Сон рассматривается как относительно бессознательное состояние, сопровождающееся сниженной двигательной активностью тела. В отличие от комы, спящий человек может быть пробужден под влиянием внешних воздействий. О точном назначении данного феномена известно относительно немного, несмотря на тот факт, что среднестатистический человек проводит около трети своей жизни во сне. Нормальный сон взрослого человека должен длиться от 7 до 9 часов.
Ранее считалось, что сон имеет лишь восстановительную функцию. Однако изучение этого явления посредством электроэнцефалографии (измерения электрической активности мозга с помощью электродов) позволило предположить обратное. В то время как двигательная активность во время нормального сна взрослого человека снижена, создается впечатление, что активность мозга остается весьма высокой. Несмотря на подавление сознательной части нервной системы, сохраняются ее базовые функции, такие как контроль дыхания, сердцебиения и кровяного давления.
Засыпая, люди закрывают глаза и принимают определенную позу - обычно положение лежа. Гормональные изменения вызывают уменьшение частоты сердечных сокращений и дыхания. К тому же происходит снижение пищеварительной активности, а моча становится более концентрированной, что удлиняет период бесперебойного нормального сна взрослого человека. При мониторинге мозговой активности ученые выделили две фазы сна - медленную и быструю. Они сменяют друг друга в течение ночи и выполняют совершенно разные функции.
Медленный сон
В течение первых 45 минут после засыпания человек проходит четыре стадии погружения в так называемый медленный сон. Визуально это выглядит как уменьшение частоты электрических волн мозга с одновременным увеличением их амплитуды. Ниже перечислены четыре стадии медленного сна:
• первая стадия - глаза закрываются, и начинается расслабление. Сознательные мысли постепенно исчезают. На этой стадии при внешней стимуляции наступает немедленное пробуждение;
• вторая стадия - характер волн на ЭЭГ становится более неправильным, а пробуждение - более трудным;
• третья стадия - по достижении этой стадии начинается расслабление скелетных мышц; часто возникают сновидения;
• четвертая, и последняя, стадия (медленноволнового сна) - тело полностью расслабляется, и пробуждение затруднено.
На этой стадии нормального сна взрослого человека возможны энурез и снохождение.
Быстрый сон
Приблизительно через час после засыпания характер волн на ЭЭГ начинает меняться, становясь более нерегулярным и частым, что свидетельствует о наступлении фазы быстрого сна. Такое изменение мозговой активности сопровождается повышением температуры тела, частоты сердечных сокращений, дыхания и кровяного давления, понижением пищеварительной активности. Электроэнцефалограмма, снятая на этой стадии, более сходна с состоянием бодрствования. Однако организм при этом потребляет больше кислорода, чем при бодрствовании.
Обычно в этой фазе наблюдается быстрое движение глазных яблок под закрытыми веками, несмотря на то, что остальные мышцы тела становятся неподвижными и вялыми вследствие временного паралича, предохраняющего от имитации содержания снов. У взрослых людей быстрый сон занимает около 20% общей продолжительности сна. В фазе быстрого сна человек видит большую часть снов. На этой стадии спящего очень сложно разбудить, хотя он может внезапно проснуться сам, помня при этом все детали своих сновидений.
Помимо того что во время сна происходит изменение волновых характеристик активности головного мозга, также имеет место изменение уровня нейротрансмиттеров (химических веществ, секретируемых в головном мозге). Уровень норадреналина понижается, а серотонина - повышается. Это объясняется тем, что норадреналин стимулирует общую активность нервной системы, в то время как серотонин предположительно действует как нейротрансмиттер сна. Наиболее очевидной ролью сна, судя по всему, является восстановление физиологических функций. Пока мы спим, наши мышцы расслаблены, что способствует их отдыху. Потребность организма во сне увеличивается после значительного физического напряжения или болезни.
Медленноволновой сон, по-видимому, является восстановительной стадией сна - в это время большинство нервных функций отключено. Исследования с депривацией сна, при которой испытуемых будили каждый раз по достижении определенной его стадии, доказали, что длительное лишение фазы быстрого сна приводит к тому, что человек становится мрачным и подавленным, а также к развитию расстройств личности. Существует множество теорий относительно роли мозговой активности во время сна. Наиболее предпочтительной является теория о том, что быстрая фаза дает мозгу возможность анализировать события дня, избавляясь от ненужной информации, перерабатывая полезные сведения и прорабатывая эмоциональные проблемы в сновидениях.
Потребность в сне и режим сна меняются в течение нашей жизни. В то время как младенцу может требоваться около 16 часов в сутки, среднестатистический взрослый нуждается лишь в семичасовом сне. В пожилом возрасте потребность в сне значительно снижается. Люди старше 60 лет довольствуются более короткими периодами сна со склонностью к их учащению. Пожилые чаще дремлют в течение дня. Режим сна также меняется в течение всей жизни: продолжительность быстрого сна постепенно уменьшается с рождения, и зачастую он полностью исчезает у людей старше 60 лет. Это является причиной того, что многие пожилые люди спят более чутко и чаще просыпаются по ночам в связи с неспособностью достичь достаточной глубины быстрого сна.
