Сон — это состояние пониженной умственной и физической активности, при котором сознание изменяется, а определенная сенсорная активность подавляется. Во время сна наблюдается заметное снижение мышечной активности и взаимодействия с окружающей средой. Хотя сон отличается от бодрствования с точки зрения способности реагировать на раздражители , он все еще включает активные мозговые паттерны, что делает его более реактивным, чем кома или расстройства сознания . [1]
Сон происходит в повторяющихся периодах , во время которых тело чередует два различных режима: REM и non-REM сон . Хотя REM означает «быстрое движение глаз», этот режим сна имеет много других аспектов, включая фактический паралич тела. [2] Сны представляют собой последовательность образов, идей, эмоций и ощущений, которые обычно непроизвольно возникают в сознании во время определенных стадий сна.
Во время сна большинство систем организма находятся в анаболическом состоянии, помогая восстанавливать иммунную , нервную , скелетную и мышечную системы; [3] это жизненно важные процессы, которые поддерживают настроение , память и когнитивные функции , и играют большую роль в функционировании эндокринной и иммунной систем . [4] Внутренние циркадные часы способствуют сну ежедневно ночью , когда темно. Разнообразные цели и механизмы сна являются предметом существенных текущих исследований. [5] Сон является высококонсервативным поведением в ходе эволюции животных, [6] вероятно, насчитывающим сотни миллионов лет. [7]
Люди могут страдать от различных расстройств сна , включая диссомнии , такие как бессонница , гиперсомния , нарколепсия и апноэ во сне ; парасомнии , такие как лунатизм и расстройство поведения во время сна с быстрым движением глаз ; бруксизм ; и расстройства циркадного ритма сна . Использование искусственного света существенно изменило режим сна человечества. [8] Обычные источники искусственного света включают наружное освещение и экраны электронных устройств, таких как смартфоны и телевизоры, которые излучают большое количество синего света, формы света, обычно связанной с дневным временем. Это нарушает высвобождение гормона мелатонина, необходимого для регуляции цикла сна . [9]
Наиболее выраженные физиологические изменения во время сна происходят в мозге. [10] Мозг использует значительно меньше энергии во время сна, чем при бодрствовании, особенно во время сна без быстрого сна. В областях со сниженной активностью мозг восстанавливает запас аденозинтрифосфата ( АТФ), молекулы, используемой для кратковременного хранения и транспортировки энергии. [11] В состоянии спокойного бодрствования мозг отвечает за 20% использования энергии организмом, таким образом, это снижение оказывает заметное влияние на общее потребление энергии. [12]
Сон увеличивает сенсорный порог . Другими словами, спящие люди воспринимают меньше стимулов, но в целом могут реагировать на громкие звуки и другие заметные сенсорные события. [12] [10]
Во время медленного сна у людей происходит выброс гормона роста . Весь сон, даже днем, связан с секрецией пролактина . [13]
Ключевые физиологические методы мониторинга и измерения изменений во время сна включают электроэнцефалографию (ЭЭГ) мозговых волн , электроокулографию (ЭОГ) движений глаз и электромиографию (ЭМГ) активности скелетных мышц . Одновременный сбор этих измерений называется полисомнографией и может быть выполнен в специализированной лаборатории сна . [14] [15] Исследователи сна также используют упрощенную электрокардиографию (ЭКГ) для сердечной активности и актиграфию для двигательных движений. [15]
Электрическая активность, наблюдаемая на ЭЭГ, представляет собой мозговые волны. Амплитуда волн ЭЭГ на определенной частоте соответствует различным точкам цикла сон-бодрствование, таким как сон, бодрствование или засыпание. [16] Альфа-, бета-, тета-, гамма- и дельта-волны наблюдаются на разных стадиях сна. Каждая форма волны сохраняет свою частоту и амплитуду. Альфа-волны наблюдаются, когда человек находится в состоянии покоя, но все еще полностью сознателен. Его глаза могут быть закрыты, а все его тело отдыхает и относительно неподвижно, когда тело начинает замедляться. Бета-волны берут верх над альфа-волнами, когда человек сосредоточен, так как он может выполнять задачу или концентрироваться на чем-то. Бета-волны состоят из самой высокой частоты и самой низкой амплитуды и возникают, когда человек полностью бодрствует. Гамма-волны наблюдаются, когда человек сильно сосредоточен на задаче или использует всю свою концентрацию. Тета-волны возникают в период бодрствования человека и продолжают переходить в стадию 1 сна и стадию 2. Дельта-волны наблюдаются на стадиях 3 и 4 сна, когда человек находится в самом глубоком сне. [17]
Сон делится на два основных типа: небыстрый сон (non-REM или NREM) и быстрый сон (REM). Небыстрый и быстрый сон настолько различны, что физиологи определяют их как отдельные поведенческие состояния. Небыстрый сон наступает первым, а после него следует переходный период, называемый медленноволновым сном или глубоким сном. Во время этой фазы температура тела и частота сердечных сокращений снижаются, а мозг потребляет меньше энергии. [10] Быстрый сон, также известный как парадоксальный сон, составляет меньшую часть общего времени сна. Это основной повод для сновидений (или кошмаров ) и связан с десинхронизированными и быстрыми мозговыми волнами, движениями глаз, потерей мышечного тонуса [18] и приостановкой гомеостаза [19] .
