Защо се нуждаем от сън и защо сънуваме
Вчера в книгата на Сергей Будилов „Инструкции за използване на човешкото тяло“ видях табела „Стойността на съня в зависимост от времето на деня“, която гласеше, че сънят от 19 до 20 часа има 7-часова стойност, а сънят след 6 сутринта няма никаква стойност.
Реших да видя как се потвърждават изследванията му. В резултат на това не намерих нищо, но докато търсих, попаднах на много интересна лекция на Иван Пигарев, доктор на биологичните науки, главен научен сътрудник на Лабораторията за предаване на информация в сензорните системи на IPTP RAS.
Резюме на лекцията
В лекцията разговорът беше за теорията за висцералния сън, разработена от Пигарев. Ако го изложим съвсем накратко, същността може да се сведе до следното:когато сме будни, мозъкът е зает с анализ на „външния свят“, а когато спим, с анализ на „вътрешния свят“.
Нашият мозък, като вид универсален компютър по време на бодърстване, осигурява живота ни във външната среда. Получава сигнали от външния свят чрез очите, ушите, тялото, тактилната рецепция и др., за да осигури активното ни поведение в околната среда. Но ние имаме различен свят, имаме вътрешен свят, светът на нашите вътрешни органи, който също е безумно сложен, но за разлика от външния свят, светът на нашите вътрешни органи не е представен в нашите усещания. Не чувстваме червата си, бъбреците си. Попитайте всеки човек какво има вътре в него, той няма да ви каже нищо, докато не прочете книга по анатомия. Но този свят е безумно сложен. Когато физиолозите го изследват, става ясно колко е сложен.
Всички знаем колко важна е визията за нас. Така че ние получаваме визуална информация чрез рецептори, разположени в ретината на окото - пръчици.и конуси. Всеки знае това от училищните курсове по анатомия. В очите на човек има около един и половина милиона от тях. Сигналите от пръчици и конуси се предават към мозъка за анализ. В резултат на този анализ виждаме Можем да преценяваме разстоянията, да разпознаваме лица и да организираме нашето обичайно, нормално визуално поведение.
Така се оказа, че само в стените на стомашно-чревния тракт има толкова рецептори, колкото и в двете ретини на очите ни. Тези рецептори предават сигнали за температурата, химичния състав на храната, която се смила, за механичните промени там и, както изглежда, за много, много други неща, които дори не можем да предположим, защото не ни се дават в усещанията. Със зрението виждаме, с осезанието можем да пипнем, но не знаем какво идва оттам. Нашият висцерален свят не е представен в света на нашето съзнание. Но потокът от информация, който идва оттам, е огромен, той е съизмерим с визуалния поток. И беше предложена много проста хипотеза.Сънят е времето, когато нашият мозък превключва към анализ на сигналите, идващи от вътрешните органи.Щом има толкова много сензори, значи не напразно са разположени там. Щом ги има, значи работят. Ако те работят, тогава някой трябва да анализира тази информация.
По това време се оказа невероятна картина: в цялата ни огромна мозъчна кора няма представяне на вътрешни органи, те не са представени там. Абсолютно нелепа снимка! И тогава, забележително, всичко се сближава едно с друго. Мозъчната кора в нашето будно състояние се ангажира със сигнали от външния свят, по време на сън се ангажира със сигнали от нашия вътрешен свят, от нашите вътрешни органи. Тук, изглежда, получаваме хипотеза, която ни позволява да обясним всичко, да свържем едното с другото.
Защо имате нужда от сън
Най-лесният начинда се разбере защо е необходим сън означава да се лиши експерименталното животно от сън и да се наблюдава какво се случва с него.
Първата работа, която беше извършена и привлече вниманието на научната общност, беше извършена в Америка в лабораторията на Алън Рехтшафен върху плъхове.
Лишаването от сън на животни по време на многобройни експерименти показа, че след около ден лишаване от сън, животните започват да ядат големи количества храна, но губят тегло с бързи темпове. Появиха се язви по кожата, излезе козина. След няколко дни животните умрели. Когато беше направена аутопсия, се оказа, чецелият стомашно-чревен тракт е като една непрекъсната язва: язва на стомаха, язва на червата.
Но това, което беше най-изненадващо както за експериментаторите, така и за всички, които четяха тези произведения, беше, че плъхът имаше единственият орган, който практически не страдаше от лишаване от сън. Това беше мозъкът! Ако всички преди това смятаха, че сънят е преди всичко състояние, необходимо за поддържане на мозъчната функция, тогава тези експерименти показаха, че това най-вероятно не е така. Чемозъкът успява да запази своята ефективност и цялост, независимо от всякакви условия. Животното умира, но мозъкът все още е непокътнат.
