мускулна активност по време насън - SLIPAPS
Всички знаем, че по време на сън сме в неподвижно, отпуснато състояние. Но също така знаем, че през нощта сменяме позициите си повече от веднъж и правим каквито и да било движения многократно: потръпваме, потрепваме, някои дори говорят в съня си.
Връзката между съня и мускулната активност е много по-сложна, отколкото може да изглежда на пръв поглед. Не е за нищо, че патофизиологията на съня съдържа цяла група от заболявания, свързани с необичайна мускулна активност по време на сън, от синдрома на неспокойните крака до сомнамбулизма, които все още са трудни, ако не се поддават на лечение.
Сън
И така, когато заспим, мускулите ни постепенно се отпускат. Но за разлика от REM съня, когато мускулите се отпускат „принудително“, поради активното инхибиране на ретикулоспиналната низходяща система, при бавновълновия сън мускулите се отпускат поради постепенно намаляване на тоничната активност на антигравитационните мускули (този, който отговаря за позицията на тялото ни в пространството, с други думи за позата).
При заспиване, някъде на самата граница между бодърстване и сън, когато съзнанието ни вече започва да се изключва, често изпитваме внезапно рязко трептене, което ни събужда отново. Това явление се наричахипничен миоклонус илихипнично потрепване.
През Средновековието подобно треперене по време на заспиване се е наричало „докосването на дявола“. Механизмът на това явление и неговият биологичен смисъл все още не са напълно изяснени. Най-вероятната причина може да е конфликт между две подсистеми на нервната система - мускулен тонус и пълна релаксация.
Когато мускулите на тялото се отпуснат, потокът от нервни импулси, който пренася информация до мозъка за позицията на тялото впространството е рязко намалено, често се случва мозъкът да тълкува погрешно такова внезапно спиране на сигнализирането от мускулите.
Тойвъзприема това като падане и изпраща мощен импулс към мускулите, за да провери дали всичко е наред. Резултатът е доста силна мускулна контракция. Тоест, стресът е опит на мозъка да събуди човек и да го предупреди за опасност или просто да провери правилното функциониране на всички системи.
Напълно възможно е нашите усещания за летене или падане от високо, които често се случват в сънищата ни, да имат подобен механизъм. При отпуснати мускули и едновременно възбуждане на моторния кортекс в резултат на виртуалните движения, извършвани в сънищата, това е може би единственият начин за мозъка да разреши конфликта между мускулната и нервната система, защото при такива полети и падания ние се движим без да правим никакви движения!
Бърз сън
Фигура 1 показва трите основни състояния на мозъка: будност, не-REM сън и REM сън. Основната разлика между състоянието на REM сън и будност е мускулната атония. Гледайки напред, ще кажа, че това е един вид защитен механизъм: мозъкът предпазва тялото от, колкото и да е странно, сънища.
В крайна сметка, виждайки сън, ние участваме в него, извършваме някои виртуални действия насън: ходим, плуваме, движим се .... Всички тези „движения“ активират едни и същи области в мозъка, сякаш ги правим в действителност, когато сме будни. Тоест, мозъкът дава команда на мускулите да се движат, но поради принудителното инхибиране на двигателната активност не се случват движения.
Ако не беше мускулната атония, ние наистина щяхме да извършим тези действия, да изиграем сцени от буден сън, което между другото се случва с поведенчески разстройства в REM фазата.(разстройство на поведението на REM съня, съкратено като RBD).
Фиг. 1. Характерно положение на тялото при три различни състояния на мозъка при котки и схематично представяне на механизма на всяко от трите състояния: А - будност; B - бавен сън; C - REM сън. Обозначения: locus coeruleus - синьо петно; raphe система - raphe ядра. Източник: Адаптирано от Мишел Жуве, Scientific American, 1967 г.
През 60-те години Мишел Жуве (1925 г.), един от стълбовете на сомнологията, експериментално показва какво би се случило, ако тази защитна система бъде премахната. Котките с увредена област на мозъка, отговорна за мускулната атония (синьо петно) по време на REM сън, изпълняваха всичко, което мечтаеха със собствените си очи: тичаха след невидима мишка, настръхнаха при вида на невидимо куче, ядоха невидима храна и т.н. И, разбира се, не са ориентирани в пространството (в края на краищата, котките бяха в състояние на сън със затворени очи), те се натъкнаха на предмети и можеха сериозно да се наранят.
