stringtranslate.com

Цикл сна

Образец гипнограммы, показывающий один цикл сна (первый за ночь) от NREM до REM

Цикл сна представляет собой колебание между медленноволновой и REM (парадоксальной) фазами сна . Иногда его называют ультрадианным циклом сна , циклом сна-сновидения или циклом REM-NREM , чтобы отличить его от циркадного чередования сна и бодрствования . У людей этот цикл занимает от 70 до 110 минут (90 ± 20 минут). [1] Во время сна взрослых и младенцев наблюдаются циклические колебания между тихим и активным сном. Эти колебания могут сохраняться во время бодрствования как циклы отдыха-активности, но их сложнее различить. [2]

Характеристики

Электроэнцефалография показывает хронометраж циклов сна благодаря выраженному различию мозговых волн , проявляющихся во время быстрого и медленного сна. Активность дельта-волн , коррелирующая с медленноволновым (глубоким) сном, в частности, показывает регулярные колебания на протяжении хорошего ночного сна. Секреция различных гормонов , включая ренин , гормон роста и пролактин , положительно коррелирует с активностью дельта-волн, в то время как секреция тиреотропного гормона коррелирует обратно. [3] Изменчивость сердечного ритма , которая, как известно, увеличивается во время быстрого сна, предсказуемо также обратно коррелирует с колебаниями дельта-волн в течение ~90-минутного цикла. [4]

Для того чтобы определить, в какой стадии сна находится спящий субъект, электроэнцефалография комбинируется с другими приборами, используемыми для этой дифференциации. ЭМГ ( электромиография ) является важнейшим методом для различения фаз сна: например, снижение мышечного тонуса в целом характерно для перехода от бодрствования ко сну, [5] [6] а во время быстрого сна наблюдается состояние мышечной атонии (паралича), что приводит к отсутствию сигналов на ЭМГ. [5]

ЭОГ (электроокулография) , измерение движения глаз, является третьим методом, используемым при измерении архитектуры сна; [7] например, быстрый сон, как следует из названия, характеризуется быстрым движением глаз, видимым благодаря ЭОГ. [8]

Более того, методы, основанные на кардиореспираторных параметрах, также эффективны при анализе архитектуры сна — если они связаны с другими вышеупомянутыми измерениями (такими как электроэнцефалография, электроокулография и электромиография). [9]

Гомеостатические функции, особенно терморегуляция , происходят нормально во время сна без быстрых движений глаз, но не во время сна с быстрыми движениями глаз. Таким образом, во время сна с быстрыми движениями глаз температура тела имеет тенденцию отклоняться от своего среднего уровня, а во время сна с быстрыми движениями глаз — возвращаться к норме. Таким образом, чередование стадий поддерживает температуру тела в приемлемом диапазоне. [10]

У людей переход от фазы медленного сна к фазе быстрого сна происходит резко, у других животных он менее резкий. [11]

Исследователи предложили различные модели для объяснения несомненно сложного ритма электрохимических процессов, которые приводят к регулярному чередованию сна REM и NREM. Моноамины активны во время сна NREMS, но не REMS, тогда как ацетилхолин более активен во время сна REMS. Модель взаимного взаимодействия, предложенная в 1970-х годах, предполагала циклический обмен между этими двумя системами. Более поздние теории, такие как модель «флип-флоп», предложенная в 2000-х годах, включают регуляторную роль ингибирующего нейротрансмиттера гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). [12]

Длина

Схематическое изображение нормального цикла сна

Стандартная цифра, приведенная для средней продолжительности цикла сна у взрослого мужчины, составляет 90 минут. N1 (стадия NREM 1) — это когда человек сонлив или бодрствует, чтобы заснуть. Мозговые волны и мышечная активность начинают снижаться на этой стадии. N2 — это когда человек испытывает легкий сон. К этому времени движение глаз прекращается. Частота мозговых волн и мышечный тонус снижаются. Частота сердечных сокращений и температура тела также снижаются. N3 или даже N4 — самые сложные для пробуждения стадии. Каждая часть тела теперь расслаблена, дыхание, кровяное давление и температура тела снижаются. Национальный фонд сна обсуждает различные стадии NREM-сна и их важность. Они описывают REM-сон как «уникальное состояние, в котором обычно снятся сны. Мозг бодрствует, а тело парализовано». Эта уникальная стадия обычно наступает, когда человек видит сны. [13] [11] Цифра в 90 минут для средней продолжительности цикла сна была популяризирована Натанаэлем Клейтманом около 1963 года. [14] Другие источники указывают 90–110 минут [3] или 80–120 минут. [4]

