Стадии и циклы сна , а также архитектура сна
Естественные ежедневные ритмы вашего тела регулируются структурами в мозге, которые помогают определить, когда вы засыпаете и просыпаетесь. Люди прогрессируют через ряд различных физиологических стадий во время сна. Каждый этап сна служит важной цели для поддержания вашего мозга и тела здоровым. В течение ночи эти стадии спокойного сна чередуются с периодами быстрого. Спокойный сон важен, потому что он помогает восстановить тело, тогда как быстрый сон восстанавливает ум 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, механизм, похожий на кардиостимулятор в мозге, регулирует циркадные ритмы. Эти внутренние часы, которые постепенно устанавливаются в течение первых месяцев жизни, контролируют ежедневные взлеты и падения биологических паттернов, включая температуру тела, кровяное давление и выброс гормонов.
Циркадные ритмы усиливают стремление людей ко сну с полуночи до рассвета и в меньшей степени — в середине дня. В одном исследовании исследователи проинструктировали группу людей пытаться бодрствовать в течение 24 часов. Не удивительно, что многие впали в дремоту, несмотря на все усилия не делать этого. Когда исследователи составили график времени, когда произошел незапланированный сон, они обнаружили пики между 2:00 и 4:00 и между 14:00 и 15:00 часов.
Большинство людей спят по ночам в соответствии с их циркадными ритмами, хотя многие, кто работает в будние дни, спят днем по выходным. Люди могут реагировать на ежедневные впадения своего тела в состоянии бодрствования в течение одного-двух часов послеобеденного сна в течение рабочего дня и соответственно более короткого сна ночью.
- Светлый. Воздействие света в нужное время помогает поддерживать циркадные часы на правильном графике. Однако воздействие в неподходящее время может привести к сну и бодрствованию в нежелательное время. Нарушения циркадного ритма и проблемы со сном, которые затрагивают до 90% слепых людей, демонстрируют важность света для сна.
- Время. Когда человек считает часы, следует расписанию работы и поездов и требует, чтобы организм оставался внимательным к определенным задачам и социальным событиям, возникает когнитивное давление, чтобы не отставать от графика.
- Мелатонин. Уровни мелатонина начинает расти после наступления темноты и отлива после рассвета. Гормон вызывает сонливость, и ученые считают, что его ежедневные светочувствительные циклы помогают поддерживать цикл сна.
Тихий сон (без быстрого сна)
Ученые делят сон на два основных типа:
1. Тихий сон или не быстрый сон
2. Спящий сон или быстрый сон
Удивительно, но они так же отличаются друг от друга, как и от бодрствования.
Специалисты по сну называют тихий или не быстрый сон «мозгом в подвижном теле». Во время этой фазы мышление и большинство функций организма замедляются, но движение все же может происходить, и человек часто меняет положение, погружаясь в более глубокие стадии сна.
Погрузиться в спокойный сон
В какой-то степени идея «погружения» в сон параллельна изменениям паттернов мозговой волны в начале не быстрого сна. Когда вы не спите, миллиарды клеток мозга получают и анализируют сенсорную информацию и координируют поведение, посылая электрические импульсы друг другу. Если вы не спите, на ЭЭГ записывается беспорядочный, нерегулярный набросок активности. Как только ваши глаза закрыты, и ваш мозг больше не получает визуальный ввод, мозговые волны устанавливаются в устойчивый и ритмичный паттерн примерно 10 циклов в секунду. is — альфа-волновая картина, характерная для спокойного, расслабленного бодрствования (см. рисунок 1).
Переход к спокойному сну — это быстрый переход, который можно сравнить с щелчком переключателя, то есть, согласно исследованиям, вы либо не спите (включаете), либо спите (выключаете).
Если ничто не мешает процессу, вы спокойно пройдете через три этапа спокойного сна.
Три стадии спокойного (не быстрого) сна
Этап N1
Переходя от бодрствования к легкому сну, вы проводите около пяти минут в стадии сна N1. На ЭЭГ преобладающие мозговые волны замедляются до четырех-семи циклов в секунду, паттерн, называемый бета волнами. Температура тела начинает падать, мышцы расслабляются, а глаза часто медленно двигаются из стороны в сторону. Люди на стадии N1 теряют сознание своего окружения, но их легко потревожить. Однако не все испытывают сон на стадии N1 одинаково: при пробуждении один человек может вспомнить сонливость, а другой может описать.
