Что вы получите прочитав данную работу ?

Что вы получите прочитав данную работу?

 

Вы получите общее представление о том, что такое рациональный подход ко сну, из каких действий он состоит, какие проблемы вы сможете исключить и в каких пределах с помощью этих действий, узнаете как разрешить эти проблемы в домашних условиях.

Прошу прочесть всё, что касается “Введение (об исследовании)'', там много важной информации, которая поможет вам ориентироваться в документе.

 

Введение (обо мне)

 

Меня зовут Байрамов Карим, я студент, учусь на четвёртом курсе в МГТУ им. Баумана на инженера. У меня есть желание прожить долгую, здоровую и качественную жизнь и обеспечить её другим людям. Я задумался над тем, что поможет мне это сделать. Факторов, существенно влияющих на здоровую жизнь не совсем много и один из них это рациональный подход ко сну. Почему именно сон? Это то, без чего вы не сможете обойтись и пары дней без значительных последствий для своего организма. Это одно из самых важных контролируемых условий нашего комфортного существования. Если ваш день не удался, одним из первых вопросов, который стоит задать, является: “ А как я спал? Что я знаю о сне? Знаю ли я как правильно спать? С чего я взял, что то, что я знаю - истина?”

Ранее я уже создавал исследование, касающееся рационального подхода к питанию и рационального подхода к уходу за кожей и её придатками. Сейчас вставлю отрывок из того исследования. “Факторов, влияющих на здоровую жизнь не совсем много и одно из них правильное питание. Вопрос питания меня заинтересовал еще на первом курсе и тогда я охватил всего лишь маленький аспект, а именно витамины, и тогда я сказал себе, что вернусь к этому вопросу спустя два года. За эти два года моя система ценностей изменилась и теперь в ней прочно укоренилась потребность в передаче собственного жизненного опыта и знаний, которые удалось получить во время взаимодействия с окружающим миром, именно поэтому вы читаете это сейчас. Каков мой результат после первого проведенного мною исследования на первом курсе о здоровом питании? С того момента я не болел 2,3 года, а вообще я не болею уже 3,4 года.” Сейчас, можно сказать, что я не болел уже 4,4 года, если не учитывать один день в конце января 2021 года, когда я отравился и оправился за один день.

 Если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте [email protected], https://vk.com/johnrockefeller1839. Я желаю каждому человеку на земле долгой, здоровой и счастливой жизни. Верьте лучшему в людях, способствуйте лучшему в людях.

Я хотел бы выразить благодарность и любовь близким людям, которые окружали меня в жизни в разные периоды времени, а некоторые окружают от начала моей жизни и по сегодняшний момент. Родители, братишка с сестрёнкой и близкие родственники я вас очень люблю, извините, что уделяю мало времени из-за постоянного исследования окружающего мира. Пацаны, сорян, что редко видимся, а когда видимся не редко завожу серьёзные темы и не часто могу поговорить о чём-то простом, но если нужна будет помощь, то я буду одним из первых, кто придёт на выручку.

Я ценю каждого человека в жизни. Преодолевайте себя, следите за своим здоровьем и не уменьшайте здоровье других людей, избавляйтесь от вредных привычек (курение, алкоголь, наркотики), контролируйте распределение своего времени и не тратьте чужое. Также не расходуйте его на то, что вы выбрали не сами (а это рекомендации в ютуб, тиктоке, инстаграмме и куча других вещей; и задайтесь вопросом: А что в этой жизни я выбрал лично сам?), не тратьте время на разговоры, которые не дают никакого знания ни вам, ни вашему собеседнику и соблюдайте меру. “ Отвоюй себя для самого себя, береги и копи время, которое прежде у тебя отнимали и крали, которое зря проходило. Часть времени у нас отбирают силой, часть похищают, часть утекают впустую. Но позорнее всех потеря по нашей собственной небрежности. Вглядись-ка пристальней: ведь наибольшую часть жизни тратим мы на дурные дела, немалую – на безделье, и всю жизнь не на те дела, что нужно.” – Сенека, “ Нравственные письма к Луцилию”.

