Швейцарские исследователи установили, что перед стадией глубокого сна активность между различными функциональными сетями мозга увеличивается, однако это не приводит к эффективной коммуникации. Именно этот факт, по всей видимости, обуславливает нарушение сознания и неспособность адекватного усвоения информации. Наблюдения за спящим мозгом, опубликованные в журнале iScience, могут помочь ученым чуть лучше понять нейрональные основы сознания.
Графический абстракт статьи показывает ее основные выводы и парадокс: глобальная активность функциональных сетей мозга оказывается выше во время второй стадии медленного сна (N2), но при этом эффективность связей резко снижается. Credit:Anjali Tarun et al. / iScience 2020
Сон по-прежнему остается одной из самых неизученных нейрофизиологических функций, и очередной пробел здесь попытались восполнить исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны. Используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) и электроэнцефалографию (ЭЭГ), они пронаблюдали за активностью спящего мозга и обнаружили весьма любопытный феномен.
Сон на основе ЭЭГ-активности мозга принято разделять глобально на медленный и быстрый и более частно – на пять стадий, где четыре условно имеют отношение к медленному сну (от первой поверхностной до четвертой глубокой), а пятая сама по себе является быстрым сном. Активность мозга при быстром сне напоминает бодрствование, но при этом мышцы максимально расслаблены, активны лишь мышцы глазных яблок, поэтому эту стадию еще называют сном с быстрым движением глаз. При медленном же сне активность мозга постепенно снижается, достигая минимума при третьей-четвертой стадии, но в это время нейронные сети максимально синхронизируются – наблюдается медленноволновая дельта-активность.
Так вот, чтобы понять, как «ведут» себя функциональные сети мозга, как они взаимодействуют между собой в процессе перехода от бодрствования ко сну, ученые использовали относительно новый подход – паттерны коактивации, основанные на инновациях (innovation-driven co-activation patterns, iCAPS). Суть этого подхода в том, что фиксируется временнАя активность мозга, то есть физиологически значимые моменты региональной активации и деактивации, а не фактическое время активности каждой сети. Это позволило исследователям восстановить те сети покоя мозга, которые перекрываются во время сна и бодрствования как во времени, так и в пространстве, обеспечивая более правдоподобное и, следовательно, предположительно более точное описание «сонной» функциональной организации мозга.
Как выяснилось при одновременных фМРТ и ЭЭГ-наблюдениях, во второй стадии сна интеграция всех функциональных сетей мозга, вопреки ожиданиям, нарастала. То есть между ними увеличивалось количество «запросов» и попыток связи. Но при этом эффективность обработки сигналов снижалась, и постепенно глобальная активность мозга и функциональная связность между его отделами падала к третьей и четвертой фазам сна, приводя к полной потере сознания.
Исследователи отметили, что нестабильность функциональной синхронизации сетей, отвечающих за когнитивные процессы и, условно, сознание, начинается уже во второй фазе, но при этом активность между сетями повышается, как бы пытаясь это компенсировать. Но чем глубже мозг погружается в сон, тем больше нарушается взаимодействие между сетями мозга.
Ученые надеются, что разобравшись в том, что происходит с мозгом во сне, они смогут приблизиться к пониманию устройства сознания и что-то осознанно предпринимать во время его нарушений.
Текст: Анна Хоружая
NREM sleep stages specifically alter dynamical integration of large-scale brain networks by Anjali Tarun et al. in iScience. Published December 2020
Фазы сна и что важно о них знать (2021-09-17 11:31:31)
Фазы сна и что важно о них знать
Циклы, стадии и ритмы ночного отдыха Словосочетание «фазы сна» звучит красиво и загадочно, интригуя познавательным подтекстом, скрытым за емким понятием. Вы наверняка слышали, что сон бывает быстрым или медленным, но также наверняка не помните всех тонкостей упомянутых определений. А поскольку качество ночного отдыха с каждым годом приобретает все большую ценность, не лишним будет заново освоить физиологию фаз сна и разобраться, в чем отличие между быстрым и медленным сном
Какие бывают фазы сна
Научная схема структуры человеческого сна включает две главные фазы: медленный сон (он же медленноволновой, ортодоксальный или Non-REM-сон) и быстрый (БДГ или REM-сон — аббревиатура от определения «быстрое движение глаз» / rapid eye movement).
