Сон с точки зрения науки: Для чего нам снятся сны, и что происходит с мозгом, когда нам снятся сны

Вторая стадия сна представляет собой более глубокий сон, в котором наблюдается снижение частоты сердечных сокращений и температуры тела. В ходе этой стадии мышцы расслабляются еще больше, а движения глаз полностью прекращаются. Длительность второй стадии сна составляет около 25 минут в первом цикле и постепенно увеличивается с каждым последующим циклом, достигая максимальной продолжительности вплоть до одного часа.

Фазы быстрого и медленного сна: как правильно спать

Пока некоторые сомнительные эксперты считают, что достаточно двух часов сна для полноценного отдыха, мы предпочитаем следовать здравому смыслу и разъяснить важность различных фаз сна. В данной статье вы узнаете, почему полноценный отдых так необходим организму, и какие методы можно использовать для улучшения его качества.

Роль сна в нормальном функционировании организма не подлежит сомнению. Однако большинство людей опираются лишь на часть знаний о сне: сколько часов требуется для восстановления сил, как быстро можно заснуть и какое у нас будет самочувствие утром. Многие также знают о существовании фаз быстрого и медленного сна, но далеко не все знакомы с их различиями и значением. Мы проанализируем, какие фазы существуют, чем они отличаются и какую роль играют в жизни человека.

Какие фазы сна бывают

Сон исследуется в рамках медицины, известной как сомнология. Сомнологи изучают физиологию сна и все его фазы, анализируя активность головного мозга и физиологические реакции во время ночного отдыха с помощью специального оборудования.

Одним из основных методов является полисомнография – комплексное исследование сна, в ходе которого регистрируется частота и глубина дыхания, мышечные сокращения, положение тела, передачи нервных импульсов, работа сердца и множество других параметров. В результате ученые получают гипнограмму – график, который показывает, сколько времени длится каждая из фаз сна и отражает их структуру и качество.

Специалисты выделяют две основные фазы сна – медленный и быстрый. У здорового человека, соблюдающего правильный режим сна и в соответствии с биоритмами, ночной отдых состоит из циклов, каждый из которых включает две основные фазы. Каждая из фаз делится на стадии, и в течение ночи цикл повторяется несколько раз. У этих фаз разные функции и продолжительность, о которых мы расскажем подробно ниже.

1. Процесс засыпания контролируется несколькими системами в головном мозге. Сначала наступает фаза медленного сна, представляющая собой первую стадию, которая длится не более десяти минут. В это время тело переходит от активного состояния к состоянию покоя. Обмен веществ замедляется, дыхательная частота и пульс снижаются, а температура постепенно уменьшает свое значение. Мышцы начинают расслабляться.
2. После этого наступает вторая стадия, длительностью около двадцати минут. Это легкий или неглубокий сон, в котором мышечная активность продолжает снижаться, как и сердечный ритм и температура тела. В этот момент движения глаз также прекращаются. Данная стадия занимает примерно половину всего спящего времени.
3. Далее следует фаза глубокого сна, которая охватывает третью и четвертую стадии. Каждая из них длится приблизительно сорок минут. В этой фазе частота сердечных сокращений заметно снижается, дыхание становится медленным, а мышцы полностью расслабляются. В данном состоянии разбудить человека становится очень затруднительно, он спит крепким сном.
4. Так как отдых цикличен, затем снова происходит переход ко второй стадии медленного сна, за которой следует первый короткий эпизод быстрой фазы сна. Данная фаза длится всего около пяти минут. Цикл в совокупности включает несколько стадий и обычно повторяется у здорового человека четыре или пять раз за ночь. Количество циклов зависит от возраста и индивидуальных потребностей организма. Со временем количество медленного сна уменьшается, в то время как доля быстрого сна увеличивается.

Сон с точки зрения науки: Для чего нам снятся сны, и что происходит с мозгом, когда нам снятся сны?

Чаще всего сны появляются в фазу быстрого сна. Когда мы видим сны, мозг испытывает динамические изменения в нейронной активности, что особенно заметно в областях, связанных с памятью, эмоциями и переработкой информации. Эти области мозга получают наибольшие преимущества от сновидений, и вот почему:

1. Как снится сон, полный эмоций?

Вы можете записывать свои сны, а затем анализировать их содержание. Это может помочь вам глубже узнать себя и достичь нового уровня саморазвития. Толкование и анализ сновидений часто основывается на теориях таких психоаналитиков, как Юнг или Фрейд. Важно понимать, что сны не являются случайным набором образов. На вопросы о том, что нам снится и почему, ответ может знать только вы.

2. Как сны влияют на креативность и решение проблем

Сны давно признаны важным источником творческого вдохновения и решения различных проблем. В ходе фазы быстрого сна мозг применяет ассоциативное мышление и распознавание образов, что способствует образованию новых связей и возникновению инновационных идей.