 

 

Введение (об исследовании)

 

Вначале хочу отметить оформление этого документа. Фон сделан черным цветом для того, чтобы снизить нагрузку на глаза человека (можете почитать научные или околонаучные исследования на эту тему и убедиться в этом, как пример https://habr.com/ru/post/269571/#7). Также вы заметите, что у текста в исследовании есть цветовая раскраска – текст разного цвета. Это тоже сделано не с проста. Определнная цветовая раскраска показывает из какого источника взята информация. Чуть ниже вы найдёте список источников, каждому из которых будет присуждён определенный цвет букв и фона. Это сделано для того, чтобы вам было легко понять, откуда я взял информацию и чтобы вы могли облегчить себе оценивание доверия информации. Есть и другая причина. Вы заметите, что текст местами будет невозможно читать из-за слишком высокой яркости. Снизьте яркость своего телефона. Тем самым вы снизите нагрузку на свои глаза. А еще советую включить «Ночной режим» на своем телефоне. Посмотрите как сделать это в интернете. Какой вам от этого плюс? Вы снизите нагрузку на глаза, вследствии чего раздражение глаз наступит позже. Вы сможете быстрее заснуть ночью и улучшите качество сна. Почему? Синий свет экрана телефона уменьшает выработку гормона мелатонина, а мелатонин – гормон сна. Кстати, об этом написано в этой работе. Это не Карим придумал. Не верьте мне, проверьте с помощью научных статей.

У этого исследования (сделанного с помощью таких универсальных методов познания, как анализ, синтез, сравнение) есть своя структура. Вначале я прочёл книгу: “ Нейробиология сна: Современный взгляд “. Авторы: старший преподаватель, к.б.н. Петров А.М., старший преподаватель, к.б.н. Гиниатуллин А.Р. Под редакцией заслуженного деятеля науки РТ и РФ, чл.-корр. РАМН, заведующего кафедрой нормальной физиологии Зефирова А.Л.. Затем я выделил важную информацию и добавил её в этот документ. Каковы критерии, определяющие важность информации? 1) Общая информация о сне, которая позволяет сформировать представление о сне, что такое сон, причины его появления, как реализуется, каковы последствия не адекватного удовлетворения потребности во сне, виды его нарушения; 2) Исследования подтверждающие или опровергающие теорию или гипотезу о сне. В процесс представления информации из этой книги я добавлял комментарии, которые в одном случае служили связущим звеном между клочками информации, в другом случае некоторыми выводами, которые позволяли закрепить прочитанное. Эти комментарии оранжевого цвета. Может показаться, что выводы сделаны без достаточного основания. Так кажется по той причине, что я крайне сократил оригинальный источник информации, так что если вас интересуют подробности, читайте оригинал. Следующая часть состоит из ответов на конкертные вопросы. Какими ресурсами я пользовался? Это два англоязычных сайта. https://www.sleep.org/, https://www.sleepfoundation.org/. Из этих сайтов, как мне кажется, я выделил и перевёл ту информацию, которое наиболее сильно поможет улучшить качество и продолжительность сна. Этот раздел я оформил полностью в светло-зелёном виде. И последнее это интересное исследование связанное со сном.

 

 

Стадия 1 (Дремота)

Это переходная стадия между бодрствованием и сном. Начальная стадия сна (засыпание, дремота) у взрослого человека длится 5-10 минут. При этом мышечная активность снижается, глаза могут совершать медленные движения, которые обозначаются SREM (от англ. «slow rolling eye movements» ‒ медленные качающиеся движения глаз). В этой стадии человек может переживать полусонные мечтания, абсурдные мысли и иногда галлюцинации. Основной альфа-ритм (8-12 Гц, амплитуда менее 50 мкВ) начинает замещаться тета-волнами (4-7 Гц, амплитуда 50-100 мкВ), по амплитуде равными или превышающими альфа-ритм.

 

Стадия 2 (Лёгкий сон)

Во вторую стадию (неглубокий, лѐгкий сон), занимающую 45-55% общего времени сна, происходит дальнейшее снижение тонической мышечной активности, сердечный ритм замедляется, температура тела снижается, глаза в основном неподвижны с редкими SREM. При этом повышаются пороги восприятия, а самым чувствительным анализатором становится слуховой (мать просыпается на крик ребѐнка, человек просыпается при произношении его имени). На ЭЭГ доминируют тета-волны и появляются характерные ЭЭГ паттерны 2-й стадии ‒ сонные веретѐна (c англ. spindle ‒ веретѐна, или сигма- ритм; волны с частотой 12-14 Гц, амплитуда которых сначала увеличивается, достигая пика в 100 мкВ и более, а затем снижается, длительность веретена составляет 0,5-1с) и К-комплексы (негативные острые волны, следующие непосредственно за медленным позитивным компонентом, единичные циклы дельта-волн).