Сон здорового человека при нормальном графике в соответствии с биологическими ритмами представляет собой цикл из двух базовых фаз (каждая из которых, в свою очередь, имеет определенные стадии), несколько раз повторяющийся в течение ночи. Фазы сна человека имеют разную продолжительность по времени и особые функциональные задачи, обусловленные активностью мозговых структур.
Как устроены фазы и циклы сна
Засыпая, человек погружается в фазу медленного сна, а точнее, в ее первую стадию, которая длится 5-10 минут. Фактически это «прелюдия» отдыха, переход тела из активного состояния к полному расслаблению: снижается частота дыхания и пульса, замедляется обмен веществ, движение глаз под веками, понижается температура, замедляются волны мозга, мышцы расслабляются (иногда с импульсивными подергиваниями).
Затем наступает вторая стадия, которая длится около 20 минут — неглубокий или легкий сон, во время которого продолжает снижаться мышечная активность, температура, сердечный ритм, а глаза прекращают двигаться. Стадия легкого сна, повторяясь, как и прочие, несколько раз, занимает примерно 45-55 % общего времени ночного отдыха.
Еще по 30-45 минут приходится на третью и четвертую стадии — наступает глубокий дельта-сон. Сердцебиение и дыхание переходят к самому медленному ритму, мозговые волны и мышцы полностью расслаблены. Именно в этот период человека очень трудно разбудить, он/она крепко спит и даже если разговаривает в забытьи, потом ничего не помнит.
После этого спящий человек возвращается ко 2-й стадии медленного сна, которую сменяет первый короткий сеанс быстрого сна продолжительностью примерно 5 минут. Описанная последовательность стадий называется циклом, первый из которых насчитывает 90-100 минут, и, в среднем, здоровый сон длится 4-5 полных циклов, в зависимости от возраста и потребностей организма. Говоря о нормах для конкретной фазы сна, стоит отметить, что при повторении циклов доля медленного сна уменьшается, а быстрого — возрастает.
Чем важна фаза медленного сна
Во время медленного сна, а особенно в третью и четвертую стадии, организм восстанавливает энергетические и физиологические ресурсы, запуская процессы регенерации клеток, улучшения кровоснабжения мышц, общего укрепления иммунной системы. Пока мы крепко спим, гипофиз трудится, выделяя важные для тела вещества, такие, например, как гормон роста, способствующий развитию и восстановлению мышечной и костной ткани.
Кроме того, глубокий сон помогает структурировать безудержный поток поступающей в него информации, позволяя мозгу формировать осознанные воспоминания, поддерживая кратковременную/долговременную память и общее обучение.
Что происходит в фазу быстрого сна
Фаза быстрого или парадоксального сна характеризуется повышенной активностью головного мозга, что проявляется в быстром движении глазных яблок, подмеченном исследователями. Активность мозга, как и частота пульса, в эти минуты приближается к состоянию бодрствования, дыхание учащается.
Во время фазы быстрого сна мозг фильтрует полученную за день информацию, отбрасывая ненужную и второстепенную. Ученые-сомнологи считают, что проснувшиеся на этапе БДГ-фазы, более творчески настроены и готовы к решению незаурядных задач. А еще мы видим сны — 80% сновидений происходят во время быстрого сна, и те, кто просыпается в этот период, обычно помнят, что снилось и в подробностях описывают увиденное.
Как высыпаться, учитывая фазы сна
Качественный ночной сон не менее важен, чем правильное питание и регулярные воркауты. Недостаток сна, по выводам ученых, вызывает самые разнообразные проблемы со здоровьем — от лишнего веса, преддиабета и депрессии до снижения иммунитета и сексуального влечения.
Самый эффективный метод, гарантирующий крепкий и здоровый сон — соблюдение режима. Учитывая личные потребности и зная, сколько циклических повторений фаз сна организму требуется, чтобы хорошенько отдохнуть, определите час, когда вам лучше просыпаться, а когда лучше засыпать, и следуйте этому графику, отправляясь в постель и покидая ее в одно и то же время — ежедневно и при любых условиях.