Цикл сна с чередованием NREM и REM сна занимает в среднем 90 минут, повторяясь 4–6 раз за хорошую ночь сна. [15] [20] Американская академия медицины сна (AASM) делит NREM на три стадии: N1, N2 и N3, последняя из которых также называется дельта-сном или медленноволновым сном . [21] Весь период обычно протекает в следующем порядке: N1 → N2 → N3 → N2 → REM. REM сон происходит, когда человек возвращается к стадии 2 или 1 из глубокого сна. [18] Большее количество глубокого сна (стадия N3) происходит в начале ночи, в то время как доля REM сна увеличивается в двух циклах непосредственно перед естественным пробуждением. [15]
Пробуждение может означать конец сна или просто момент, чтобы осмотреть окружающую среду и изменить положение тела перед тем, как снова заснуть. Спящие обычно просыпаются вскоре после окончания фазы быстрого сна или иногда в середине фазы быстрого сна. Внутренние циркадные показатели , наряду с успешным снижением гомеостатической потребности во сне, обычно вызывают пробуждение и конец цикла сна. [22] Пробуждение включает в себя повышенную электрическую активацию в мозге, начиная с таламуса и распространяясь по всей коре . [22]
В типичную ночь сна не так много времени тратится на бодрствование. В различных исследованиях сна, которые проводились с использованием электроэнцефалографии, было обнаружено, что женщины бодрствуют в течение 0-1% во время своего ночного сна, в то время как мужчины бодрствуют в течение 0-2% в течение этого времени. У взрослых бодрствование увеличивается, особенно в более поздних циклах. В одном исследовании было обнаружено 3% времени бодрствования в первом девяностоминутном цикле сна, 8% во втором, 10% в третьем, 12% в четвертом и 13–14% в пятом. Большая часть этого времени бодрствования приходится на время вскоре после быстрого сна. [22]
Сегодня многие люди просыпаются по будильнику ; [23] однако, люди также могут надежно разбудить себя в определенное время без необходимости в будильнике. [22] Многие спят совершенно по-разному в рабочие и выходные дни, что может привести к хронической циркадной десинхронизации. [24] [23] Многие люди регулярно смотрят телевизор и другие экраны перед сном, что может усугубить нарушение циркадного цикла. [25] [26] Научные исследования сна показали, что стадия сна при пробуждении является важным фактором в усилении инерции сна . [27]
Факторами, определяющими бодрость после пробуждения, являются количество/качество сна, физическая активность накануне, богатый углеводами завтрак и низкий уровень глюкозы в крови в ответ на него. [28]
Время сна контролируется циркадными часами (процесс C), гомеостазом сна и бодрствования (процесс S) и, в некоторой степени, индивидуальной волей.
Время сна во многом зависит от гормональных сигналов циркадных часов, или процесса C, сложной нейрохимической системы, которая использует сигналы из окружающей среды организма для воссоздания внутреннего ритма день-ночь. Процесс C противодействует гомеостатическому движению ко сну в течение дня (у дневных животных) и усиливает его ночью. [29] [24] Супрахиазматическое ядро (SCN), область мозга, расположенная непосредственно над зрительным перекрестом , в настоящее время считается наиболее важным связующим звеном для этого процесса; однако вторичные системы часов были обнаружены по всему телу.
Организм, циркадные часы которого демонстрируют регулярный ритм, соответствующий внешним сигналам, называется увлекаемым ; увлекаемый ритм сохраняется, даже если внешние сигналы внезапно исчезают. Если увлекаемый человек изолирован в бункере с постоянным светом или темнотой, он или она будет продолжать испытывать ритмичные повышения и понижения температуры тела и мелатонина в течение периода, который немного превышает 24 часа. Ученые называют такие условия свободным ходом циркадного ритма. В естественных условиях световые сигналы регулярно корректируют этот период в сторону понижения, так что он лучше соответствует точным 24 часам земных суток. [23] [30] [31]
Циркадные часы оказывают постоянное влияние на организм, влияя на синусоидальные колебания температуры тела примерно от 36,2 °C до 37,2 °C. [31] [32] Само супрахиазматическое ядро демонстрирует заметную колебательную активность, которая усиливается в течение субъективного дня (т. е. части ритма, соответствующей дневному времени, независимо от того, точно это или нет) и практически исчезает в течение субъективной ночи. [33] Циркадный пейсмекер в супрахиазматическом ядре имеет прямую нейронную связь с шишковидной железой , которая выделяет гормон мелатонин ночью. [33] Уровень кортизола обычно повышается в течение ночи, достигает пика в часы пробуждения и снижается в течение дня. [13] [34] Циркадная секреция пролактина начинается ближе к вечеру, особенно у женщин, и впоследствии усиливается секрецией, вызванной сном, и достигает пика в середине ночи. Циркадный ритм оказывает некоторое влияние на ночную секрецию гормона роста. [13]
Циркадный ритм влияет на идеальное время восстановительного сна. [23] [35] Сонливость увеличивается в течение ночи. Быстрый сон чаще происходит во время минимума температуры тела в пределах циркадного цикла, тогда как медленный сон может происходить более независимо от циркадного времени. [31]
Внутренние циркадные часы находятся под сильным влиянием изменений в освещении, поскольку это их основные подсказки о том, который час. Воздействие даже небольшого количества света в течение ночи может подавить секрецию мелатонина и повысить температуру тела и бодрствование. Короткие импульсы света в нужный момент циркадного цикла могут значительно «перезагрузить» внутренние часы. [32] Синий свет, в частности, оказывает самое сильное воздействие, [24] что приводит к опасениям, что использование экрана перед сном может помешать сну. [25]
Современные люди часто обнаруживают, что их внутренние циркадные часы десинхронизированы из-за требований работы (особенно ночных смен ), дальних поездок и влияния всеобщего внутреннего освещения. [31] Даже если у них есть дефицит сна или они чувствуют сонливость, люди могут испытывать трудности с поддержанием сна на пике своего циркадного цикла. И наоборот, они могут испытывать трудности с пробуждением в период спада цикла. [22] Здоровый молодой человек, привыкший к солнцу, (в течение большей части года) засыпает через несколько часов после захода солнца, испытывает минимальную температуру тела в 6 утра и просыпается через несколько часов после восхода солнца. [31]
Вообще говоря, чем дольше организм бодрствует, тем больше он ощущает потребность во сне («дефицит сна»). Этот фактор сна называется Процессом S. Баланс между сном и бодрствованием регулируется процессом, называемым гомеостазом . Вызванное или воспринимаемое отсутствие сна называется лишением сна .