 

Сонное веретено

Сонные веретѐна (c англ. spindle ‒ веретѐна, или сигма- ритм; волны с частотой 12-14 Гц, амплитуда которых сначала увеличивается, достигая пика в 100 мкВ и более, а затем снижается, длительность веретена составляет 0,5-1с). С появлением «сонных веретѐн» происходит отключение сознания; в паузы между веретѐнами (а они возникают примерно 2-5раз в минуту) человека легко разбудить.

Сонные веретѐна служат механизмом функциональной деафферентации коры полушарий, которая облегчает углубление сна и обеспечивает возможность для налаживания внутрикорковых взаимодействий без вмешательств извне. Ритмичные разряды корковых нейронов в ходе генерации веретѐн делают эти нейроны «неподготовленными» для получения информации от других субкортикальных источников. Однако эти нейроны могут посылать информацию в подкорковые структуры и взаимодействовать через таламус с другими участками коры полушарий. При этом также облегчается перенос информации из коры полушарий в гиппокамп и/или миндалину для еѐ сортировки и удаления.

 

 

О Медленном сне в целом

Во время медленного сна – амплитуды ЭМГ и ЭОГ снижаются (отражает уменьшение мышечного тонуса и неподвижность глаз).

Эпизод медленного (медленноволнового, ортодоксального) сна обычно имеет длительность около полутора часов и сам состоит из нескольких стадий, которые отличаются паттернами электрической активности мозга, регистрируемыми с помощью ЭЭГ. Стадии 1-4 составляют медленный сон, по мере погружения в который на ЭЭГ увеличивается амплитуда волн и снижается их частота. Медленный сон в западной литературе принято обозначать аббревиатурой NREM (от англ. «non rapid eye movement» ‒ нет быстрых движений глаз). В течение NREM-сна снижаются: температура тела (у женщин она достигает 35,7 °С, а у мужчин 34,9 °С), артериальное давление, частота сердечных сокращений (ЧСС) и дыхания. Однако наблюдается повышенная секреция гормона роста (особенно сильно в первую половину ночи), половых гормонов, усиливается продукция антител. В первую половину ночи во время NREM-сна концентрации адренокортикотропного гормона и кортизола низкие, но начинают повышаться во вторую половину, ближе к утру (сильнее у женщин). Кортизол - это гормон стресса, так что не удивляйтесь, почему у вас по утрам относительно плохое настроение.

Переход из состояния бодрствования к 1-й стадии медленного сна (инициация сна), по крайней мере, частично, является пассивным процессом, который определяется снижением тонической активности возбуждающих систем в результате накопления «нейрональных метаболитов». Что такое тоническая активность? Cперва посмотрим, что такое тонус. То́нус (греч. τόνος — «напряжение») — состояние длительного стойкого возбуждения нервных центров и мышечной ткани, не сопровождающегося утомлением. Как видно из определения, выражение “ тоническая активность возбуждающих систем” является тавтологией и его можно заменить на “снижением тонуса возбуждающих систем”. Что такое нейрональные метаболиты? Можно провести аналогию с отходами, после того, как вы поточите карандаш, образуется часть материала, которая идёт в отходы, и как раз таки они и является аналогом нейрональных (нейроны – клетки нервной ткани) метаболитов.

Во время бодрствования, активность нейронных сетей, сопровождающаяся интенсивным обменом веществ, приводит к увеличению концентрации метаболитов и некоторых медиаторов (аденозин, ГАМК, глицин, простагландин-D2, интерлейкин-1β, фактор некроза опухолей α) в мозге, которые подавляют работу возбуждающих систем и вызывают вялость. Чем интенсивнее работает мозг и чем длительнее бодрствование, тем выше скорость метаболизма и больше образуется метаболитов. При этом процессы клиренса (выведения, очищения) метаболитов не успевают за процессами их продукции активными нейрональными ансамблями. В случае накопления метаболитов выше критического уровня происходит торможение групп нейронов, поддерживающих бодрствование, это ведѐт к снижению обмена веществ и продукции метаболитов до тех пор, пока их содержание не придѐт в норму. Таким образом, гомеостатическая потребность сохранения низкого уровня метаболитов на клеточном уровне ведѐт к изменению свойств на системном уровне и, возможно, является ведущим фактором в инициации первой стадии медленного сна. Накопление мозговых метаболитов не только приводит к инициации сна, но и запускает комплекс двигательных реакций, проявляющихся в изменении поведения животного, «готовящегося» ко сну (например, поиск безопасного места для сна). Какой вывод можно сделать после прочтения этого отрывка? Чем интенсивнее работает ваш мозг, тем быстрее вам хочется спать и тем больше потребность во сне. Учитывайте это, когда знаете, что вам придётся интенсивно работать.