Этап N2
Эта первая стадия истинного сна длится от 10 до 25 минут. Ваши глаза неподвижны, а ваш пульс и дыхание медленнее, чем при пробуждении. 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 когда возникают веретена, мозг отключается от внешнего сенсорного ввода и начинает процесс консолидации памяти (который включает в себя организацию памяти для длительного хранения). Трассировки ЭЭГ также показывают паттерн, называемый K-комплексом, который, по мнению ученых, представляет собой своего рода встроенную систему бдительности, которая позволяет вам проснуться в случае необходимости. K-комплексы также могут быть спровоцирован определенными звуками или другими внешними или внутренними стимулами. Прошептать чье-то имя во время стадии N2 сна, и K-комплекс появится на ЭЭГ. Вы проводите около половины ночи в стадии N2 сна.
Стадия N3 (глубокий сон или медленный сон)
В конце концов, большие, медленные мозговые волны, называемые дельта волнами, становятся главной особенностью ЭЭГ, и вы погружаетесь в глубокий сон. Дыхание становится более регулярным. Кровяное давление падает, и пульс замедляется примерно на 20-30% ниже уровня бодрствования. Мозг менее чувствителен к внешним раздражителям, что затрудняет пробуждение спящего.
Глубокий сон, похоже, время для вашего тела обновляться и восстанавливаться.
Кровоток меньше направлен на ваш мозг, который заметно охлаждается. В начале этой стадии гипофиз выпускает импульс гормона роста, который стимулирует рост тканей и восстановление мышц. Исследователи также обнаружили повышенный уровень в крови веществ, которые активируют вашу иммунную систему, что повышает вероятность того, что глубокий сон помогает организму защитить себя от инфекции.
Обычно молодые люди проводят около 20% своего времени сна в периоды глубокого сна продолжительностью до получаса, но у большинства людей старше 65 лет глубокий сон почти отсутствует. Когда вы спите после периода лишения сна, вы быстро проходите. Через более легкие стадии сна в более глубокие стадии и проводите там большую часть времени сна. Это говорит о том, что глубокий сон играет большую роль в восстановлении бдительности и играет важную роль в оптимальном функционировании человека.
Сновидения
Сновидения происходят во время быстрого сна (быстрого движения глаз), который описывается как «активный мозг в парализованном теле». Ваш мозг движется, думает и мечтает, когда ваши глаза быстро бегают взад-вперед за закрытыми веками. Температура вашего тела повышается. Ваше кровяное давление увеличивается, а частота сердечных сокращений и дыхания достигают дневного уровня. Симпатическая нервная система, которая создает реакцию «сражайся или беги», в два раза активнее, чем когда ты не спишь. 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
Точно так же, как глубокий сон восстанавливает ваше тело, ученые полагают, что быстрый сон или сон во сне восстанавливает ваш разум, возможно, частично, помогая очистить не относящуюся к делу информацию.
Исследования способности учащихся решать сложные головоломки с использованием абстрактных форм предполагают, что мозг обрабатывает информацию в одночасье; студенты, которые хорошо выспались, увидев головоломку, чувствовали себя намного лучше, чем те, кто попросил решить головоломку немедленно.
Более ранние исследования показали, что быстрый сон облегчает обучение и память. Люди проверяли, насколько хорошо они выучили новое задание, улучшали свои показатели после ночного сна. Если они подвергались периодическим пробуждениям, которые мешали им быстро спать, улучшения были потеряны. Напротив, если они были разбужены равное количество раз от глубокого сна, улучшения в оценках не были затронуты. Эти результаты могут помочь объяснить, почему студенты, которые не спят всю ночь, готовясь к экзамену, обычно хранят меньше информации, чем одноклассники, которые немного спят.
Примерно 3-5 раз за ночь или примерно каждые 90 минут вы входите в режим быстрого сна.
Первый такой эпизод обычно длится всего несколько минут, но время REM постепенно увеличивается в течение ночи. Последний период быстрого сна может длиться полчаса.
Если вы лишены возможности быстрого сна, а затем имеете право на последующую ночь спокойного сна, вы перейдете на эту стадию раньше и проведете в ней большую часть времени сна — явление, называемое восстановлением быстрого сна.
Архитектура сна
Ночью нормальный спящий перемещается между различными стадиями сна по довольно предсказуемому образцу, чередуя быстрый и не быстрый сон. Специалисты по сну называют эту модель архитектуры сна.
У молодого взрослого архитектура нормального сна обычно состоит из четырех или пяти чередующихся периодов без REM и REM. Самый глубокий сон происходит в первой половине ночи. По мере развития ночи периоды быстрого сна становятся длиннее и чередуются со стадией 2. Позднее горизонт жизни изменится, с меньшим сном на стадии 3, большим сном на стадии 1 и большим количеством пробуждений.
Управление многими функциями архитектуры сна находится в стволе мозга, области, которая также контролирует дыхание, кровяное давление и сердцебиение. Колеблющаяся активность в нервных клетках и химических посланниках, которые они производят, похоже, координирует время бодрствования, пробуждения и 90-минутного переключения, которое происходит между REM и не REM-сном.