Процесс S обусловлен истощением гликогена и накоплением аденозина в переднем мозге, что растормаживает вентролатеральное преоптическое ядро , что позволяет ингибировать восходящую ретикулярную активирующую систему . [36]
Недостаток сна, как правило, вызывает более медленные мозговые волны в лобной коре , укороченную концентрацию внимания, повышенную тревожность, ухудшение памяти и ворчливое настроение. И наоборот, хорошо отдохнувший организм, как правило, имеет улучшенную память и настроение. [37] Нейрофизиологические и функциональные исследования визуализации показали, что лобные области мозга особенно чувствительны к гомеостатическому давлению сна. [38]
Существуют разногласия относительно того, сколько дефицита сна может накопиться, и накапливается ли дефицит сна по сравнению со средним сном человека или каким-либо другим эталоном. Также неясно, существенно ли изменилась распространенность дефицита сна среди взрослых в индустриальном мире за последние десятилетия. Дефицит сна демонстрирует некоторые доказательства кумулятивности. Однако субъективно люди, по-видимому, достигают максимальной сонливости через 30 часов после пробуждения. [31] Вероятно, что в западных обществах дети спят меньше, чем раньше. [39]
Одним из нейрохимических показателей дефицита сна является аденозин , нейротрансмиттер, который подавляет многие телесные процессы, связанные с бодрствованием. Уровни аденозина увеличиваются в коре и базальном переднем мозге во время длительного бодрствования и уменьшаются в период восстановления после сна, потенциально действуя как гомеостатический регулятор сна. [40] [41] Кофе , чай и другие источники кофеина временно блокируют действие аденозина, продлевают латентность сна и сокращают общее время и качество сна. [42]
На людей также влияют аспекты социального времени , такие как часы, когда другие люди бодрствуют, часы, когда требуется работа, время на часах и т. д. Часовые пояса , стандартное время, используемое для унификации времени для людей в одном и том же районе, соответствуют лишь приблизительно естественному восходу и заходу солнца. Крайним примером приблизительной природы часовых поясов является Китай, страна, которая раньше охватывала пять часовых поясов, а теперь официально использует только один (UTC+8). [23]
В полифазном сне организм спит несколько раз в течение 24-часового цикла, тогда как в монофазном сне это происходит одновременно. В экспериментальных условиях люди склонны чаще чередовать сон и бодрствование (т. е. проявлять больше полифазного сна), если им нечего делать. [31] Учитывая 14-часовой период темноты в экспериментальных условиях, люди склонны к бимодальному сну, с двумя периодами сна, сосредоточенными в начале и в конце темного времени. Бимодальный сон у людей был более распространен до промышленной революции . [34]
Различные характерные модели сна, такие как привычно называемые « ранняя пташка » и « сова », называются хронотипами . Генетика и пол оказывают некоторое влияние на хронотип, но привычки тоже. Хронотип также может меняться в течение жизни человека. Семилетние дети более склонны просыпаться рано утром, чем пятнадцатилетние. [24] [23] Хронотипы, далеко выходящие за пределы нормы, называются нарушениями циркадного ритма сна. [43]
Дневной сон — это короткие периоды сна, которые можно использовать в дневное время, часто для того, чтобы получить необходимое количество отдыха. Дневной сон часто ассоциируется с детством, но около трети взрослых американцев принимают участие в нем ежедневно. Оптимальная продолжительность дневного сна составляет около 10–20 минут, поскольку исследователи доказали, что для перехода в фазу медленного сна, самого глубокого периода сна, требуется не менее 30 минут. [44] Слишком долгий сон и переход в фазу медленного сна могут затруднить пробуждение от дневного сна и оставить чувство неотдохнувшего человека. Этот период сонливости называется инерцией сна .
