Что такое быстрый сон? Определение и преимущества

Быстрое движение глаз, или быстрый сон, — это заключительная фаза четырехстадийного цикла, который происходит во время сна. В отличие от медленного сна, четвертая фаза характеризуется увеличением активности мозга и функций вегетативной нервной системы, которые ближе к тому, что наблюдается в состоянии бодрствования. Подобно стадиям медленного сна, эта стадия сна в первую очередь контролируется стволом мозга и гипоталамусом с дополнительным вкладом со стороны гиппокампа и миндалевидного тела. Кроме того, быстрый сон связан с увеличением количества ярких сновидений. Хотя медленный сон связан с отдыхом и восстановлением, цель и преимущества быстрого сна до сих пор неизвестны. Однако многие теории предполагают, что быстрый сон полезен для обучения и формирования памяти.

Определение быстрого сна

быстрый сон часто описывается как «парадоксальное» состояние сна из-за его повышенной активности после медленного сна. Три предшествующие стадии сна, известные как медленная фаза сна или N1, N2 и N3, возникают первоначально во время цикла сна, постепенно замедляя функции организма и активность мозга. Однако после наступления сна N3 (самой глубокой стадии сна) мозг сигнализирует о наступлении более возбужденного состояния. Как следует из названия, во время быстрого сна глаза быстро двигаются в стороны. Вегетативные функции, такие как частота сердечных сокращений, частота дыхания и артериальное давление, во время бодрствования начинают приближаться к своим значениям. Однако, поскольку этот период часто связан со сновидениями, активность основных мышц конечностей временно парализуется. Подергивания все еще можно наблюдать в более мелких группах мышц.

Быстрый сон — самый продолжительный период цикла сна и длится от 70 до 120 минут. По мере увеличения продолжительности сна цикл сна благоприятствует увеличению времени, проведенного в фазе быстрого сна. Пропорция времени, проводимого на этом этапе, определяется возрастом человека. У новорожденных присутствуют все стадии сна, однако у младенцев гораздо более высокий процент медленных волн медленного сна. Доля быстрого сна постепенно увеличивается с возрастом, пока не достигает 20-25% цикла сна у взрослых.

Быстрый сон и ваш мозг

Во время быстрого сна волновая активность мозга, измеряемая на электроэнцефалограмме (ЭЭГ), также увеличивается по сравнению с более медленной волновой активностью, наблюдаемой во время медленного сна. Сон N1 показывает замедление нормального паттерна альфа-волн, наблюдаемое во время бодрствования. Сон N2 представляет собой волны K или длинные волны высокого напряжения длительностью до 1 секунды, а также спящие веретена или периоды всплесков низкого напряжения и высокой частоты. Сон N3 характеризуется дельта-волнами или высоковольтной, медленной и нерегулярной активностью. Однако ЭЭГ, полученные во время быстрого сна, демонстрируют паттерны сна с низким напряжением и быстрыми волнами, некоторыми альфа-волнами и спайками мышечных подергиваний, связанными с передаваемым быстрым движением глаз. Эти показания также более изменчивы, чем те, которые наблюдаются во время медленного сна, при этом случайные пики временами колеблются сильнее, чем активность, наблюдаемая во время бодрствования.

Основными частями мозга, активируемыми во время быстрого сна, являются ствол мозга и гипоталамус. В частности, мост и средний мозг, а также гипоталамус содержат специализированные клетки, известные как клетки «REM-on» и «REM-off». Чтобы вызвать переход к быстрому сну, клетки быстрого сна секретируют такие гормоны, как ГАМК, ацетилхолин и глутамат, которые вызывают начало быстрых движений глаз, подавление мышечной активности и вегетативные изменения. Клетки с отключенным быстрым сном, как следует из их названия, вызывают компенсацию быстрого сна за счет секреции стимулирующих гормонов, таких как норадреналин, адреналин и гистамин.

Гипоталамус также содержит стимулирующие клетки, известные как нейроны орексина, которые секретируют гормон орексин. Этот гормон необходим для поддержания бодрствования и пробуждения от сна, его уровень часто снижается или отсутствует у людей с нарушениями сна. Гиппокамп и миндалевидное тело также участвуют в фазе быстрого сна, особенно в периоды сновидений. Эти области мозга наиболее примечательны своими функциями памяти и эмоциональной регуляции. ЭЭГ покажет повышенную активность гиппокампа и миндалевидного тела с наличием регулярных волн высокого напряжения, известных как тета-волны.

Сновидения и быстрый сон

Хотя сновидения могут возникать и на других стадиях сна, наиболее яркие сны происходят во время быстрого сна. Эти сны часто представляют собой сложные эмоциональные переживания воображаемой жизни, чаще всего связанные с грустью, гневом, опасением или страхом. Человек также может легче вспомнить сон, когда просыпается из быстрого сна, а не из медленного. Цель содержания сновидений в настоящее время не понятна. Исторически невролог и отец психоанализа Зигмунд Фрейд предположил, что сновидения являются отражением бессознательной мысли, и поэтому каждый сон имеет глубоко важное значение. Однако его толкование снов не является общепринятой теорией. Противоположная гипотеза предполагает, что содержание сновидений является результатом случайной активности мозга, происходящей во время быстрого сна, а не осмысленного опыта интерпретации.

Преимущества быстрого сна

Сон в целом необходим для здоровья и благополучия, поскольку легкая депривация сна увеличивает риск хронических заболеваний, а тяжелая депривация сна может привести к галлюцинациям или даже смерти. Хотя медленный сон необходим для выживания, преимущества быстрого сна остаются неубедительными. Исследования, в которых участники были лишены быстрого сна при пробуждении, не выявили очевидных побочных эффектов. Некоторые препараты, в том числе антидепрессанты МАО, приводят к резкому снижению быстрого сна без каких-либо проблем для пациентов даже после многих лет лечения.

Из-за отсутствия убедительных доказательств существует множество гипотез о пользе быстрого сна. Одно из предполагаемых преимуществ связано с ассоциацией быстрого сна и сновидений. Эта теория предполагает, что определенные негативные модели поведения, от которых следует «отучиться», репетируются во сне. Действия, события и последовательности, связанные со страшными ситуациями, часто являются предметом снов и поэтому соответствующим образом стираются из нейронной сети. Предполагается, что быстрый сон помогает передавать воспоминания из гиппокампа в кору головного мозга. Фактически, часто считается, что циклическое возникновение медленного и быстрого сна улучшает физический и умственный отдых организма, а также способствует формированию памяти.

Источники

• «Естественные закономерности сна». Естественные закономерности сна | Здоровый сон18 декабря 2007 г., http://healthysleep.med.harvard.edu/healthy/science/what/sleep-patterns-rem-nrem.
• Первс, Дейл. «Возможные функции быстрого сна и сновидений». Нейронаука. 2-е издание., 2001 г., https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11121/.
• Сигел, Джером М. «Сон с быстрым движением глаз». Принципы и практика медицины сна6-е изд., Elsevier Science Health Science, 2016, стр. 7895, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323242882000088.
• «Особенности сна». Характеристики сна | Здоровый сон18 декабря 2007 г., http://healthysleep.med.harvard.edu/healthy/science/what/characteristics.