают сон на стадии N1 одинаково: в случае пробуждения один человек может вспомнить сонливость, а другой — сон.

Этап N2

Эта первая стадия настоящего сна длится от 10 до 25 минут. Ваши глаза неподвижны, а частота сердечных сокращений и дыхание медленнее, чем в бодрствующем состоянии. Электрическая активность вашего мозга нерегулярна. Большие медленные волны смешиваются с короткими всплесками активности, называемыми веретенами сна, когда мозговые волны ускоряются примерно на полсекунды или дольше. Ученые считают, что при возникновении веретен мозг отключается от внешних сенсорных входов и начинает процесс консолидации памяти (который включает организацию воспоминаний для долгосрочного хранения). Записи ЭЭГ также показывают паттерн, называемый К-комплексом, который, по мнению ученых, представляет собой своего рода встроенную систему бдительности, которая держит вас в состоянии пробудиться в случае необходимости. К-комплексы также могут быть спровоцированы определенными звуками или другими внешними или внутренними раздражителями. Шепните чье-нибудь имя во время сна стадии N2, и на ЭЭГ появится К-комплекс. Вы проводите около половины ночи во сне стадии N2.

Стадия N3 (глубокий сон, или медленноволновой сон)

В конце концов, большие медленные мозговые волны, называемые дельта-волнами, становятся главной особенностью ЭЭГ, и вы погружаетесь в глубокий сон. Дыхание становится более равномерным. Артериальное давление падает, и пульс замедляется примерно на 20-30% ниже скорости бодрствования. Мозг хуже реагирует на внешние раздражители, из-за чего спящего сложно разбудить.

Похоже, глубокий сон — это время для вашего тела обновляться и восстанавливаться.

Кровоток меньше направляется в мозг, который заметно остывает. В начале этой стадии гипофизает импульс гормона роста, стимулирует рост тканей и восстановление мышц. Исследователи также предлагают повышенный уровень в крови, которые активируют вашу иммунную систему, что повышает вероятность, что глубокий сон помогает защитить себя от инфекций.

Сновидения (REM) сон

Сновидения происходят во время быстрого сна (быстрое движение глаз), который был описан как «активный мозг в парализованном теле». Ваш мозг работает, думает и мечтает, а ваши глаза быстро бегают туда-сюда за закрытыми веками. Повышается температура вашего тела. Ваше кровяное давление повышается, а частота сердечных сокращений и дыхание учащаются до дневного уровня. Симпатическая нервная система, которая создает реакцию «бей или беги», в два раза активнее, чем когда вы бодрствуете. Несмотря на всю эту активность, ваше тело почти не двигается, за исключением периодических подергиваний; мышцы, которые не нужны для дыхания или движения глаз, спокойны.

Роль быстрого сна

Так же, как глубокий сон восстанавливает ваше тело, ученые считают, что быстрый сон или сон во сне восстанавливают ваш разум, возможно, отчасти благодаря тому, что он помогает очистить нерелевантную информацию.

Исследования способности студентов решать сложные головоломки с использованием абстрактных фигур показывают, что мозг обрабатывает информацию в одночасье; Студенты, которые хорошо выспались после того, как увидели головоломку, справились намного лучше, чем те, кого просили решить ее немедленно.

Более ранние исследования показали, что быстрый сон облегчает обучение и память. Люди тестировали, насколько хорошо они усвоили новую задачу, улучшали свои результаты после ночного сна. Если они подвергались периодическим пробуждениям, которые мешали им спать в фазе быстрого сна, улучшения были потеряны. Напротив, если бы они были пробуждены от глубокого сна равное количество раз, улучшения в оценках не пострадали. Эти результаты могут помочь объяснить, почему студенты, которые не спят всю ночь, занимаясь зубрежкой перед экзаменом, обычно сохраняют меньше информации, чем одноклассники, которые немного спят.

Примерно 3-5 раз за ночь или примерно каждые 90 минут вы входите в фазу быстрого сна

Первый эпизод обычно длится всего несколько минут. Последний период быстрого сна может длиться полчаса.

Если вы лишили быстрого сна, вы войдете в эту стадию раньше и потратите большую долю время сна в нем — явление, называемое отскок REM.

Архитектура сна

В течение ночи нормальный спящий перемещается между различными стадиями сна довольно предсказуемым образом, чередуя быстрый и не быстрый сон. Когда эти этапы изображены на диаграмме, называемой гипнограммой (см. Рис. 2), различные уровни напоминают рисунок горизонта города. Эксперты по сну называют эту модель структурой сна.

У молодых людей нормальная архитектура сна обычно состоит из четырех или пяти чередующихся периодов не-REM и REM. Наиболее глубокий сон приходится на первую половину ночи. С течением ночи периоды быстрого сна удлиняются и чередуются с сном стадии N2. Позже линия горизонта сна изменится: будет меньше сна стадии N3, больше сна стадии N1 и больше пробуждений.

Управление многими особенностями архитектуры сна находится в стволе мозга, области, которая также контролирует дыхание, артериальное давление и сердцебиение. Колеблющаяся активность нервных клеток и производимые ими химические посредники, по-видимому, координируют время бодрствования, возбуждения и 90-минутного перехода, который происходит между быстрым и медленным сном.