Предполагается, что цикл сна азиатского слона (на фото) , находящегося в неволе , составляет 72 минуты. [15]

У младенцев цикл сна длится около 50–60 минут; средняя продолжительность увеличивается по мере взросления человека. У кошек цикл сна длится около 30 минут, хотя у крыс он составляет около 12 минут, а у слонов — до 120 минут (в этом отношении онтогенез цикла сна представляется пропорциональным метаболическим процессам, которые изменяются пропорционально размеру организма. Однако более короткие циклы сна, обнаруженные у некоторых слонов, усложняют эту теорию). [11] [13] [15]

Цикл можно определить как длящийся от конца одного периода быстрого сна до конца следующего [13] или от начала быстрого сна или от начала фазы небыстрого сна 2 (решение о том, как отмечать периоды, имеет значение для исследовательских целей из-за неизбежного включения или исключения первой фазы медленного сна за ночь или ее последней фазы быстрого сна, если она непосредственно предшествует пробуждению ) [14] .

7–8-часовой сон, вероятно, включает пять циклов, средние два из которых, как правило, длиннее первого и четвертого. [14] Фаза быстрого сна занимает большую часть цикла по мере того, как ночь продолжается. [11] [16]

Пробуждение

Неспровоцированное пробуждение чаще всего происходит во время или после периода быстрого сна, когда температура тела повышается. [17]

Продолжение во время бодрствования

Эрнест Хартманн в 1968 году обнаружил, что люди, по-видимому, продолжают примерно 90-минутный ультрадианный ритм в течение 24-часовых суток, независимо от того, спят они или бодрствуют. [13] Согласно этой гипотезе, в течение периода этого цикла, соответствующего фазе быстрого сна, люди склонны больше мечтать и проявлять меньший мышечный тонус . [18] Клейтман и другие после него называли этот ритм основным циклом отдых-активность , проявлением которого был бы «цикл сна». [14] [19] Трудность для этой теории заключается в том, что длительная фаза не-БДГ почти всегда предшествует фазе быстрого сна, независимо от того, в какой момент цикла человек засыпает. [14]