Вот еще несколько советов, которые помогут высыпаться, не нарушая циркадного ритма и следуя тому, как фазы сна сменяют друг друга по часам:
упражняйтесь — как минимум 20-30 минут в день, избегая тренировок за несколько часов до сна;
во второй половине дня пейте только воду и напитки без кофеина — кофе, алкоголь и никотин затрудняют полноценный ночной отдых;
настраивайтесь на отдых после долгого дня — почитайте книгу или примите ванну;
избавьтесь от яркого света и громких звуков в спальне — от телевизора, ноутбука и, желательно, смартфона;
если не спится, не лежите в постели, ворочаясь, а лучше встаньте и займитесь чем-нибудь спокойным, например, почитайте, пока снова не начнет клонить в сон;
подумайте о замене подушек, одеяла, покупке мягкого и «дышащего» постельного белья или перестановке кровати — возможно, чтобы спать как дитя, вам нужно гнездышко покомфортнее.
Подробнее
Медицинский лекторий
Сахарный диабет и ожирение. Новый взгляд на проблему.
Вирус папилломы человека: профилактика, вакцинация, лечение.
Как правильно измерить температуру тела?
Как защитить себя от резистентности к инсулину: 7 важных принципов питания
Что такое Диета планетарного здоровья
Рацион долгожителей: простые правила средиземноморской диеты
«Самое интересное в жизни – это человек. А я везучая на людей». Интервью с директором благотворительного фонда «КИСЛОРОД» Майей Сониной
Правильный режим питания в профилактике заболеваний
Самые полезные продукты в нашем рационе
Что будет, если постоянно есть яблоки, рассказала диетолог
Названы опасные для детей комнатные растения
5 причин есть тыквенные семечки каждый день. Спортсменам точно стоит добавить их в рацион
Фазы сна и что важно о них знать
Эксперт из Украины рассказала, как правильно есть сало
Диетолог назвала самый полезный способ готовить яйца
Положительный и отрицательный баланс калорий
Эксперты рассказали о способе справиться с хандрой после выходных
О здоровом питании детям
7 типов боли в горле: какая о чем говорит?
Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1566/21
Об изменении дизайна первичной и вторичной упаковок лекарственного средства «Алерана®» производства АО «ВЕРТЕКС»
Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1565/21
Об изменении упаковочных материалов лекарственного средства «Эвкалипта настойка» производства ООО «Гиппократ»
Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1564/21
О выпуске лекарственных средств производства ООО «МОСФАРМ» с нанесением контрольного (идентификационного) знака
Информационное письмо от 01.12.2021 № 01И-1563/21
Во изменение письма Росздравнадзора от 09.11.2021 № 01И-1460/21
Что происходит с мозгом, когда мы спим?
В среднем, сон занимает примерно треть жизни человека. Это физиологическая потребность, без которой мы не смогли бы нормально существовать. Известно, что без сна человек может прожить 11 суток — это зафиксированный рекорд, который установил Рэнд Гарднер. Другой вопрос, как это повлияло на его когнитивные функции и организм в целом? Чтобы это понять, разберем, как происходит процесс сна.
Фазы сна
Сон является своеобразной перезагрузкой организма — тело отдыхает, мы восстанавливаемся физически, а мозг обрабатывает всю поступившую информацию от органов чувств. Чтобы полноценно отдохнуть, нам необходимо получить комплекс из 2 фаз сна — медленного и быстрого, вместе они занимают примерно 1,5–2 часа времени и циклично сменяют друг друга.
Фаза медленного сна занимает примерно три четверти цикла:
3–4. Глубокий сон, который объединяет 3 и 4 стадии. Он сопровождается максимальным расслаблением мышц, сердцебиение и дыхание замедляются. Это самый важный период, поскольку именно от качества глубокого сна будет зависеть, насколько мы выспимся.
Фаза быстрого сна
Что в это время делает мозг
Ученые давно доказали, что мозг не отключается во сне, а проявляет даже большую активность, чем во время бодрствования. Он обрабатывает данные, полученные в течение дня и собирает их в определенную структуру. В это время происходит большая аналитическая работа для правильного распределения информации. Результаты этой деятельности хорошо отражены в пословице «утро вечера мудренее».