Фаза 2 медленного сна формируется благодаря активному процессу, опосредуемому преоптической/передней областью гипоталамуса (ППГ), включающей нейроны вентролатерального преоптического ядра, а также ГАМКэргические нейроны базального региона и медианного преоптического ядра. Гипногенная роль этого региона впервые была описана ещѐ Фон Экономо (von Economo) примерно 80 лет назад. В мозге умерших пациентов, страдающих бессонницей, вызванной вирусным энцефалитом, он обнаружил повреждение именно этого региона. Впоследствии Наута (Nauta) подтвердил эту гипотезу экспериментально, воспроизведя бессонницу у крыс после билатерального повреждения скальпелем ППГ. В конце концов, полиграфические записи стадий сон-бодрствование у кошек с локальными электролитическими повреждениями переднего гипоталамуса продемонстрировали значимость ППГ в формировании медленного сна. Нейрональные структуры ППГ, отвечающие за инициацию медленного сна, чувствительны к температуре: их активность увеличивается при небольшом её увеличении (на пляже, в тёплой ванне, при болезни). Думаю теперь понятно, почему в жаркую погоду или в тёплой ванне или при болезни постоянно хочется спать. Учитывайте это если собираетесь работать на улице в тёплую погоду или вам предстоят важные дела после горячей ванны или готовитесь к докладу во время болезни.

В среднем активность нейронов на протяжении медленного сна снижена, протекают процессы спраутинга, удаления функционально старых синаптических контактов, однако усиленно протекает синтез новых макромолекул и происходит восстановление гомеостаза клеток мозга.

Соматотрофные клетки переднего гипофиза продуцируют гормон роста «всплесками» в течение всего дня, но максимальные выбросы гормона наблюдаются в течение медленного сна. В итоге у молодых особей в фазу медленного сна вырабатывается 2/3 от общего количества гормона роста. Вывод: мы растём сильнее во время сна, чем во время бодрствования.

Стадия 5 (Быстрый сон)

 

 

Стадия 5 (быстрый сон) связана с десинхронизацией ЭЭГ, частота волн повышается, а амплитуда уменьшается. На протяжении быстрого сна – ЭМГ регистрирует отсутствие мышечного тонуса (атония), а ЭОГ – сокращение глазных мышц, связанные с быстрыми движениями глаз.

Быстрая фаза сна (быстроволновая, или 5 стадия) ассоциируется с яркими сновидениями (сны могут возникать и в других стадиях, однако гораздо менее отчѐтливы). Данная фаза характеризуется быстрыми движениями глаз, поэтому еѐ называют сон с быстрыми движениями глаз, или REM-сон, от англ. «rapid eye movement», нерегулярной частотой сердечного ритма и дыхания, флуктуацией температуры тела (обычно периферическая температура увеличивается, но поскольку во сне не наблюдается дрожательного термогенеза, при низких температурах воздуха она может снижаться), повышением артериального давления, общей мышечной атонией (возможны отдельные сокращения лицевой мускулатуры и конечностей). Повышение температуры головного мозга в быструю фазу сна может быть связано с усилением мозгового метаболизма и перенаправлением «нагретой» крови в мозг, благодаря сжатию периферических сосудов. ЭЭГ десинхронна (как при бодрствовании), появляются колебания альфа- и бета-диапазона, пилообразные волны (последние специфичны для REM- сна). Поскольку в данную фазу сна практически полное расслабление мышц и повышенные пороги восприятия сопровождаются реакцией десинхронизации на ЭЭГ («активацией» мозга), быстрый сон иногда называют парадоксальным.

Первый эпизод REM-сна наступает через 70-90 минут от момента засыпания и длится 5-10минут. По ходу сна длительность последующих эпизодов REM нарастает, достигая под утро нескольких десятков минут. У взрослого человека доля REM-фазы составляет 20-25% общего времени сна. Для быстрого сна также характерна переоценка временных интервалов: человек может спать всего минуту, а по субъективным впечатлениям кажется, что прошѐл час.

