Цикл сна
Цикл сна представляет собой колебание между медленноволновой и быстрой (парадоксальной) фазами сна . Его иногда называют ультрадианным циклом сна , циклом сна-сновидения или циклом быстрого-медленного сна , чтобы отличить его от циркадного чередования сна и бодрствования . У человека этот цикл занимает от 70 до 110 минут (90±20 минут). [1] Во сне взрослых и младенцев наблюдаются циклические колебания между спокойным и активным сном. Эти колебания могут сохраняться во время бодрствования в виде циклов отдыха и активности, но их труднее различить. [2]
Характеристики
[ редактировать ]Электроэнцефалография показывает время циклов сна благодаря заметному различию мозговых волн, проявляющихся во время быстрого и медленного сна. Дельта-волновая активность, коррелирующая с медленноволновым (глубоким) сном, в частности, демонстрирует регулярные колебания на протяжении всего хорошего ночного сна. Секреция различных гормонов , в том числе ренина , гормона роста и пролактина , положительно коррелирует с активностью дельта-волн, тогда как секреция тиреотропного гормона коррелирует обратно. [3] Вариабельность сердечного ритма , которая, как известно, увеличивается во время фазы быстрого сна, также, как и ожидалось, обратно коррелирует с колебаниями дельта-волн в течение ~90-минутного цикла. [4]
Чтобы определить, в какой стадии сна находится спящий субъект, электроэнцефалографию комбинируют с другими приборами, используемыми для этой дифференциации. ЭМГ ( электромиография ) — важнейший метод различения фаз сна: например, снижение мышечного тонуса вообще является характеристикой перехода от бодрствования ко сну, [5] [6] а во время быстрого сна возникает состояние мышечной атонии (паралича), приводящее к отсутствию сигналов на ЭМГ. [5]
ЭОГ (электроокулография) , измерение движения глаз, является третьим методом, используемым для измерения 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 , обычно происходят во время медленного сна, но не во время быстрого сна. Таким образом, во время быстрого сна температура тела имеет тенденцию отклоняться от своего среднего уровня, а во время медленного сна – возвращаться к норме. Таким образом, чередование стадий поддерживает температуру тела в приемлемом диапазоне. [10]
У людей переход между фазой медленного и быстрого сна резкий; у других животных это в меньшей степени. [11]
Исследователи предложили различные модели, чтобы объяснить, несомненно, сложный ритм электрохимических процессов, которые приводят к регулярному чередованию быстрого и медленного сна. Моноамины активны во время НREMS, но не REMS, тогда как ацетилхолин более активен во время REMS. Модель взаимного взаимодействия, предложенная в 1970-х годах, предполагала циклический обмен между этими двумя системами. Более поздние теории, такие как модель «триггера», предложенная в 2000-х годах, включают регулирующую роль тормозного нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). [12]
Длина
[ редактировать ]
Стандартная цифра, приведенная для средней продолжительности цикла сна взрослого мужчины, составляет 90 минут. N1 (медленная стадия 1) — это когда человек сонлив или бодрствует, чтобы заснуть. На этом этапе мозговые волны и мышечная активность начинают снижаться. N2 – это когда человек испытывает легкий сон. Движение глаз к этому времени прекратилось. Частота мозговых волн и мышечный тонус снижены. Также снижается частота сердечных сокращений и температура тела. N3 или даже N4 — самые трудные стадии пробуждения. Каждая часть тела теперь расслаблена, дыхание, артериальное давление и температура тела снижены. Национальный фонд сна обсуждает различные стадии медленного сна и их важность. Они описывают быстрый сон как «уникальное состояние, в котором обычно случаются сны. Мозг бодрствует, а тело парализовано». Эта уникальная стадия обычно возникает, когда человек мечтает. [13] [11] Показатель средней продолжительности цикла сна в 90 минут был популяризирован Натаниэлем Клейтманом примерно в 1963 году. [14] В других источниках указано 90–110 минут. [3] или 80–120 минут. [4]
У младенцев цикл сна длится около 50–60 минут; Средняя длина увеличивается по мере взросления человека. У кошек цикл сна длится около 30 минут, тогда как у крыс — до 120 минут он составляет около 12 минут, а у слонов (В связи с этим онтогенез цикла сна оказывается пропорциональным метаболическим процессам, которые изменяются пропорционально размерам организма). Однако более короткие циклы сна, обнаруженные у некоторых слонов, усложняют эту теорию). [11] [13] [15]