Поражает тот факт, что сны не только полезны для людей, но и помогают науке! Например, известный химик Август Кекуле разработал структуру бензола, увидев во сне змею, кусающую себя за хвост, что значительно продвинуло разработки в области органической химии. Точно так же художник Сальвадор Дали черпал вдохновение в своих снах, добавляя элементы сюрреализма и символики в свои шедевры.

3. Как сны помогают улучшить память

Согласно одной из теорий, сны играют ключевую роль в процессе консолидации памяти и обучении. Во время быстрого сна мозг избирательно обрабатывает новую информацию, поступающую в состоянии бодрствования. Переживания во сне могут отражать этот процесс, возвращая к недавним событиям, отрабатывая навыки и укрепляя нейронные связи, которые связаны с обучением и памятью. Исследования показывают, что сны способствуют улучшению пространственной памяти, процессуального обучения и обработки эмоциональной информации, что в свою очередь содействует когнитивному развитию и адаптации. Иными словами, когда мы видим сны — мы становимся немного лучше.

4. Зачем нам снятся сны, связанные с угрозами и опасностями

Некоторые исследователи предполагают, что сновидения имеют эволюционную функцию, моделируя угрожающие ситуации и подготавливая людей к преодолению возможных трудностей. Когда нам снятся сны, связанные с опасностями, конфликтами или избеганием, мы адаптируем свои реакции, связанные с выживанием. Проигрывая сценарии пусть и потенциальных угроз во время быстрого сна, мозг улучшает нашу готовность и инстинкты выживания в состоянии бодрствования.

Сны с точки зрения науки: Что происходит с мозгом, если вы не видите снов? Главные причины, для чего нам снятся сны

Ученые установили, что подавление быстрого сна, который отвечает за яркие сновидения, может иметь негативное влияние на когнитивные и эмоциональные функции. Расстройства сна, такие как бессонница или обструктивное апноэ, которые препятствуют быстрому сну, могут привести к когнитивному дефициту, проблемам с настроением и нарушению консолидации памяти. Аналогичным образом некоторые лекарственные препараты, подавляющие фазу быстрого сна, могут провоцировать недосыпание и связанные с ним когнитивные нарушения.

Исследования, проводимые на тему депривации сна, показывают, что недостаток быстрого сна может негативно сказаться на эмоциональной регулируемости и увеличить подверженность стрессам и расстройствам. Научные исследования показывают, что нехватка сна и, в частности, его кратковременное отсутствие вредят нервным процессам, которые участвуют в обработке эмоций и консолидации памяти, тем самым влияя на общее психическое здоровье и когнитивное благополучие.

Кроме того, люди, испытывающие недостаток сна, часто отмечают повышенную раздражительность, беспокойство и трудности с регулированием эмоций. Нарушение памяти о сновидениях может также привести к сбоям в памяти и снижению творческих способностей к решению проблем, поскольку сны играют важную роль в укреплении новой информации и развитии ассоциативного мышления. Следовательно, когда нам снятся сны, жизнь становится гораздо важнее и проще.

Таким образом, сон – это основа всего. Если вы хотите узнать больше о себе и своем мозге, изучите курс «Секреты мозга». В ходе десяти уроков мы расскажем о процессе передачи сигналов, проявлениях эмоций и взаимодействии с окружающими с точки зрения нейронов, эндорфинов и сенсорных центров. В конце курса вы сможете наконец понять, кто принимает решения в вашей жизни: вы или ваш мозг.

Фазы сна

Таким образом, специалисты выделяют две ключевые фазы сна:

Медленный сон

Медленный сон включает в себя несколько стадий:

1. дремота – переход от бодрствования к сну;
2. легкий сон;
3. умеренно глубокий сон;
4. глубокий сон – на этой стадии сон является самым крепким.

Стадии 3 и 4 совместно называют дельта-сном, этот термин связан с присутствием дельта-волн на электроэнцефалограмме (ЭЭГ).

Быстрый сон

Цикл медленного и быстрого сна длится примерно 1,5-2 часа (подробности рассмотрим чуть ниже), и в течение ночи эти фазы последовательно сменяют друг друга.