Бавен и REM сън
Механизмът на появата на сънищата ще бъде описан по-долу, ще бъде ясно, най-вероятно, че фазата на съня не играе роля тук.
Какво тогава е този REM сън? Досега групата на Пигарев не се е занимавала сериозно с отговора на този въпрос. REM сънят се различава от не-REM съня само по това, че няма тези големи бавни вълни. И ако погледнем нашите вътрешни органи, ще видим, че има вътрешни органи, които имат изразена ритмична дейност, като стомашно-чревния тракт (GIT), дишането и сърцето. Но има органи, които няматритмична дейност - черен дроб, бъбреци, репродуктивна система, съдова система, лимфна система. Няма такъв явен ритъм.
Така че, най-вероятно, съвсем просто, мозъкът извършва някакво последователно сканиране на всички части на нашето тяло по време на един цикъл на сън. Когато сканира онези части от тялото, които имат ритмична активност, виждаме ЕЕГ (електроенцефалограма) вълни - не-REM сън. Когато стигнем до органи, които нямат ритмична дейност, това става толкова неритмично, че го наричаме REM сън.
Схема на будността в рамките на висцералната теория на съня
Диаграма, показваща организацията на информационните потоци в мозъка по време на прехода от будност към сън.
Лявата половина е това, което се случва в будно състояние. По време на бодърстване сигналите от околната среда чрез така наречените екстерорецептори (това са всички сензори, които приемат сигнали от външния свят) навлизат в кората на главния мозък (условното наименование на висшите нервни центрове, освен мозъчната кора, включва хипокампус, амигдала ...). По пътя те преминават през някакво устройство, което може да се нарече "вентилно устройство" или "блокиращо устройство".
Значението му е, че входните данни от рецепторите никога не отиват директно в кората, това е медицински факт. Те преминават през специална междинна структура, наречена таламус. И има превключване на сигнали от един неврон към друг неврон и където се случи това превключване, можете да предадете сигнал или не можете да предадете сигнал. По време на бодърстване тези сигнали се предават на кората на главния мозък за анализ, където се анализират и се дава резултатът. Където?
Издава се в два блока, единият блок е свързан с нашето съзнание, чувство - усещане за себе сивъв външния свят. Вторият блок е свързан с осигуряването на поведение и двигателна активност.
Където се крие съзнанието
Всеки от училище знае, че кората е свързана със съзнанието, с паметта, с всички сложни висши когнитивни функции. Но работата по съня поставя под въпрос това общоприето заключение.
По време на сън нашето съзнание е изключено. Но невроните в мозъчната кора са също толкова активни по време на сън, колкото и по време на будност. Ако съзнанието беше свързано с активността на кортикалните неврони, тогава очевидно трябваше да е активно по време на сън, но това не е така. Това означава, че трябва да приемем и заключим, че или съзнанието не е свързано с невронната активност, или невроните, свързани със съзнанието, не са локализирани в кората.
И наистина, имаше специални структури, наречени "базални ганглии", невроните в които се държаха точно по този начин. Те са активни в будно състояние и мълчаливи в сън.
Схема на съня в рамките на висцералната теория на съня
Вътрешните органи предават сигнали чрез интерорецептори към нервната система, която се нарича автономна нервна система (това е признат медицински термин, защото всички вярваха, че тя е автономна, няма връзка с главата, с кората на главния мозък и се занимава с вътрешни маркери). Той е малък, няма толкова много неврони. Съвсем ясно е, че такъв гигантски поток от информация, който идва от вътрешните органи, тази бедна автономна нервна система не е в състояние да изгребе с лопата. Но тя е в състояние да поддържа работата на вътрешните органи за кратко време.
Друг недостатък на тази автономна нервна система е, че тя знае само какво се случва в органа, за който отговаря нейната част, но изобщо не знае какво се случва в други части. Място, което да събира информацияза всички наши вътрешни органи и започна да ги координира, вегетативната нервна система не го прави, следователно не може да реши толкова сложни проблеми.
Така че по време на сън ние активно блокираме входове от външния свят. Сега сигналите от външния свят не влизат в кората на главния мозък, ние сме инсталирали блок на този път. Но насън същите неврони, по същите влакна, през таламуса, започват да получават сигнали, идващи от вътрешните органи. Тук те се обработват в блок, който ще наречем „кора на мозъка“, но сега резултатът от тази обработка, разбира се, не е необходимо да се изпраща до съзнанието и поведението.