Обикновено в REM фазата, поради инхибиторната активност на орексин (хипокретин) на хипоталамуса, норадренергичния локус коерулеус и серотонинергичните рафе ядра, се активира активирането на глутаматергичните понтинни неврони (вентрално сублатерално дорзално ядро при гризачи, субсиньо петно при хора) се активира (фиг. 2).
Фиг.2. Диаграма на местоположението на невроните и техните връзки, отговорни за мускулната атония. Обозначения: LC - синьо петно. Източник: McGregor & Siegel, Nature Neurosci, 2010 г.
Освен това, възбуждащи глутаматергични влияния на вентралното сублатерално дорзално ядро (или субсиньо петно) чрез техните проекции в продълговатия мозък активират глицин- и GABAergic инхибиторни неврони на вентромедиалния мозък (магноцелуларно ядро при котки, гигантско клетъчно ядро при хора), което от своя странаинхибират моторните неврони на гръбначния мозък, хиперполяризирайки ги.
Поради хиперполяризацията на моторните неврони, освобождаването на ацетилхолин, който е необходим за мускулната контракция, спира, което причинява мускулна парализа по време на REM сън. Този механизъм (фиг. 3) наскоро беше поставен под въпрос и се разглежда само като част от по-сложен процес (Brooks, Peever, 2012). Неговото разкриване, може би, е въпрос на близко бъдеще.
Фиг.3. Схематично представяне на мозъчните структури, участващи в инициирането и поддържането на REM съня, както и в развитието на мускулна атония (маркирани в червено). Обозначения: кортекс, моторен кортекс, CAN, централно амигдално ядро, PAG, периакведуктално сиво вещество, LC, locus coeruleus, DR, raphe nuclei, PPT, pedunculopontal nucleus, LDT, laterodorsal tegmentum, vSLD, ventral sublateralodorsal nucleus, VMM, ventromedial medulla, Glu, glutama te, GABA, GABA, 5 -HT - серотонин, Ach - ацетилхолин, NA - норепинефрин, + възбуждащи влияния, - инхибиращи влияния, * съответна структура при гризачи.
Въпреки това, всички ние бихме могли поне веднъж в живота си да наблюдаваме как малки деца или нашите домашни любимци, намиращи се в REM фаза на съня, потрепват крайниците си, правят сукащи или близащи движения и т.н.
В такива моменти ни се струва „очевидно“, че децата или животните сънуват. Възрастните също имат потрепвания на крайниците, но те обикновено са по-слабо изразени. Как така? В края на краищата, мускулите трябва да бъдат напълно отпуснати, "парализирани" по време на сънища.
Оказва се, че мускулната парализа засяга само тоничните мускули, тоест тези, които отговарят за нашата стойка, позицията на тялото в пространството (антигравитационни мускули). Това са всички основни скелетни мускули на тялото.
фазовмускулите – малки, разположени в крайниците (пръстите на ръцете и краката) и отговорни за бързите движения, не се засягат, поради което контракциите им могат да се наблюдават в REM съня. Следователно може да се каже, че пълната атония на скелетните мускули е до известна степен придружена от кратки фазични потрепвания.
Към днешна дата не е известен нито биологичният смисъл на това явление, нито неговият механизъм, нито анатомичните структури, участващи в този процес. Наскоро група изследователи от Университета на Айова откриха, че подобни мускулни потрепвания на крайниците не са толкова отражение на сънища, колкото механизъм, който активира образуването на невронни мрежи в мозъка, като по този начин допринася за неговото развитие (Tiriac et al., 2012; 2014). Ето защо те са по-развити при бебетата.
Трябва да се каже, че мускулната атония по време на REM сън не засяга мускулите на окуломоторния апарат, вътрешното ухо и дихателните мускули, включително диафрагмата. Не всичко е ясно с лицевите мускули, инервирани от черепните нерви.