Цикл можно определить как продолжающийся от конца одного периода быстрого сна до конца следующего. [13] или с начала фазы быстрого сна, или с начала стадии 2 медленного сна (решение о том, как отмечать периоды, имеет значение для исследовательских целей из-за неизбежного включения или исключения первой ночной фазы медленного сна или ее последней фазы быстрого сна). если непосредственно предшествует пробуждению ). [14]
7–8-часовой сон, вероятно, включает пять циклов, средние два из которых обычно длиннее первого и четвертого. [14] С наступлением ночи фаза быстрого сна занимает большую часть цикла. [11] [16]
Пробуждение
[ редактировать ]Непровоцированное пробуждение чаще всего происходит во время или после периода быстрого сна, когда температура тела повышается. [17]
Продолжение во время бодрствования
[ редактировать ]Эрнест Хартманн обнаружил в 1968 году, что люди, по-видимому, сохраняют примерно 90-минутный ультрадианный ритм в течение 24 часов в сутки, независимо от того, спят они или бодрствуют. [13] Согласно этой гипотезе, в период этого цикла, соответствующий фазе быстрого сна, люди склонны больше мечтать и проявлять меньший мышечный тонус . [18] Клейтман и другие последователи назвали этот ритм основным циклом отдыха и активности , проявлением которого будет «цикл сна». [14] [19] Трудностью для этой теории является тот факт, что длительная фаза медленного сна почти всегда предшествует фазе быстрого сна, независимо от того, в какой момент цикла человек засыпает. [14]
Изменение
[ редактировать ]Цикл сна оказался устойчивым к систематическим изменениям под воздействием лекарств . Хотя некоторые препараты сокращают периоды быстрого сна, они не устраняют основной ритм. Намеренное лишение быстрого сна временно укорачивает цикл, поскольку мозг с большей готовностью переходит в фазу быстрого сна («отскок быстрого сна»), что является явной коррекцией депривации. [13] Существуют различные методы контроля изменений циклов сна:
- Выключение всего искусственного освещения: [20] Поскольку естественное производство мелатонина может подавляться ярким светом, воздействие света даже после захода солнца [21] – может помешать организму чувствовать сонливость (и, следовательно, переход в фазу сна).
- Техники медитации и релаксации [22]
- Воздержитесь от кофеина перед сном: [23] Это гарантирует, что организм не будет подвергаться стимулирующему воздействию кофеина во время сна.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Что происходит во время сна? | Ресурсы UPMC по медицине сна» . УПМК | Медицина, меняющая жизнь . Проверено 24 сентября 2021 г.
- ^ Стерн, Эвелин; Пармели, Артур Х.; Акияма, Ёсио; Шульц, Марвин А.; Веннер, Вальдемар Х. (1969). «Характеристики цикла сна у младенцев» . Педиатрия . 43 : 65–70. дои : 10.1542/педс.43.1.65 . Проверено 18 ноября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Гроньфье, Клод; Симон, Шанталь; Пикар, Франсуа; Эрхарт, Жан; Бранденбергер, Габриэль (1999). «Нейроэндокринные процессы, лежащие в основе ультрадиановой регуляции сна у человека» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 84 (8): 2686–2690. дои : 10.1210/jcem.84.8.5893 . ПМИД 10443660 .
- ^ Jump up to: а б Бранденбергер, Габриэль; Эрхарт, Жан; Пикар, Франсуа; Саймон, Шанталь (2001). «Обратная связь между ультрадианными колебаниями дельта-волновой активности и вариабельностью сердечного ритма во время сна» (PDF) . Клиническая нейрофизиология . 112 (6): 992–996. дои : 10.1016/S1388-2457(01)00507-7 . ПМИД 11377256 . S2CID 206133162 . Архивировано из оригинала (PDF) 4 августа 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Чейз, Миннесота; Моралес, Франция (1990). «Атония и миоклония активного (быстрого) сна». Ежегодный обзор психологии . 41 (1): 557–584. дои : 10.1146/annurev.ps.41.020190.003013 . ПМИД 1968326 .
- ^ Клейтман, Н. (1963). Сон и бодрствование Чикаго, Univ. Чикаго Джфресс
- ^ Берри, РБ, и Вагнер, МХ (2014). Электронная книга «Жемчуг медицины сна» . Elsevier Науки о здоровье.
- ^ Бер С., Анколи-Исраэль 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. Ред.: Вестчестер, Иллинойс: Американская академия медицины сна; 2007.
- ^ Татараидзе А., Коростовцева Л., Анищенко Л., Бочкарев М. и Свиряев Ю. (2016). Измерение архитектуры сна на основе кардиореспираторных параметров.