Изменение

Цикл сна оказался устойчивым к систематическому изменению с помощью лекарств . Хотя некоторые лекарства сокращают периоды REM, они не отменяют лежащий в основе ритм. Намеренное лишение REM временно сокращает цикл, поскольку мозг переходит в REM-сон более легко («отскок REM») в кажущейся коррекции лишения. [13] Существуют различные методы контроля изменений циклов сна:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Что происходит во время сна? | Ресурсы по медицине сна UPMC". UPMC | Медицина, меняющая жизнь . Получено 24.09.2021 .
  2. ^ Стерн, Эвелин; Пармели, Артур Х.; Акияма, Ёсио; Шульц, Марвин А.; Веннер, Вальдемар Х. (1969). «Характеристики цикла сна у младенцев». Педиатрия . 43 : 65–70. doi :10.1542/peds.43.1.65 . Получено 18 ноября 2023 г.
  3. ^ ab Gronfier, Claude; Simon, Chantal; Piquard, François; Ehrhart, Jean; Brandenberger, Gabrielle (1999). «Нейроэндокринные процессы, лежащие в основе ультрадианной регуляции сна у человека». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 84 (8): 2686–2690. doi : 10.1210/jcem.84.8.5893 . PMID  10443660.
  4. ^ ab Brandenberger, Gabrielle; Erhart, Jean; Piquard, François; Simon, Chantal (2001). "Обратная связь между ультрадианными колебаниями в активности дельта-волн и вариабельностью сердечного ритма во время сна" (PDF) . Clinical Neurophysiology . 112 (6): 992–996. doi :10.1016/S1388-2457(01)00507-7. PMID  11377256. S2CID  206133162. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-08-04.
  5. ^ ab Chase, MH; Morales, FR (1990). «Атония и миоклония активного (БДГ) сна». Annual Review of Psychology . 41 (1): 557–584. doi :10.1146/annurev.ps.41.020190.003013. PMID  1968326.
  6. ^ Клейтман, Н. (1963). Сон и бодрствование Чикаго, Чикагский университет. Jfress
  7. ^ Берри, Р. Б. и Вагнер, М. Х. (2014). Электронная книга «Жемчужины медицины сна» . Elsevier Health Sciences.
  8. ^ Бер К., Анколи-Израэль С., Чессон А. и Куан С.Ф. в Руководстве AASM по оценке сна и связанных с ним событий: правила, терминология и технические характеристики, 1-е изд.: Вестчестер, Иллинойс: Американская академия медицины сна; 2007.
  9. ^ Татараидзе А., Коростовцева Л., Анищенко Л., Бочкарев М. и Свиряев Ю. (2016). Измерение архитектуры сна на основе кардиореспираторных параметров.
  10. ^ Пьер Луиджи Пармеджани, «Модуляция температуры тела во время медленного и быстрого сна»; в Mallick et al. (2011).
  11. ^ abcd МакКарли, Роберт В. (2007). «Нейробиология быстрого и медленного сна». Медицина сна . 8 (4): 302–330. doi :10.1016/j.sleep.2007.03.005. PMID  17468046.
  12. ^ Джеймс Т. Маккенна, Личао Чен и Роберт МакКарли, «Нейронные модели контроля быстрого сна: развивающиеся концепции»; в Mallick et al. (2011).
  13. ^ abcde Хартманн, Эрнест (март 1968). «90-минутный цикл сна-сновидения». Архивы общей психиатрии . 18 (3): 280–6. doi :10.1001/archpsyc.1968.01740030024004. PMID  5638533.
  14. ^ abcde Файнберг, И.; Флойд, TC (1979). «Систематические тенденции в течение ночи в циклах сна человека». Психофизиология . 16 (3): 283–291. doi :10.1111/j.1469-8986.1979.tb02991.x. PMID  220659.
  15. ^ ab Tobler, Irene (1992). «Поведенческий сон у азиатских слонов в неволе». Сон . 15 (1): 1–12. PMID  1557589.
  16. ^ Дэниел Эшбах, «Регуляция быстрого сна: циркадные, гомеостатические и не зависящие от быстрого сна детерминанты»; в Mallick et al. (2011).
  17. ^ Окерстедт, Торбьорн; Бильярд, Мишель; Боннет, Майкл; Фикка, Джанлука; Гарма, Люсиль; Мариотти, Маурицио; Сальсаруло, Пьеро; Шульц, Хартмут (2002). «Пробуждение ото сна». Обзоры медицины сна . 6 (4): 267–286. дои : 10.1053/smrv.2001.0202 . ПМИД  12531132.
  18. ↑ Эккехард Отмер, Мэри П. Хейден и Роберт Сегельбаум, «Циклы мозга во время сна и бодрствования у людей: 24-часовой паттерн» (JSTOR); Science 164(3878), 25 апреля 1969 г.
  19. ^ Клейтман, Натаниэль (1982). «Базовый цикл отдыха-активности — 22 года спустя». Сон . 5 (4): 311–317. doi : 10.1093/sleep/5.4.311 . PMID  6819628.
  20. ^ Блюм, Кристин; Гарбацца, Коррадо; Шпицчан, Мануэль (2019). «Влияние света на циркадные ритмы человека, сон и настроение». Somnologie . 23 (3): 147–156. doi :10.1007/s11818-019-00215-x. PMC 6751071 . PMID  31534436. 
  21. ^ L, Tähkämö; T, Partonen; Ak, Pesonen (2019). «Систематический обзор воздействия света на циркадный ритм человека». Chronobiology International . 36 (2): 151–170. doi : 10.1080/07420528.2018.1527773 . hdl : 10138/311143 . PMID  30311830. S2CID  52960410.
  22. ^ P, Spagnoli; C, Balducci; M, Fabbri; D, Molinaro; G, Barbato (20 сентября 2019 г.). «Трудоголизм, интенсивное использование смартфона и цикл сна-бодрствования: анализ множественного опосредования». Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения . 16 (19): 3517. doi : 10.3390/ijerph16193517 . PMC 6801767. PMID  31547191 . 
  23. ^ Андерсон, Джейсон Р.; Хагердорн, Пэйтон Л.; Ганстад, Джон; Шпицнагель, Мэри Бет (2018). «Использование кофе для компенсации плохого сна: влияние на бдительность и последствия для производительности труда». Прикладная эргономика . 70 : 142–147. doi :10.1016/j.apergo.2018.02.026. PMID  29866304.

Библиография