Сновидения, которые мы видим, являются продуктом ночной работы мозга. Все наши переживания, новый опыт и нерешенные задачи отражаются в них. Поскольку мыслительная деятельность не прекращается, на утро к нам приходят свежие идеи и ответы. Знаменитая легенда создания таблицы Менделеева — что он увидел ее во сне — есть ничто иное, как показатель продуктивной работы мозга. Накануне Дмитрий Иванович купил в лавке карточки, на них написал свойства элементов и их названия, и далее из этих карточек раскладывал пасьянс. Он делал это везде: в поездах, в столовых, в гостях, у себя дома. И однажды, придя домой после карточной игры, он задремал, а на утро понял, что решение найдено. Он увидел некую комбинацию, согласно которой разложил эти карточки.
Как мы видим, мозги во сне вовсе не отдыхают, а активно работают. Это очередной раз доказывает, что деятельность мозга непрерывна и очень сложно устроена. Чтобы поддерживать ее в тонусе, необходимо регулярно тренировать когнитивные функции — внимание, память и мышление. 15 минут онлайн-тренировок в день дадут быструю подзарядку мозгу для продуктивной работы и новых свершений.
ЭЭГ сна: что это такое, для чего проводится и насколько информативно данное исследование? Запись на процедуру в Клинике МЕДСИ
Оглавление
Диагностика ряда психических и неврологических заболеваний сегодня проводится с применением такого метода, как дневной или ночной мониторинг ЭЭГ.
С помощью электроэнцефалографии можно определить причины бессонницы, например. Методика эффективна и безопасна. Благодаря этому мониторинг проводится не только взрослым пациентам, но и детям.
Что такое ЭЭГ сна?
ЭЭГ (электроэнцефалография) – популярное обследование, позволяющее определить биоэлектрические потенциалы головного мозга. Максимально информативной является диагностика, которая выполняется во время сна.
Дневное или ночное ЭЭГ позволяет:
ЭЭГ ночного сна или дневного отдыха дает возможность изучения всех фаз сна и выявления скрытых изменений в функционале головного мозга.
Способы записи
Выделяют следующие способы записи дневного и ночного ЭЭГ:
Выбор в пользу определенного способа записи ЭЭГ сделает врач.
Кому назначается процедура?
ЭЭГ ночного сна и дневного отдыха назначается взрослым, подросткам и детям:
Решение о проведении такой диагностики, как ночное ЭЭГ ребенку или взрослому, принимает лечащий врач. При необходимости проводятся и другие обследования, также возможно и консультирование с узкими специалистами.
Для чего нужен ночной ЭЭГ-мониторинг?
Ночной мониторинг ЭЭГ – популярное исследование.
Оно требуется для выявления причин таких патологических состояний, как:
Дневной и ночной мониторинг ЭЭГ позволяет:
Депривация сна у детей и взрослых
Депривация сна у взрослых и детей – патология, которая заключается в постоянном недосыпании. Встречается она достаточно часто. У малышей (до 2,5-3 лет) она обычно провоцируется врожденными поражениями центральной системы (в том числе родовыми травмами). Дети до 7 лет страдают от депривации по причине недостатка внимания. У детей с 7-8 лет патологическое состояние может быть спровоцировано повышенной тревожностью. Школьники переживают из-за оценок, коммуникаций с одноклассниками и ровесниками в целом, отношений с родителями. Во взрослом возрасте спровоцировать недосыпание может целый ряд факторов. В их числе и малоподвижный образ жизни, и заболевания нервной системы. Нередко взрослые осознанно отказываются от сна, уделяя много времени работе или развлечениям.
Следует понимать, что депривация (особенно постоянная) может стать причиной развития таких состояний, как депрессии и неврозы.
Чтобы определить, страдаете ли вы от недосыпаний и следует ли вам пройти ЭЭГ, с результатами обследования рекомендуем обратиться к неврологу или узкому специалисту – сомнологу. Он не только расшифрует результаты диагностики, но и поможет справиться с обнаруженными проблемами.
Где проводят исследования физиологии сна?