Недавно было установлено, что привычка к сиесте связана со снижением смертности от коронарных заболеваний на 37%, возможно, из-за снижения сердечно-сосудистого стресса, вызванного дневным сном. [45] Короткий дневной сон и легкие вечерние упражнения оказались эффективными для улучшения сна, когнитивных задач и психического здоровья у пожилых людей. [46]
Монозиготные (идентичные), но не дизиготные (разнояйцевые) близнецы, как правило, имеют схожие привычки сна. Нейротрансмиттеры, молекулы, производство которых можно проследить до определенных генов, являются одним из генетических влияний на сон, которое можно проанализировать. Циркадные часы имеют свой собственный набор генов. [47] Гены, которые могут влиять на сон, включают ABCC9 , DEC2 , рецептор дофамина D2 [48] и варианты вблизи PAX 8 и VRK2 . [49] Хотя последние были обнаружены в исследовании GWAS , которое в первую очередь выявляет корреляции (но не обязательно причинно-следственную связь), было показано, что другие гены оказывают более прямое влияние. Например, мыши, у которых отсутствовала дигидропиримидиндегидрогеназа (Dpyd), спали на 78,4 мин меньше в период выключения света, чем мыши дикого типа. Dpyd кодирует фермент , ограничивающий скорость в метаболическом пути, который катаболизирует урацил и тимидин в β- аланин , ингибирующий нейротрансмиттер . Это также подтверждает роль β-аланина как нейротрансмиттера, способствующего сну у мышей. [50]
Семейная естественная нехватка сна — редкая, генетическая, как правило, наследуемая черта , при которой человек спит меньше часов, чем обычно, не страдая от дневной сонливости или других последствий лишения сна . Этот процесс совершенно естественен для такого типа людей и вызван определенными генетическими мутациями. [51] [52] [53] [54] Человек с этой чертой известен как «естественно мало спящий». [55]
Это состояние не следует путать с преднамеренным лишением сна, которое оставляет такие симптомы, как раздражительность или временное нарушение когнитивных способностей у людей, предрасположенных ко сну в течение обычного количества времени, но не у людей с синдромом ФНСС. [56] [57] [58]
Этот тип сна не считается генетическим заболеванием, и не известно никаких вредных последствий для общего состояния здоровья, связанных с ним; поэтому он считается генетической, доброкачественной чертой. [59]Гены DEC2 , ADRB1 , NPSR1 и GRM1 участвуют в обеспечении короткого сна. [60]
Качество сна можно оценить с объективной и субъективной точки зрения. Объективное качество сна относится к тому, насколько трудно человеку заснуть и оставаться в состоянии сна, и сколько раз он просыпается в течение одной ночи. Плохое качество сна нарушает цикл перехода между различными стадиями сна. [61] Субъективное качество сна, в свою очередь, относится к чувству отдохнувшего и восстановленного после пробуждения от сна. Исследование А. Харви и др. (2002) показало, что люди, страдающие бессонницей, были более требовательны в своих оценках качества сна, чем люди, у которых не было проблем со сном. [62]
Гомеостатическая склонность ко сну (потребность во сне как функция времени, прошедшего с момента последнего адекватного эпизода сна) должна быть сбалансирована с циркадным элементом для удовлетворительного сна. [63] [64] Наряду с соответствующими сообщениями от циркадных часов, это сообщает организму, что ему нужно спать. [65] Время является правильным, когда следующие два циркадных маркера происходят после середины эпизода сна и до пробуждения: [35] максимальная концентрация гормона мелатонина и минимальная температура тела.
Потребности человека во сне различаются в зависимости от возраста и индивидуальных особенностей; [68] сон считается достаточным, если нет дневной сонливости или дисфункции. [69] Более того, самооценка продолжительности сна лишь умеренно коррелирует с фактическим временем сна, измеренным с помощью актиграфии , [70] и те, кто страдает от неправильного восприятия состояния сна , обычно могут сообщать, что спали всего четыре часа, хотя спали целых восемь часов. [71] [72] [73]
Исследователи обнаружили, что сон в течение 6–7 часов каждую ночь коррелирует с долголетием и здоровьем сердца у людей, хотя в причинно-следственной связи этой связи могут быть задействованы многие скрытые факторы. [74] [75] [76] [77] [49] [78] [79]
Трудности со сном, кроме того, связаны с психическими расстройствами, такими как депрессия , алкоголизм и биполярное расстройство . [80] До 90 процентов взрослых с депрессией имеют трудности со сном. Дисрегуляция, обнаруженная с помощью ЭЭГ, включает нарушения непрерывности сна, уменьшение дельта-сна и измененные паттерны REM в отношении латентности, распределения в течение ночи и плотности движений глаз. [81]
Продолжительность сна также может меняться в зависимости от сезона. До 90% людей сообщают о более длительной продолжительности сна зимой, что может привести к более выраженному сезонному аффективному расстройству . [82] [83]
К тому времени, когда младенцы достигают двухлетнего возраста, размер их мозга достигает 90 процентов от размера мозга взрослого человека; [84] большая часть этого роста мозга происходит в период жизни с самой высокой скоростью сна. Часы, которые дети проводят во сне, влияют на их способность выполнять когнитивные задачи. [85] [86] Дети, которые спят всю ночь и имеют мало эпизодов ночного бодрствования, имеют более высокие когнитивные достижения и более легкий темперамент, чем другие дети. [86] [87] [88]
Сон также влияет на развитие языка. Чтобы проверить это, исследователи обучали младенцев искусственному языку и наблюдали за тем, как они вспоминали правила этого языка. [89] Младенцы, которые спали в течение четырех часов после изучения языка, могли лучше запомнить правила языка, в то время как младенцы, которые бодрствовали дольше, также не могли вспомнить эти правила. Существует также связь между словарным запасом младенцев и сном: младенцы, которые спали дольше ночью в возрасте 12 месяцев, имеют лучший словарный запас в возрасте 26 месяцев. [88]
Дети могут извлечь большую пользу из структурированного распорядка отхода ко сну. Он может выглядеть по-разному в разных семьях, но, как правило, будет состоять из набора ритуалов, таких как чтение сказки на ночь, купание, чистка зубов, а также может включать в себя проявление привязанности со стороны родителя к ребенку, например, объятия или поцелуи перед сном. Распорядок отхода ко сну также будет включать постоянное время, в течение которого ребенок должен быть в постели, готовым ко сну. Наличие надежного распорядка отхода ко сну может помочь улучшить качество сна ребенка, а также подготовить его к формированию и поддержанию здоровых привычек гигиены сна в будущем. [90]
Детям необходимо много часов сна в день, чтобы развиваться и нормально функционировать: до 18 часов для новорожденных , и этот показатель снижается по мере взросления ребенка. [65] В начале 2015 года после двухлетнего исследования [91] Национальный фонд сна в США объявил о новых пересмотренных рекомендациях, которые показаны в таблице ниже.