Схема ночного цикла по фазам и стадиям сна

Что касается циклов сна, то наша ночь проходит следующим образом:

• Сначала возникает стадия 1 медленного сна, что означает переход от бодрствования к состоянию сна через дремоту.
• Затем мы проходим через стадии 2, 3 и 4. После этого идет обратный порядок – из дельта-сна в легкий (4 – 3 – 2).
• После стадии 2 опять наступает фаза быстрого сна. Так как эта фаза активируется последней в цикле – после прохождения всех остальных стадий – ее иногда ошибочно называют 5 фазой или 5 стадией, потому что на деле быстрый сон принципиально отличается от медленного.
• В дальнейшем мы снова возвращаемся к стадии 2, и продолжаем цикл: сначала дельта-сон, затем легкий, после чего снова быстрый и опять легкий… Таким образом, смена фаз и стадий происходит циклично. В качестве альтернативы, после быстрого сна возможно пробуждение.

Зачем человеку необходимы сновидения

Научное понимание роли сновидений гораздо меньше, чем значение сна. Это во многом связано с тем, что исследование сновидений опирается на субъективный опыт людей. Роман Бузунов поясняет, что цель сновидений состоит в анализе информации, накопленной за день, и ее систематизации. Он упоминает, что проводились эксперименты, в которых человека будили на начальном этапе REM-фазы сна, тем самым лишая его сновидений. В результате этого недосыпания испытуемые становились раздражительными и эмоционально неустойчивыми. Сновидения важны настолько, что даже в состоянии бодрствования мозг начинает их воспроизводить.

Мозг принимает решения, что полезно для человека в будущем, в то время как 90% информации все же забывается. Как отмечает Бузунов, это необходимо, так как абсолютная память может привести к психиатрическим расстройствам – мозг не в состоянии справиться с огромным объемом информации.

Вторая функция сна заключается в формировании рефлексов. Проигрывая различные сценарии, мозг как бы проводит тест-драйв на будущее. Бузунов подчеркивает, что именно поэтому у ребенка наблюдается до шести часов сновидений за ночь, в то время как у взрослого – всего полтора-два часа. Дело в том, что за первые шесть лет жизни ребенок усваивает около 80% всей визуально-аудиальной информации за свою жизнь. Для её анализа, обработки и последующего освоения ему необходимо больше времени.

Фазы и циклы сна

Сон состоит из двух фаз: медленный сон (NREM — non-rapid eye movement) и быстрый сон (REM — rapid eye movement), которые взаимозаменяемы. Большую часть ночи спящий проводит в медленной фазе, с неё и начинается сон. На быструю фазу REM у здорового взрослого человека уходит 20–25% всего сна. Александр Мельников отмечает, что механизмы медленного и быстрого сна имеют свои отличия: в этих состояниях активируются различные группы нейронов.

• Медленный сон. Эта фаза делится на три стадии: N1, N2 и N3. Стадия N1 является переходным состоянием от бодрствования к засыпанию. Длительность этого этапа обычно не превышает 10 минут. Сердцебиение, дыхание и движения глаз замедляются, мышцы расслабляются с периодическими сокращениями. В это время человека легко разбудить. На стадии N2 организм успокаивается еще больше: снижаются мышечная активность, частота сердечных сокращений и температура тела. Здесь регистрируются так называемые сонные веретена – краткие всплески электрической активности мозга, продолжительность которых составляет несколько секунд. Считается, что именно сонные веретена способствуют запоминанию информации. Эта стадия занимает около 45–55% общей длительности сна. Наконец, начинается фаза N3, или глубокий, медленный сон. На этой стадии разбудить человека становится крайне сложно. В это время осуществляется основная восстановительная работа: происходит рост и регенерация тканей, также очищается мозг с помощью глимфатической системы.
• Быстрый сон. В первый раз REM-фаза проявляется примерно через полтора часа (90 минут) после погружения в сон, а затем повторяется регулярно каждые 90 минут. По мере продвижения ночи REM-фазы становятся длиннее, особенно много этого сна наблюдается под утро. В это время глаза быстро двигаются под закрытыми веками, дыхание становится более частым и нерегулярным. При этом волновая активность мозга, частота сердечных сокращений и артериальное давление почти не отличаются от состояния бодрствования. Во время REM-сна скелетные мышцы временно парализованы; такая защита необходима, чтобы предотвратить случайное выполнение телом действий, которые происходят во сне, что может привести к травмам. И именно поэтому, когда человеку кажется, что он бежит, прыгает или спасает мир, в действительности он неподвижно лежит под одеялом.

Медленный и быстрый сон формируют цикл сна, длина которого в среднем составляет 90 минут. За одну ночь эти фазы сменяются от четырех до шести раз.

Как мы засыпаем и просыпаемся

Специалисты продолжают исследовать процессы, происходящие в мозге в момент засыпания и пробуждения. Александр Мельников упрощает концепцию: существует несколько центров бодрствования, находящихся близко к стволу мозга и гипоталамусу. Для их функционирования важны нейротрансмиттеры: серотонин, норадреналин и орексин. Им противостоит центр сна, располагающийся в передней части головного мозга, который выделяет гамма-аминомасляную кислоту; она подавляет активность центров бодрствования. Во время пробуждения, наоборот, активируются нейроны, отвечающие за бодрствование, что подавляет нейронные цепи сна. Специалист также добавляет, что современная наука считает, что это упрощенная схема, так как ситуация намного сложнее.