Дневной и ночной мониторинг проводятся в условиях стационара. Это обусловлено тем, что для диагностики требуется специальное оснащение кабинета. Кроме того, диагностику выполняет только опытные специалисты. Они постоянно следят за состоянием пациента, контролируют работу датчиков, закрепленных на его теле.
Направление на ЭЭГ выдается неврологом или сомнологом.
Лучше всего проходить диагностику в современных клиниках, где имеется все необходимое оборудование последнего поколения, а расшифровкой результатов и назначением лечения занимаются высококвалифицированные специалисты, в совершенстве владеющие методиками терапии.
Подготовка к исследованию
При подготовке к обследованию следует:
Перед обследованием нельзя курить и принимать стимулирующие препараты, которые могут повлиять на сон.
Обо всех особенностях диагностики расскажет врач. С ним вы обсудите то, как проводится обследование, что можно и чего нельзя делать перед ним.
Проведение процедуры
Процедура проводится в удобном кресле или на кушетке. В области головы пациента устанавливаются специальные датчики. Предварительно места их закрепления протираются спиртовым раствором с целью обезжиривания. Дополнительные датчики могут размещаться и в области носа. Благодаря этому обеспечивается регистрация активности всех участков головного мозга. При необходимости также задействуются приборы, оказывающие раздражающее воздействие (световые, провоцирующие частое глубокое дыхание и др.). За пациентом во время процедуры постоянно наблюдает специалист.
В каких случаях ЭЭГ помогает поставить диагноз?
Как правило, ЭЭГ назначается с целью определения основных факторов, провоцирующих нарушения сна.
Также диагностику проводят для постановки таких диагнозов, как:
В некоторых случаях методика позволяет выявить и опухоли.
Преимущества проведения диагностики в МЕДСИ
Чтобы пройти современную диагностику, следует позвонить Наш специалист ответит на все ваши вопросы и озвучит точную стоимость обследования и приема сомнолога, эпилептолога или другого врача МЕДСИ.
ОТДЫХАЕТ ЛИ МОЗГ ВО ВРЕМЯ СНА?
Долгое время считалось, что, когда мы спим, наш мозг отдыхает и восстанавливает силы, необходимые ему для бодрствования. Однако, с изобретением электроэнцефалограммы (ЭЭГ) стало возможным фиксировать электрическую активность нейронов головного мозга. Тогда физиологи смогли зафиксировать активность коры головного мозга во время сна, и во время бодрствования. В результате многочисленных экспериментов и наблюдений за животными было выявлено, что электрическая активность нейронов коры не прекращается во сне, а лишь видоизменяется. Тогда было не ясно, какую именно информацию обрабатывает мозг во сне. Высказывались различные теории, наиболее очевидной из которых было предположение о сновидениях. Однако, очень быстро было доказано, что время, в которое человек видит сны весьма непродолжительно. Чем же занимается мозг все остальное время?
Известный российский ученый Иван Пигарев, доктор биологических наук и главный научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН, предлагает так называемую «висцеральную» теорию сна. Она состоит в том, что во сне мозг обрабатывает информацию, поступающую от внутренних органов и координирует их работу. Те же самые нейроны, которые во время бодрствования отвечают за зрение, во время сна переключаются на работу кишечника. Эта теория казалась невероятной, однако, ученые провели ряд экспериментов на животных с применением ЭЭГ и достоверно зафиксировали факт подобного переключения. Кроме того, науке известны эксперименты, когда у животных, не спавших пару суток, образовывались язвы на протяжении всего желудочно-кишечного тракта. Причем, когда этим животным удавалось как следует выспаться, язвы закрывались, а слизистая полностью восстанавливалась за время этого сна. Все эти наблюдения подтверждают «висцеральную» теорию работы мозга во сне.
Что же из этого следует? В первую очередь, необходимо понимать, что сон является жизненно важным процессом, во время которого восстанавливаются все органы и системы. Если пренебрегать сном, можно очень быстро заработать себе проблемы сначала с желудочно-кишечным трактом, а затем и со всеми остальными системами организма.
Поэтому сон должен являться приоритетным занятием для всех, кто хочет оставаться здоровым и полным сил. Высыпайтесь и следите за тем, чтобы высыпались ваши дети!