Сон может способствовать синтезу молекул, которые помогают восстанавливать и защищать мозг от конечных продуктов метаболизма, образующихся во время бодрствования. [92] Анаболические гормоны, такие как гормоны роста , секретируются преимущественно во время сна. Концентрация гликогена в мозге увеличивается во время сна и истощается в результате метаболизма во время бодрствования. [93]
Человеческий организм физически восстанавливается во время сна, что происходит в основном во время медленноволнового сна , во время которого температура тела, частота сердечных сокращений и потребление кислорода мозгом снижаются. Как в мозге, так и в теле сниженная скорость метаболизма обеспечивает компенсационные восстановительные процессы. [93] Мозгу требуется сон для восстановления, тогда как эти процессы могут происходить во время спокойного бодрствования в остальной части тела. [94] Основной функцией сна может быть его восстановительное воздействие на мозг: «Сон принадлежит мозгу, мозгом и для мозга». [95] Эта теория подкрепляется тем фактом, что сон, как наблюдается, является необходимым поведением у большинства представителей животного мира, включая некоторых из наименее развитых в когнитивном плане животных, которым не нужны другие функции сна, такие как консолидация памяти или сновидения. [6] [ противоречиво ]
Широко признано, что сон должен поддерживать формирование долговременной памяти и, как правило, увеличивать предыдущие знания и воспоминания. Однако его польза, по-видимому, зависит от фазы сна и типа памяти. [96] Например, декларативные и процедурные задачи памяти-воспоминания, применяемые в раннем и позднем ночном сне, а также в контролируемых условиях бодрствования, показали, что декларативная память улучшается больше во время раннего сна (преобладает SWS), в то время как процедурная память улучшается во время позднего сна (преобладает REM-сон). [97] [98]
Что касается декларативной памяти, функциональная роль SWS была связана с воспроизведением гиппокампом ранее закодированных нейронных паттернов, которые, по-видимому, способствуют долговременной консолидации памяти. [97] [98] Это предположение основано на гипотезе активной системной консолидации, которая утверждает, что повторные реактивации вновь закодированной информации в гиппокампе во время медленных колебаний в фазе медленного сна опосредуют стабилизацию и постепенную интеграцию декларативной памяти с уже существующими сетями знаний на уровне коры. [99] Она предполагает, что гиппокамп может хранить информацию только временно и с высокой скоростью обучения, тогда как неокортекс связан с долговременным хранением и медленной скоростью обучения. [97] [98] [100] [101] [102] Этот диалог между гиппокампом и неокортексом происходит параллельно с гиппокампальными острыми волновыми рябями и таламо-кортикальными веретенами , синхронность, которая управляет формированием события веретена-ряби, которое, по-видимому, является предпосылкой для формирования долговременных воспоминаний. [98] [100] [102] [103]
Реактивация памяти также происходит во время бодрствования, и ее функция связана с обновлением реактивированной памяти с помощью недавно закодированной информации, тогда как реактивации во время SWS представлены как имеющие решающее значение для стабилизации памяти. [98] Основываясь на экспериментах по целевой реактивации памяти (TMR), которые используют ассоциированные сигналы памяти для запуска следов памяти во время сна, несколько исследований подтверждают важность ночной реактивации для формирования устойчивых воспоминаний в неокортикальных сетях, а также подчеркивают возможность повышения производительности памяти людей при декларативных воспоминаниях. [97] [101] [102] [103] [104]
Более того, ночная реактивация, по-видимому, имеет те же нейронные колебательные паттерны, что и реактивация во время бодрствования, процессы, которые могут координироваться тета-активностью . [105] Во время бодрствования тета-осцилляции часто связаны с успешным выполнением задач памяти, а реактивация памяти с подсказками во время сна показывает, что тета-активность значительно сильнее при последующем распознавании стимулов с подсказками по сравнению с не стимулированными, что, возможно, указывает на усиление следов памяти и лексической интеграции с помощью подсказок во время сна. [106] Однако, благоприятный эффект ТМР для консолидации памяти, по-видимому, имеет место только в том случае, если воспоминания с подсказками могут быть связаны с предыдущими знаниями. [107]
Во время сна, особенно в фазе быстрого сна, люди, как правило, видят сны. Это неуловимые и в основном непредсказуемые переживания от первого лица, которые кажутся сновидцу логичными и реалистичными, пока они происходят, несмотря на их часто причудливые, иррациональные и/или сюрреалистические качества, которые становятся очевидными при оценке после пробуждения. Сны часто бесшовно включают концепции, ситуации, людей и объекты в сознании человека, которые обычно не сочетаются друг с другом. Они могут включать явные ощущения всех типов, особенно видение и движение. [108]
Сны, как правило, быстро исчезают из памяти после пробуждения. Некоторые люди предпочитают вести журнал сновидений , который, по их мнению, помогает им лучше запоминать сны и облегчает способность переживать осознанные сны .