Там също е налице атония по време на REM сън, но механизмът на нейното развитие е различен. Най-вероятно аминергичната система на мозъка, която засяга моторните неврони на тригеминалния нерв, играе решаваща роля тук. Може би тази разлика определя факта, че в REM фазата лицето ни често отразява естеството на преживяния сън, особено ако е емоционално оцветен: усмихваме се или правим физиономии.
Има и фазови потрепвания на лицевите мускули в REM съня, те се медиират от глутаматергичните влияния на парвоцелуларното ретикуларно ядро. Много често, както при животните, така и при хората, феноменът на вокализация се появява по време на REM сън - кучетата скимтят, хората говорят в съня си. Това се дължи на необичайно възбуждане на тази част от мозъкакойто е отговорен за говора при хората или производството на звуци при животните и обикновено се случва някъде на границата между не-REM и REM съня. В същото време във фазата на REM съня говорът е по-отчетлив, а по време на не-REM сън (делта сън) е неясен, нещо като мърморене.
Най-известните движения в REM съня са бързите движения на очите (REM), които дават името на тази фаза на съня, REM сън. Те не са като движенията на очите по време на будност, когато гледаме нещо. Техният характер е по-скоро като движения на очите, когато се опитваме да запомним визуални образи.
От целия период на REM сън самите движения на очите заемат приблизително 10%. Любопитно е, че хората, които са слепи от раждането (или, според някои източници, слепи преди 5-годишна възраст), не наблюдават директно движенията на очите по време на REM сън (Berger et al., 1962) или тези движения не са изразени (Hobson et al., 1988), въпреки че такива хора също имат сънища, но не под формата на визуални картини, а под формата на миризми, звуци, усещания.
При увреждане или фармакологична блокада на вестибуларните ядра на продълговатия мозък изчезват и движенията на очите в REM съня, а с тях и целият комплекс от реакции, които ги придружават: фазово потрепване на крайниците, вегетативни реакции и др. В същото време се запазват изолирани движения на очите. Вестибуларните ядра само инициират REM, но окончателното им формиране зависи от коликулуса и ретикуларната формация на междинния мозък, където са разположени ядрата на окуломоторните нерви.
Бавен бавен сън
Повечето от движенията, които правим през нощта, се случват в не-REM сън. Въпреки че в сравнение с периода на будност техният брой е значително намален, но те все още присъстват - под формата на епизодични неволни движения: промяна в позата, вкоито спим, обръщане от една страна на друга и други движения. Средно здрав, добре наспал човек прави големи движения 25 до 30 пъти на нощ (фиг. 4).
Ако човек е болен или не спи добре поради нервно превъзбуждане, тогава броят на движенията може да надхвърли сто. Какво ни кара да се движим в съня си? Е, първо, това са някои условия, които ни събуждат: внезапен шум, движения на спящ човек наблизо, проблясъци на светлина и други фактори. Второ, продължителният натиск върху онези части от тялото, върху които спим, нарушава тяхното кръвоснабдяване.
Всички познаваме това усещане, когато някоя част от тялото ни е „вкочанена“. Зоните с нарушено кръвообращение по този начин изпращат сигнал до мозъка, за да се промени позицията на тялото и да се възстанови кръвоснабдяването. В резултат на това се обръщаме. И всичко това се случва на подсъзнателно ниво.
Най-известното заболяване, свързано с нарушена двигателна активност по време на не-REM сън, е сънливостта (сомнамбулизъм или ходене насън).
Фиг.4. Промяна на позициите на тялото по време на сън. Движенията се появяват както по време на не-REM сън, така и по време на кратки периоди на будност, които могат да се появят веднага след REM сън.
Много често веднага след REM съня има кратък период на будност, често дори не си спомняме това след окончателното събуждане сутрин. През тези интервали ние също правим движения, променяме позата си. Може би има еволюционен смисъл в тези кратки събуждания, когато нашите предци не са могли да спят в блажена сигурност, както ние, съвременните хора, и е трябвало да бъдат нащрек през цялото време.
Новите публикации са най-лесни за проследяване чрез съобщения в нашите публикацииVKontakte иFacebook.