- ^ Пьер Луиджи Пармеджиани, «Модуляция внутренней температуры тела во время медленного и быстрого сна»; в Маллике и др. (2011).
- ^ Jump up to: а б с д Маккарли, Роберт В. (2007). «Нейробиология быстрого и медленного сна». Медицина сна . 8 (4): 302–330. дои : 10.1016/j.sleep.2007.03.005 . ПМИД 17468046 .
- ^ Джеймс Т. МакКенна, Личао Чен и Роберт Маккарли, «Нейрональные модели контроля быстрого сна: развивающиеся концепции»; в Маллике и др. (2011).
- ^ Jump up to: а б с д и Хартманн, Эрнест (март 1968 г.). «90-минутный цикл сна-сновидения». Архив общей психиатрии . 18 (3): 280–6. дои : 10.1001/archpsyc.1968.01740030024004 . ПМИД 5638533 .
- ^ Jump up to: а б с д и Файнберг, И.; Флойд, TC (1979). «Систематические тенденции в ночных циклах сна человека» . Психофизиология . 16 (3): 283–291. дои : 10.1111/j.1469-8986.1979.tb02991.x . ПМИД 220659 .
- ^ Jump up to: а б Тоблер, Ирен (1992). «Поведенческий сон азиатского слона в неволе». Спать . 15 (1): 1–12. ПМИД 1557589 .
- ^ Дэниел Эшбах, «Регуляция быстрого сна: циркадные, гомеостатические и независящие от быстрого сна детерминанты»; в Маллике и др. (2011).
- ^ Окерстедт, Торбьорн; Бильярд, Мишель; Боннет, Майкл; Круто, Джанлука; Гарма, Люсиль; Мариотти, Маурицио; Сальсаруло, Пьеро; Шульц, Хартмут (2002). «Пробуждение от сна» . Обзоры медицины сна . 6 (4): 267–286. дои : 10.1053/smrv.2001.0202 . ПМИД 12531132 .
- ^ Эккехард Отмер, Мэри П. Хайден и Роберт Сегельбаум, «Энцефальные циклы во время сна и бодрствования у людей: 24-часовой график» ( JSTOR ); Science 164 (3878), 25 апреля 1969 г.
- ^ Клейтман, Натаниэль (1982). «Базовый цикл отдых-активность — 22 года спустя» . Спать . 5 (4): 311–317. дои : 10.1093/sleep/5.4.311 . ПМИД 6819628 .
- ^ Блюм, Кристина; Гарбацца, Коррадо; Спицан, Мануэль (2019). «Влияние света на циркадные ритмы человека, сон и настроение» . Сомнология . 23 (3): 147–156. дои : 10.1007/s11818-019-00215-x . ПМК 6751071 . ПМИД 31534436 .
- ^ Л, Тахкамо; Т, Партонен; Ак, Песонен (2019). «Систематический обзор влияния воздействия света на циркадный ритм человека» . Хронобиология Интернэшнл . 36 (2): 151–170. дои : 10.1080/07420528.2018.1527773 . hdl : 10138/311143 . ПМИД 30311830 . S2CID 52960410 .
- ^ П, Спаньоли; С, Бальдуччи; М, Фаббри; Д, Молинаро; Дж., Барбато (20 сентября 2019 г.). «Трудоголизм, интенсивное использование смартфонов и цикл сна-бодрствования: анализ множественных медиаторов» . Международный журнал экологических исследований и общественного здравоохранения . 16 (19): 3517. doi : 10.3390/ijerph16193517 . ПМК 6801767 . ПМИД 31547191 .
- ^ Андерсон, Джейсон Р.; Хагердорн, Пэйтон Л.; Гунстад, Джон; Шпицнагель, Мэри Бет (2018). «Использование кофе для компенсации плохого сна: влияние на бдительность и влияние на производительность на рабочем месте» . Прикладная эргономика . 70 : 142–147. дои : 10.1016/j.apergo.2018.02.026 . ПМИД 29866304 .
Библиография
[ редактировать ]- Маллик, Б.Н.; С.Р. Панди-Перумал; Роберт В. Маккарли; и Адриан Р. Моррисон (2011). Сон с быстрым движением глаз: регуляция и функции . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-11680-0
- Нир и Тонони, «Сновидения и мозг: от феноменологии к нейрофизиологии». Тенденции в когнитивных науках , вып. 14, нет. 2, 2010, стр. 88–100.
- Варела Ф., Энгель Дж., Уоллес Б. и Туптен Джинпа. (1997). Сон, сновидения и смерть: исследование сознания с Далай-ламой .