На режим сна и бодрствования влияют две основные системы. Первая – гомеостатическая регуляция – связана с нарастающей усталостью или потребностью во сне, которая увеличивается с длительностью активности. Вторая – циркадная регуляция, синхронизирующая наш сон с дневной и ночной активностью. Если эти две системы работают в гармонии и ничто не мешает, мы легко засыпаем в темное время суток и просыпаемся с первым светом.

Нет доказательств тому, что час сна до полуночи стоит двух часов сна утром

В интернете можно встретить массу таблиц, утверждающих разную ценность сна в зависимости от времени суток, а также статьи, в которых говорится, что один час сна до одиннадцати или двенадцати вечера будет более полезным, чем несколько часов сна утром. Однако обратите внимание, что такая точка зрения не находит подтверждений в научных исследованиях.

Гораздо важнее не столько время, когда вы ложитесь спать, сколько соблюдение режима дня и ночи. Выработка гормона мелатонина регулирует циркадные ритмы (колебания биологических процессов в организме). Мелатонин начинает вырабатываться незадолго до времени, в которое вы обычно засыпаете, а пик его концентрации наблюдается в темноте. По этой причине у ночных работников нередко возникают нарушения сна.

Несколько рекомендаций для быстрого засыпания и улучшения качества сна

Хотя у нас нет полного контроля над циклом сна, есть определенные шаги, которые мы можем предпринять, чтобы повысить шансы на здоровый и крепкий сон.

Ключевое решение заключается в улучшении гигиены сна, что включает в себя, в том числе, создание комфортных условий в спальне: покупка удобного матраса, подушек и постельного белья. Также необходимо минимизировать шумовые и световые помехи, которые могут мешать засыпанию. Такие меры помогут выправить циркадный ритм.

Если вы сталкиваетесь с проблемами засыпания или чувствуете себя усталым после пробуждения, хотя спите достаточно времени, рассмотрите следующие рекомендации:

• Установите фиксированное время для сна и пробуждения, и старайтесь придерживаться этого расписания каждый день.
• Уделяйте внимание физической активности: занимайтесь спортом 20–30 минут в день, но не позднее, чем за несколько часов до сна.
• Избегайте употребления кофеина и никотина в конце дня, а также алкогольной продукции перед сном.
• Расслабьтесь перед сном: примите теплую ванну, почитайте книгу или используйте другие успокаивающие ритуалы.
• Создайте комфортные условия для сна: избегайте яркого света и громких шумов, поддерживайте оптимальную температуру в комнате, не смотрите телевизор и не используйте компьютер в спальне.
• Если не удается заснуть, займитесь чем-то другим – например, почитайте или послушайте музыку, пока не почувствуете усталость.
• Не рекомендуется играть в компьютерные игры или работать в постели, это разрушает привычку и затрудняет засыпание.
• Обратитесь к врачу, если у вас наблюдаются persistent проблемы с засыпанием или вы регулярно чувствуете себя уставшими в течение дня. Большинство расстройств сна поддаются лечению.

Сон – это одна из основополагающих составляющих человеческой жизни, важность которой нередко недооценена. Качественный сон способствует улучшению памяти, нормализует обмен веществ и снижает вероятность развития деменции. Требуется как минимум семь часов сна ежедневно для нормального функционирования в течение рабочего дня.

Хроническое недосыпание может привести к эмоциональным и когнитивным затруднениям, поэтому важно полноценно отдыхать и высыпаться. Во время сна мозг очищается от продуктов метаболизма, подготавливаясь к новому дню. Никогда не пренебрегайте сном!

• Сколько дней человек может обходиться без сна? Как это время влияет на возникновение галлюцинаций и другие последствия бессонницы?
• Почему мы зеваем и как можно справиться с зевотой? Может ли зевота сигнализировать о проблемах со здоровьем?
• Недостаток сна способствует ожирению и снижает либидо. Какие еще негативные последствия несет недосыпание? Сколько времени на самом деле нужно спать?
• Как правильно лечить цистит? Страдают ли от него только женщины или мужчины также подвержены этой болезни? Узнайте все подробности.
• Более подробные материалы о физических тренировках, питании, спортивной медицине и занятиях спортом – в разделе «Здоровье».
• Подписывайтесь на наш телеграм-канал о здоровье на Sports.ru.

Фото: unsplash.com /Shane, Miriam Alonso, Lux Graves; Gettyimages.ru /Oli Scarff; pexels.com /Yan Krukov