Осознанное сновидение — это тип сна, в котором спящий осознает, что он спит, во время сна. В предварительном исследовании сновидцы могли осознанно общаться с экспериментаторами посредством движений глаз или сигналов лицевых мышц, а также могли понимать сложные вопросы и использовать рабочую память. [109]
Люди предложили много гипотез о функциях сновидений. Зигмунд Фрейд постулировал, что сны являются символическим выражением фрустрированных желаний, которые были отправлены в бессознательное , и он использовал толкование сновидений в форме психоанализа , пытаясь раскрыть эти желания. [110]
Вопреки здравому смыслу, эрекции полового члена во время сна не более часты во время сексуальных снов, чем во время других снов. [111] Парасимпатическая нервная система испытывает повышенную активность во время быстрого сна, что может вызвать эрекцию полового члена или клитора. У мужчин от 80% до 95% быстрого сна обычно сопровождается частичной или полной эрекцией полового члена, в то время как только около 12% мужских снов содержат сексуальное содержание. [112]
Бессонница — это общий термин, обозначающий трудности с засыпанием и/или поддержанием сна. Бессонница — самая распространенная проблема со сном, многие взрослые сообщают о периодической бессоннице, а 10–15% сообщают о хроническом состоянии. [113] Бессонница может иметь много разных причин, включая психологический стресс , плохую среду для сна, непостоянный график сна или чрезмерную умственную или физическую стимуляцию в часы перед сном. Бессонница часто лечится с помощью поведенческих изменений, таких как соблюдение регулярного графика сна, избегание стимулирующих или стрессовых действий перед сном и сокращение потребления стимуляторов, таких как кофеин. Среду для сна можно улучшить, установив тяжелые шторы, чтобы закрыть весь солнечный свет, и убрав компьютеры, телевизоры и рабочие материалы из зоны сна.
Обзор опубликованных научных исследований 2010 года показал, что упражнения в целом улучшают сон у большинства людей и помогают при расстройствах сна, таких как бессонница. Оптимальное время для упражнений может быть от 4 до 8 часов до сна, хотя упражнения в любое время дня полезны, за исключением тяжелых упражнений, выполняемых незадолго до сна, которые могут нарушить сон. Однако недостаточно доказательств, чтобы сделать подробные выводы о связи между упражнениями и сном. [114] Небензодиазепиновые снотворные препараты, такие как Ambien , Imovane и Lunesta (также известные как «Z-препараты»), хотя изначально считались лучше и безопаснее, чем предыдущие поколения седативных средств — включая бензодиазепиновые препараты — теперь известно, что они почти полностью такие же, как бензодиазепины с точки зрения их фармакодинамики , отличаясь только на молекулярном уровне по своей химической структуре и, следовательно, демонстрируют схожие преимущества, побочные эффекты и риски. [115] [116] Белый шум , по-видимому, является многообещающим средством лечения бессонницы . [117]
Низкое качество сна связано с такими заболеваниями, как сердечно-сосудистые заболевания , ожирение и психические заболевания . Хотя плохой сон распространен среди людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, некоторые исследования показывают, что плохой сон может быть способствующей причиной. Короткая продолжительность сна менее семи часов коррелирует с ишемической болезнью сердца и повышенным риском смерти от ишемической болезни сердца. Продолжительность сна более девяти часов также коррелирует с ишемической болезнью сердца, а также инсультом и сердечно-сосудистыми событиями. [118] [119] [120] [121]
Как у детей, так и у взрослых, короткая продолжительность сна связана с повышенным риском ожирения, при этом различные исследования сообщают о повышенном риске на 45–55%. Другие аспекты здоровья сна связаны с ожирением, включая дневной сон, время сна, изменчивость времени сна и низкую эффективность сна. Однако продолжительность сна является наиболее изученной с точки зрения ее влияния на ожирение. [118]
Проблемы со сном часто рассматривались как симптом психического заболевания, а не как причинный фактор. Однако все больше доказательств свидетельствует о том, что они являются как причиной, так и симптомом психического заболевания. Бессонница является значимым предиктором большого депрессивного расстройства ; метаанализ 170 000 человек показал, что бессонница в начале периода исследования указывала на более чем двукратное увеличение риска большого депрессивного расстройства. Некоторые исследования также указали на связь между бессонницей и тревогой , посттравматическим стрессовым расстройством и самоубийством . Нарушения сна могут увеличить риск психоза и ухудшить тяжесть психотических эпизодов. [118]
Исследования сна также показывают различия между расами и классами. Короткий и плохой сон чаще наблюдается у этнических меньшинств, чем у белых в США. Афроамериканцы сообщают о том, что испытывают короткую продолжительность сна в пять раз чаще, чем белые, возможно, из-за социальных и экологических факторов. Исследование, проведенное в США, показало, что более высокие показатели апноэ во сне (и худшая реакция на лечение) наблюдаются у детей из неблагополучных районов (что, в контексте, включает непропорциональное влияние на детей афроамериканского происхождения). [122]
Здоровье сна можно улучшить, внедрив хорошие привычки гигиены сна. Хорошая гигиена сна может помочь улучшить ваше физическое и психическое здоровье, предоставляя вашему телу необходимое омоложение, которое может обеспечить только спокойный сон. [123] Некоторые способы улучшения здоровья сна включают в себя: ложиться спать в одно и то же время каждую ночь, избегать любых электронных устройств, таких как телевизоры в спальне, делать достаточные физические упражнения в течение дня и избегать кофеина за несколько часов до сна. Еще один способ значительно улучшить гигиену сна — создать спокойную и расслабляющую обстановку для сна. Сон в темной и чистой комнате с такими вещами, как генератор белого шума, может способствовать спокойному сну. [124] Однако шум , за исключением белого шума, может не принести пользы для сна.