Быстрый сон описан около 60 лет назад Моруцци и Магуном. Он характеризуется следующими событиями:

1) активная (десинхронизированная) кортикальная ЭЭГ;

2) выраженная атония мышц, поддерживающих позу;

3) быстрые движения глаз (англ. «rapid eye movement»);

4) тета-ритм в гиппокампе;

5) полевые потенциалы в мосте (P-волны), спайки в латеральных коленчатых телах и затылочной коре, которые формируют PGO-волны;

6) миоклонические подѐргивания лицевых мышц и мышц конечностей;

7) выраженные флуктуации кардиореспираторного ритма и центральной температуры тела;

8) эрекция пениса и увеличение клитора.

 

В фазу REM-сна особенно высокая активность проявляется в нейронах лимбической системы (одной из функций является формирование эмоций). Думаю теперь понятно, почему могут появиться слёзы или испуг во сне. Также на протяжении REM-сна в гиппокампе регистрируется тета-ритм, характерный для протекания процессов кодирования информации. Быстрый сон ассоциирован с образованием новых синаптических контактов, интенсивным синтезом мРНК. Синаптические контакты играют важную роль в формировании памяти. Делайте выводы сами. Помимо ацетилхолина, в поддержании быстрого сна принимает участие мелатонин-концентрирующий гормон (МКГ).

REM-сон и атония

В 1960-70 гг. группы исследователей под руководством Джовета (Michel Jouvet) в Лионе и Моррисона (Adrian Morrison) из Филадельфии показали, что кошки с повреждѐнным участком мозга под голубым пятном показывают, «исполняют» свои сны. Например, в течение REM-сна кошки поднимают голову, передвигаются, пытаются поймать мышку. В 1986 г. Шенк (Schenck) и коллеги зарегистрировали подобный феномен у людей (во сне они пинались, наносили удары кулаками, кричали и визжали) и назвали это состояние «поведенческие REM-нарушения» (от англ. «REM behavior disorder», RBD). Весьма важен факт того, что RBD обычно встречается до клинической манифестации симптомов болезни Паркинсона (за десятилетие до появления моторных и когнитивных расстройств) и других нейродегенеративных заболеваний, сопровождающихся образованием телец Леви. Последующие исследования показали, что повреждение специфичной группы клеток в вентральной части сублатеродорсального ядра у крыс (эквивалент подголубого пятна или периголубого альфа-пятна кошек) вызывает хроническую неспособность поддержать атонию и животные демонстрируют простые и сложные движения, находясь в REM-фазе сна.

О сне в целом

 

Процесс засыпания напоминает спуск по лестнице, а сам сон ‒ чередование спусков и подъѐмов ЭЭГ активности. Сон начинается с первой стадии, которая длится 5-10 минут. Затем наступает 2-я стадия, продолжающаяся около 20 минут. Ещѐ 30-45 минут приходится на период 3-4 стадий. После этого спящий снова возвращается во 2-ю стадию, после которой возникает первый эпизод REM-сна, который имеет короткую продолжительность ‒ около 5 минут. Вся эта последовательность называется циклом. Первый цикл имеет длительность 90-100 минут. Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля медленного сна и постепенно нарастает доля REM-сна, последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. Итак, в первую половину ночи преобладает глубокий сон, а под утро – лѐгкий сон и фаза быстрого сна. В среднем, при полноценном здоровом сне отмечается пять полных циклов.

Помимо специфичных картин на ЭЭГ, бодрствование и фазы сна отличаются по состоянию мышечного тонуса, регистрируемому с помощью ЭМГ в районе затылка, и состоянию глазных яблок, оцениваемому посредством ЭОГ.

Продолжительность сна обычно составляет 6-8 часов в сутки. При нарушениях сна его длительность может составлять от нескольких минут до нескольких суток. Недостаток сна (менее 5 часов в сутки, гипосомния, или изменение соотношений длительности NREM-REM фаз сна) в течение нескольких недель считается факторами риска развития бессонницы. Продолжительность сна, которая необходима для взрослого здорового человека исходя из современных научных исследований дана в разделе “ Ответы на конкретные вопросы”!. Сон изменяется в зависимости от влияния факторов среды.