Но по време на сън трябва да отворите изход към определена част от мозъка, която ще наречем „асоциативна висцерална регулация“, и сега сигналите, обработени в мозъчната кора от всички висцерални системи, ще бъдат събрани в този блок. Ще бъде разработена оптимална стратегия за възстановяване на функционалността на това, което се е счупило през изминалия ден, и тези сигнали ще се върнат към вътрешните органи, дясната половина на картината ще функционира.
Къде са проблемите и какво представляват сънуването и сомнабулизмът
Когато всичко е наред и всички параметри на всички вътрешни органи се нормализират, ще излезе сигнал, че можете да се събудите, и системата отново ще бъде прехвърлена в състояние на будност. И така системата ще работи в едно истинско, здраво, добро младо тяло. Но това не се случва често и не винаги и колкото повече сме на възраст, толкова по-вероятно е нещо тук да започне да не е съвсем наред.
Всяко блокиращо устройство, което стои на пътя, е химическо устройство. Там се синтезират определени химични вещества, чрез чието посредничество може да се отвори или затвори провеждането през един или друг канал. И това вече еправи ги много уязвими и зависими.
Хронично ни липсва нещо в храната, нямаме някакво вещество, за да синтезираме необходимия медиатор, който работи в тази система, той стана по-малък и тази единица започна да работи по-зле и тогава, потенциално, какво можем да имаме? Може да открием, че сигналите, идващи от външния свят, ще започнат да се използват в управлението на вътрешните органи. Или може да се случи, че сигналите, идващи от вътрешните органи, по погрешка ще навлязат в нашата зона на съзнание и нашата зона на поведение. Това също може да бъде такъв чар.
Първото нещо, което е лесно за обяснение в такава система, е механизмът на възникване на сънищата. Достатъчно е да си представим, че по една или друга причина изходният блок на клапата по пътя към съзнанието не е бил напълно затворен.
Това може да се дължи например на факта, че през деня сме били много развълнувани, не сме готови да спим, но през цялото време смиламе някакви глупости в главата си, които са се случили през деня, и поддържаме състоянието на съзнанието в активност. И сега, по забележителен начин, сигналите, идващи от висцералната система, започват да се изхвърлят в блока на съзнанието.
И когато този импулс дойде в съзнанието, той се възприема като сигнал, дошъл от външния свят. И сега тези най-случайни искания за сигнали от висцералната сфера, попадащи в отдела на съзнанието, ще ни причинят някои случайни, най-странни видения. И там механизмът на асоциациите вече работи по-нататък.
Най-вероятно е ясно, че сънищата са момент на преходно състояние, когато този блок или не се затвори напълно, или в момента на пробуждането вече се отвори малко. И тогава виждаме тези странни явления, наречени сънища.
Не само сънищата се обясняват лесно. Но феноменът на сомнамбулизма също е свързансъс сън. Среща се често при момчета в юношеска възраст, понякога продължава и в зряла възраст, въпреки че рядко се проявява в зряла възраст. Хората внезапно се събуждат нощем, стават и тръгват във всякакви посоки. Преминавайки от една стая в друга, те отново могат да легнат на килима и да заспят. Могат да напуснат апартамента и да отидат в другия край на града. Когато ходят, очите им са отворени, не се блъскат в предмети, движенията им са добре координирани, няма да заподозрете нищо.
Единственото нещо е, че нямат представа за света около себе си, не го възприемат. Това е единственото нещо, за което сомнамбулизмът е полезен, той казва, че съзнанието е отделено от движението, това е отделна кутия.
Е, още един вариант на патологията, който може да бъде изведен от тази схема, есънна парализа.Също много често срещано явление. Вероятно можем да кажем, че всеки в една или друга степен е изпитвал това усещане. Какво става тук? Картината е точно противоположна на сомнамбулизма, човек се събуди, отвори се вход от външния свят, съзнанието му се включи, той перфектно възприема околната среда, вижда всичко, разбира всичко, но не може да помръдне нито един мускул от тялото си, има пълна атония и лежи абсолютно неподвижен. Може да продължи различно време, може да отнеме 10 секунди, 20 секунди, минута, до 10 минути се случват такива епизоди. След това движението постепенно се възстановява, човекът става и започва да се движи нормално.