Препараты, вызывающие сон, известные как снотворные , включают бензодиазепины (хотя они мешают быстрому сну); [125] небензодиазепиновые снотворные, такие как эсзопиклон (Лунеста), залеплон (Соната) и золпидем (Амбиен); антигистаминные препараты , такие как дифенгидрамин (Бенадрил) и доксиламин ; алкоголь (этанол) (который оказывает возбуждающий эффект рикошета позже ночью и мешает быстрому сну) [125] барбитураты (которые имеют ту же проблему), мелатонин (компонент циркадных часов) [126] и каннабис (который также может мешать быстрому сну). [127] Некоторые опиоиды (включая морфин , кодеин , героин и оксикодон ) также вызывают сон и могут нарушить архитектуру сна и распределение стадий сна. [128] Интересно, что эндогенно вырабатываемый препарат гамма-гидроксибутират (ГОМК) способен вызывать высококачественный сон, который неотличим от естественной архитектуры сна у людей. [129]
Стимуляторы , которые подавляют сон, включают кофеин , антагонист аденозина ; амфетамин , метамфетамин , МДМА , эмпатоген-энтактогены и родственные препараты; кокаин , который может изменять циркадный ритм, [130] [131] и метилфенидат , который действует аналогично; и евгероические препараты, такие как модафинил и армодафинил с плохо изученными механизмами. Потребление больших количеств стимулятора кофеина может привести к прерыванию сна, а иногда и к лишению сна. Этот порочный круг может привести к сонливости, которая затем может привести к более высокому потреблению кофеина, чтобы не спать на следующий день. Этот цикл может привести к снижению когнитивной функции и общему ощущению усталости. [132]
Некоторые препараты могут изменять архитектуру сна, не подавляя и не вызывая сон. Препараты, которые усиливают или подавляют секрецию эндокринной и иммунной системы, связанную с определенными стадиями сна, как было показано, изменяют архитектуру сна. [133] [134] Агонист рецептора гормона роста MK-677, как было показано, увеличивает REM у пожилых людей, а также стадию сна IV у молодых людей примерно на 50%. [135]
Диетические и пищевые предпочтения могут влиять на продолжительность и качество сна. В одном обзоре 2016 года было указано, что диета с высоким содержанием углеводов способствует более короткому засыпанию и более продолжительному сну, чем диета с высоким содержанием жиров. [136] Исследование 2012 года показало, что для улучшения качества сна необходимы смешанные микро- и макроэлементы . [137] Разнообразная диета, содержащая свежие фрукты и овощи, низкое содержание насыщенных жиров и цельные зерна, может быть оптимальной для людей, стремящихся улучшить качество сна. [136] Для лучшего определения влияния диеты на качество сна необходимы высококачественные клинические испытания долгосрочных диетических практик. [136]
Исследования показывают, что режим сна значительно различается в разных культурах. [138] [139] [140] Наиболее поразительные различия наблюдаются между обществами, имеющими обильные источники искусственного света, и теми, у которых их нет. Основное различие, по-видимому, заключается в том, что в досветовых культурах режим сна более нарушен. Например, люди без искусственного света могут засыпать гораздо раньше после захода солнца, но затем просыпаться несколько раз в течение ночи, прерывая свой сон периодами бодрствования, возможно, длящимися несколько часов. [138] В доиндустриальной Европе двухфазный (бимодальный) сон считался нормой. Начало сна определялось не установленным временем отхода ко сну, а тем , были ли дела. [141]
Границы между сном и бодрствованием в этих обществах размыты. Некоторые наблюдатели полагают, что ночной сон в этих обществах чаще всего делится на два основных периода, первый из которых характеризуется в основном глубоким сном, а второй — быстрым сном. [138]
Некоторые общества демонстрируют фрагментированный режим сна, в котором люди спят в любое время дня и ночи в течение более коротких периодов. Во многих кочевых или охотнико-собирательских обществах люди спят и выключаются в течение дня или ночи в зависимости от того, что происходит. Обильное искусственное освещение стало доступно на индустриальном Западе по крайней мере с середины 19-го века, и режим сна значительно изменился везде, где было введено освещение. В целом люди спят более концентрированным всплеском в течение ночи, ложась спать намного позже, хотя это не всегда так. [138]
Историк А. Роджер Экирх считает, что традиционная модель « сегментированного сна », как ее называют, начала исчезать среди городского высшего класса Европы в конце 17 века, и это изменение распространилось на следующие 200 лет; к 1920-м годам «идея первого и второго сна полностью исчезла из нашего общественного сознания». [142] [143] Экирх приписывает это изменение увеличению «уличного освещения, домашнего освещения и росту числа кофеен», что постепенно сделало ночное время законным временем для активности, сократив время, доступное для отдыха. [143] Сегодня в большинстве обществ люди спят ночью, но в очень жарком климате они могут спать и днем. [144] Во время Рамадана многие мусульмане спят днем, а не ночью. [145]
В некоторых обществах люди спят по крайней мере с одним человеком (иногда со многими) или с животными. В других культурах люди редко спят с кем-либо, кроме близкого партнера. Почти во всех обществах партнеры по сну строго регламентируются социальными стандартами. Например, человек может спать только с ближайшими родственниками , расширенной семьей , супругом или романтическим партнером, детьми, детьми определенного возраста, детьми определенного пола, сверстниками определенного пола, друзьями, сверстниками равного социального положения или вообще ни с кем. Сон может быть активным социальным временем, в зависимости от групп сна, без ограничений на шум или активность. [138]