Продолжительность сна у новорождѐнных, взрослых и пожилых людей составляет 12-16, 6-8 и 4-6 часов в сутки соответственно. Причѐм у младенцев львиная доля сна связана с REM-сном, а у пожилых людей доля быстрого сна минимальна. Удивительным является то, что у человека REM-сон уже проявляется у плода и его доля достигает максимума в 3-й триместр беременности. Вероятно, это отражает тот факт, что в организацию быстрого сна вовлечены древние отделы мозга. В целом, доля REM-сна у животных, рождающихся незрелыми, существенно больше. Поскольку грудные дети получают гораздо меньше информации об окружающем мире, то возможно их более выраженная мозговая активность во время сна обеспечивает внутреннюю стимуляцию, компенсирующую недостаток внешней. Во время REM-сна генетические инструкции преобразуются в сложные программы мозговой деятельности. Предполагается важность REM-сна в онтогенетическом развитии структур ЦНС, в том числе связанных с формированием сознания.

Циркадные ритмы и сон

 

Циркадные (циркадианные, или околосуточные) ритмы ‒ циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Для человека, как и для большинства организмов на Земле, ведущих дневной образ жизни, период активности и бодрствования соответствует светлому времени суток, период же покоя и сна ‒ тѐмному. Такое распределение активности и покоя в соответствии со временем суток у человека сложилось в процессе его эволюционного развития в условиях периодического чередования ночи и дня. Бодрствование и трудовая деятельность человека в дневное время привели к тому, что днѐм (примерно в 12 и 18 ч) уровень физиологических реакций его организма повышается. Самый низкий их уровень наблюдается ночью (примерно в 2-5 ч), причѐм не только во время сна, но и бодрствования. Так что ваше возможное желание работать ночью и спать днём плохая идея и совсем не привычная для человеческого организма, разве что вы не создадите искуственные условия, такие как очёнь тёмные шторки и свет в квартире, подобный солнечному излучению.

Дьюк (Dijk) и Чейслер (Czeisler) подтвердили роль циркадных ритмоводителей в определении распределения во времени цикла сон-бодрствование и регулировании внутренней структуры сна. В их исследовании 8 людей длительное время находились в условиях, лишѐнных внешних временных ритмозадавателей. При наблюдении за испытуемыми учѐные обнаружили, что в отсутствие таких стимулов, как свет, который позволяет человеку судить о времени суток, подопытные всѐ равно ложились спать и пробуждались в обычное время; таким образом, период ритма сон-бодрствование не изменялся и в течение некоторого времени оставался равным 24 часам, правда через некоторое время он увеличился до 36 часов. Когда испытуемые вернулись к прежним нормальным условиям воздействия на них внешних маркеров хода времени, то 24-часовой цикл был восстановлен. Таким образом, у человека и у многих других животных есть внутренние часы, которые идут даже в отсутствие внешних сигналов.

Центральный эндогенный циркадный пейсмекер локализован в супрахиазматических ядрах (СХЯ) гипоталамуса, которые называют «master clock» ‒ главными часами. Циркадный ритм, в соответствии с которым залпы нейрональной активности претерпевают 24-часовой цикл, организован ткане- специфичными структурами, распределѐнными по всему телу. Эти ткане- специфичные ритмы координируются мелатонином, секретирующимся в тѐмное время, и СХЯ, имеющими вход от сетчатки (через ретино-гипоталамический тракт ‒ РГТ), сигнализирующий об изменении освещѐнности в течение суток. Повреждение СХЯ устраняет циркадные ритмы многих видов поведения, включая сон. В частности, перерезка РГТ ведущего к СХЯ, вызывает у животных поведение, не регулируемое изменением освещѐнности.

Дорсомедиальное ядро гипоталамуса (ДМЯ) ‒ также важный проводник циркадных сигналов к сон- регулирующим системам. Нарушение ДМЯ снижает более чем на 2/3 влияние циркадных ритмов на бодрствование, пищевое поведение, локомоторную активность, уровень кортикостероидов. По мнению Сапера (Saper), ДМЯ также играет роль в координации сна и пищевого поведения животного. Как известно, голодающие животные способны перестраивать свои биологические часы, чтобы увеличить шансы добыть пищу: мыши, которых кормят ночью, подстраиваются под такое расписание, среди ночи эти животные бодры и готовы к кормлению. Возможно, при голодании основные биологические часы (супрахиазматические ядра) «сбрасываются» и включаются «вторые» часы (дорсомедиальное ядро). Уже 16-часовое голодание позволяет «сбросить» и запустить заново биологические часы, поэтому голодание теоретически должно помочь при адаптации цикла сон-бодрствование к смене часовых поясов. Гипоталамические орексиновые нейроны контролируют изменение энергетического баланса и опосредуют адаптивное бодрствование при недостатке пищи. При снижении уровня глюкозы и лептинов в крови у мышей усиливается бодрствование и поведение, направленное на поиск пищи (у мышей с удалѐнными орексиновыми нейронами этого не наблюдается). Используйте эти знания, если хотите перестроить свой режим.