Люди спят в разных местах. Некоторые спят прямо на земле, другие на шкуре или одеяле, третьи спят на платформах или кроватях . Некоторые спят с одеялами, некоторые с подушками, некоторые с простыми подголовниками, некоторые без поддержки головы. Этот выбор формируется различными факторами, такими как климат, защита от хищников, тип жилья, технологии, личные предпочтения и частота появления вредителей. [138]
Сон рассматривался в культуре как нечто похожее на смерть с античности; [146] в греческой мифологии Гипнос ( бог сна) и Танатос (бог смерти) оба считались детьми Никс (богини ночи). [146] Джон Донн , Сэмюэл Тейлор Кольридж , Перси Биши Шелли , Джон Китс и другие поэты писали поэмы о связи между сном и смертью. [146] Шелли описывает их как «оба такие преходящие, странные и прекрасные!» [146] Китс также задает вопрос: «Может ли смерть быть сном, когда жизнь — всего лишь сон». [147] Многие люди считают, что смерть во сне — самый мирный способ умереть. [146] Такие фразы, как «большой сон» и « покойся с миром », часто используются в отношении смерти, [146] возможно, в попытке уменьшить ее окончательность. [146] Сон и сновидения иногда рассматривались как возможность получения визионерских переживаний. В средневековой ирландской традиции, чтобы стать фили , поэт должен был пройти ритуал, называемый imbas forosnai , в котором они входили в мантический, трансоподобный сон. [148] [149]
Существует множество культурных историй о людях, засыпающих на продолжительное время. [150] [151] Самая ранняя из этих историй — древнегреческая легенда об Эпимениде Кносском . [150] [152] [153] [154] По словам биографа Диогена Лаэртского , Эпименид был пастухом на греческом острове Крит . [150] [155] Однажды одна из его овец пропала, и он отправился на ее поиски, но устал и уснул в пещере под горой Ида . [150 ] [155] Когда он проснулся, он продолжил поиски овцы, но не смог ее найти, [150] [155] поэтому он вернулся на свою старую ферму, только чтобы обнаружить, что теперь она принадлежит новому владельцу. [150] [155] Он отправился в свой родной город, но обнаружил, что там его никто не знает. [150] Наконец, он встретил своего младшего брата, который теперь был стариком, [150] [155] и узнал, что тот спал в пещере пятьдесят семь лет. [150] [155]
Гораздо более известным примером «долгого сна» сегодня является христианская легенда о семи спящих в Эфесе , [150] в которой семь христиан бегут в пещеру во времена язычества, чтобы избежать преследований , [150] но засыпают и просыпаются 360 лет спустя, чтобы обнаружить, к своему изумлению, что Римская империя теперь преимущественно христианская. [150] Рассказ американского автора Вашингтона Ирвинга « Рип Ван Винкль », впервые опубликованный в 1819 году в его сборнике рассказов « Книга набросков Джеффри Крейона, Гент.» , [151] [156] повествует о человеке из колониальной Америки по имени Рип Ван Винкль, который засыпает на одной из гор Катскилл и просыпается двадцать лет спустя после Американской революции . [151] В настоящее время этот рассказ считается одним из величайших классических произведений американской литературы . [151]
Как измененное состояние сознания , глубокий сон без сновидений использовался как способ исследования сознания животных /человека и квалиа . Понимание различий между живым спящим мозгом и его бодрствующим состоянием, а также переходного периода может иметь значение для потенциальных объяснений субъективного опыта человека, так называемой трудной проблемы сознания , часто делегируемой в сферу философии , включая нейрофилософию [157] [158] [159] [160] (или в некоторых случаях в религию и подобные подходы).
О тематических изображениях сна в искусстве врач и исследователь сна Меир Крайгер писал: «[Художники] испытывают сильную заинтересованность в мифологии, снах, религиозных темах, параллелях между сном и смертью, вознаграждении, отказе от сознательного контроля, исцелении, изображении невинности и безмятежности, а также эротике» [161] .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )«... внезапное появление ярких ночей в часы, когда должно быть темно, нарушило тонко отлаженную систему жизни.
... значительная гомеостатическая и циркадная модуляция структуры сна, при этом самая высокая эффективность сна происходит в эпизодах сна, охватывающих максимум мелатонина и минимум температуры тела
Таким образом, сдвиг во времени отхода ко сну вечером в разных когортах объяснял существенное сокращение продолжительности сна у детей младшего возраста в период с 1970-х по 1990-е годы... [A] более либеральное отношение родителей к времени отхода ко сну вечером в последние десятилетия, скорее всего, является причиной сдвига времени отхода ко сну и сокращения продолжительности сна...
начало CRSD, простота диагностики, высокая частота неправильной диагностики и ошибочного лечения, потенциально вредные психологические и адаптационные последствия, а также доступность многообещающих методов лечения — все это указывает на важность большей осведомленности об этих расстройствах.
Консолидация сна в течение 8 ч или более наблюдается только тогда, когда сон начинается примерно за 6–8 ч до надира температуры.
Последнее изменение: 14 сентября 2022 г. Источник: Национальный центр профилактики хронических заболеваний и укрепления здоровья, Отдел здоровья населения.
Рип Ван Винкль.