 

 

Значение фоторецепторов сетчатки в регуляции цикла сон-бодрствование.

 

В 1920-е гг. магистрант Гарвардского университета Клайд Килер (Clyde E. Keeler) обнаружил два удивительных факта, связанных с мышами, которых он разводил на своей мансарде. Во-первых, всѐ потомство грызунов было полностью слепо. А во-вторых, их зрачки, несмотря на слепоту, всѐ ещѐ сужались в ответ на изменение освещѐнности в помещении, хотя и медленнее, чем у зрячих животных. Много лет спустя исследователи дополнили наблюдения Килера данными о том, что мыши, с нокаутом генов, ответственных за формирование сетчатки, реагировали на изменения освещѐнности сменой своих циркадных ритмов – «внутренних часов», которые регулируют гормональную активность, температуру тела и сон.

Освещѐнность – это один из самых мощных сигналов, управляющих циркадными ритмами млекопитающих. Освещение в ночное время суток крыс (животные, ведущие ночной образ жизни) вызывает сон, помещение в темноту, наоборот, стимулирует бодрствование. Реакция на свет у млекопитающих происходит только с помощью сетчатки, где выделяют 3 типа фоторецепторных клеток: палочки и колбочки (классические фоторецепторы), и внутренние фоточувствительные ганглионарные клетки (вфГК, от англ. ipRGCs – «intrinsically photosensitive retinal ganglionar cells»). При этом если классические фоторецепторы определяют зрительные образы, формирующие изображение, то вфГК играют ключевую роль в неформирующем изображения зрении. Так, у мышей с повреждѐнными колбочками и палочками свет, как и в норме, действует на циркадные ритмы, однако нарушение одновременно палочек, колбочек и вфГК вызывает сильное ослабление фотопериодичных реакций: синтез мелатонина не подавляется светом, локомоторная активность и сон теряет зависимость от освещѐнности.

У млекопитающих (в том числе человека) за фотопериодичность отвечает особый пигмент меланопсин (ген млекопитающих Opn4m), который экспрессируется в небольшой популяции (2%) ганглионарных клеток сетчатки, формирующих ретино-гипоталамический тракт. Эти клетки, представляющие собой вфГК, обладают непосредственной светочувствительностью и имеют максимум поглощения в диапазоне 470-480 нм. Причѐм вфГК приобретают функциональную активность раньше, чем палочки и колбочки, то есть первая фоторецептивная система, развивающаяся у млекопитающих, представлена вфГК. Эти клетки также вовлечены в регуляцию зрачкового рефлекса (ЗР) на свет, поэтому у трансгенных мышей с нарушением развития палочек и колбочек данная рефлекторная реакция не нарушена. Знаете какому цвету соответствует 470-480 нм? Синему и голубому! Так что ставьте на свои экраны телефонов, планшетов, ноутбуков и компьютеров ночной режим, для того, чтобы не влиять на выработку гормона мелатонина. Я уже поставил на всех устройствах, причем они стоят в течении всего дня, и я стал засыпать гораздо быстрее и сон стал более качественным.

Начинающийся от вфГК ретино-гипоталамический тракт иннервирует вентролатеральное преоптическое ядро, нейроны которого задействованы в инициации медленного сна. Нарушение работы вфГК (за счѐт удаления гена меланопсина) ведѐт к утрате влияния света на сон, тогда как повреждение колбочек и палочек не влияет на чувствительность сна к освещѐнности.

 

 

Сон и гомеостаз

 

Тесно связанной с метаболической функцией сна является участие сна в поддержании гомеостаза организма. Возможно, одной из важных функций сна является восстановление гомеостаза нейронов.

 Сон сопряжѐн с уменьшением освобождения моноаминов, рецепторы которых подвержены быстрой десенситизации. Поэтому во время сна восстанавливается чувствительность мозга к этим ключевым медиаторным системам, необходимым для восприятия действительности и реагирования на внешние стимулы.

В мозге взрослого человека имеются регионы (зубчатая извилина, гиппокамп, субвентрикулярные зоны боковых желудочков, участки неокортекса), участвующие в процессах формирования памяти и регуляции эмоциональных реакций, которые постоянно пополняются новыми нейронами. Новые нейроны мигрируют в определѐнные области (например, клетки, формирующиеся в субвентрикулярных зонах, впоследствии перемещаются в обонятельную луковицу), дифференцируются в ГАМК или глутаматэргические клетки и интегрируются в существующие нейронные сети. У молодых животных в зубчатой извилине каждый день образуется 4000-9000 нейронов, из которых 60% погибает в течение нескольких недель в стандартных условиях, но при обучении (новое окружение, двигательные навыки и т.п.) или подвергании животного стрессу, количество выживших увеличивается или уменьшается. Не останавливайтесь в своём обучении на протяжении жизни, если не хотите увеличить вероятность гибели нейронов.

 

 

Сон и память

 

Известно, что процессы, обеспечивающие внимание и кодирование обработки новой информации в мозге, имеют место в течение бодрствования, тогда как консолидация или закрепление этой информации протекает более эффективно во время сна. Консолидация представляет феномен, в ходе которого новая и первоначально неустойчивая память, закодированная при бодрствовании, трансформируется в более стабильную форму и интегрируется с ранее сформированной долговременной памятью. По современным представлениям, консолидация в долговременную память происходит главным образом во сне. Многочисленные исследования подтверждают положительный эффект сна на декларативную (память, доступная для сознательного оперирования) и процедурную (память навыков, формирующуюся в ходе практики) память в различных тестах. Причѐм во время дельта-сна обрабатывается преимущественно декларативная (зависимая от гиппокампа) информация, тогда как REM-сон важен для недекларативных (процедурных и эмоциональных) аспектов памяти (гиппокамп независимых). Для запоминания важно правильное чередование медленного и быстрого сна, во время которого событие памяти «расчленяется» на составляющие и обрабатывается. Значительный эффект сна на процессы памяти наблюдается не только после 8-часового сна, но и после короткой дремоты (1-2 часа) и даже ультракороткого интервала сна ~ 6 мин. Кроме того, во время сна часть имплицитной (неявной) памяти может приобретать эксплицитный (явный) характер: доселе скрытые закономерности становятся явными (случается инсайд ‒ озарение). Думаю теперь к вам пришло еще больше понимания касательно того, что сон очень важный аспект нашей жизни и такая фраза как “сон отнимает одну треть нашего дня” стоит выразить как “ сон дарит или делает возможным существование 2/3 дня”.

Для дальнейшего рассмотрения роли сна в процессах формирования памяти нужно сказать о том, что в основе памяти лежит явление реверберации активности в специфических нейронных контурах, сопровождающееся феноменами синаптической пластичности. Процесс консолидации имеет место после кодирования первоначальной информации в нейрональных сетях и в первую очередь связан с реактивацией (повторной активацией) соответствующих нейронных контуров, которые ранее были вовлечены в кодирование событий. Можно говорить о том, что в процессе консолидации памяти решается дилемма «стабильности-пластичности», суть которой состоит в разрешении проблемы: как мозг может запоминать новую информацию (пластичность) без потери старых знаний (стабильность).

По современным представлениям существует два типа депо памяти: первое (депо кратковременной памяти) позволяет обучаться с высокой скоростью и служит в роли промежуточного буфера, удерживающего информацию временно (для декларативной памяти – гиппокамп, функционирующий как 3-нейронная ловушка для информации – возбуждение здесь реверберирует/циркулирует по замкнутому контуру); другое хранилище, задействовано в медленном обучении, и выступает как депо долговременной памяти (для декларативной памяти ‒ пре-фронтальная кора и другие ассоциативные поля коры, нейроны которых образуют более сложные сети, но при этом за 5-7 синапсов можно добраться из одной еѐ точки в другую). Вначале события параллельно кодируются в обоих депо, но в первом («кратковременном») хранилище образуются более «чѐткие» следы памяти.

В период консолидации следы памяти в быстром депо повторно ре- активируются, что ведѐт к реактивации соответствующих клеток в долго- временном депо, где информация реорганизуется/распределяется («системная консолидация»). При этом в долговременном депо активируются не только клетки, связанные с новой информацией, но и нейронные сети, хранящие старую информацию, ассоциированную с новой. Это необходимо для «адаптации» новой памяти к существующей и вычленения из неѐ инвариантных повторяющихся свойств. Впоследствии, в нейронных сетях долговременного депо происходит «синаптическая консолид