Внешние проявления и фазы сна

Наблюдательные исследователи сна давно заметили, что он не является однородным состоянием, а его глубина бывает разной. Самым старым способом оценки глубины сна было определение пороговой величины раздражителя, достаточной для того, чтобы разбудить спящего. Во время неглубокого сна спящего можно легко разбудить с помощью слабых раздражителей, но по мере углубления сна порог чувствительности к действию раздражителей повышается и пробуждение становится всё более трудным.

В современных исследованиях для сравнительной оценки различных стадий сна применяют т.н. полисомнографию. Этот метод включает непрерывную регистрацию электрической активности мозга (электроэнцефалографию - ЭЭГ), электрической активности некоторых скелетных мышц (электромиографию - ЭМГ), он также предполагает слежение за периодически возникающими во время сна быстрыми движениями глаз - БДГ (электроокулография - ЭОГ). Кроме того, полисомнографическое наблюдение включает непрерывный контроль характера дыхания и газового состава выдыхаемого воздуха, величины артериального давления, частоты и ритма сердечных сокращений, характера кровообращения в различных частях тела и насыщения крови кислородом. Все происходящие изменения регистрируются с помощью специальных датчиков, а сами наблюдения осуществляются в условиях специализированных клинических отделений (Рис. 16.2).

У активно бодрствующего человека на электроэнцефалограмме преобладает т.н. b-ритм (Рис. 16.3), который характеризуется низкой амплитудой регистрируемых потенциалов действия при сравнительно высокой частоте электрических разрядов - от 13 до 26 Гц и более. При расслабленном бодрствовании, когда человек лежит с закрытыми глазами, b-ритм начинает чередоваться с a-ритмом, отличающимся большей амплитудой и меньшей частотой (8-12 Гц). ЭЭГ регистрирует суммарную активность огромного количества нейронов, которые при бодрствовании разряжаются асинхронно. Очень часто могут суммироваться противоположно направленные отклонения от изоэлектрической или нулевой линии, поэтому амплитуда зубцов ЭЭГ при активном бодрствовании оказывается наименьшей. Замену b-ритма на a-ритм, характерный для расслабленного бодрствования можно объяснить тем, что многие нейроны начинают разряжаться одновременно, т.е. их ритм синхронизируется, в связи с чем уменьшается частота зубцов и возрастает их амплитуда.

На основании закономерной смены ритма ЭЭГ во время сна ещё в 1938 году было выделено 5 электроэнцефалографических стадий: А, В, С, D и Е - это классификация Дэвиса, которой иногда пользуются и поныне. Но наиболее популярна в настоящее время классификация Демента и Клейтмана (Dement W.C. & Kleitman N.), предложенная в 1957 году и различающая четыре стадии сна.

Первая стадия характеризуется низкоамплитудной и относительно быстрой активностью (т.е. напоминающей b-ритм), перемежающейся короткими группами a-волн и q-волн (4-6 Гц), а также медленными движениями глаз, выявляемыми с помощью ЭОГ. Во второй стадии сна амплитуда зубцов ЭЭГ становится больше, а частота их - меньше, кроме того ЭЭГ начинает прерываться характерными для этой стадии сна К-комплексами и сонными веретёнами. К-комплекс представляет собой острую высокоамплитудную волну (до 300 мкВ), а сонные веретёна - серию низко- и среднеамплитудных колебаний с частотой 12-15 Гц. В третьей стадии выявляют медленные высокоамплитудные фоновые колебания в q-ритме (4-6 Гц) и время от времени появляющиеся d-волны. В этой стадии высокоамплитудные волны составляют от 20 до 50% всех регистрируемых проявлений ЭЭГ. В четвёртой стадии преобладают высокоамплитудные (75 мкВ и больше) и медленные (0,5-2 Гц) d-волны, составляющие более 50% всех регистрируемых колебаний ЭЭГ. Во время первой и второй стадий сна спящего очень легко разбудить, поэтому такой сон получил название лёгкого или поверхностного. Сон во время третьей стадии является умеренно глубоким, а в четвёртой стадии - глубоким.

В 1953 году в лаборатории Натаниэля Клейтмана (Kleitman N.) была открыта совершенно необычная стадия сна, которая характеризовалась периодическими быстрыми движениями глаз под закрытыми веками, резким снижением мышечного тонуса и десинхронизацией электроэнцефалографического ритма. На электроэнцефалограмме внезапно исчезали глубокие d-волны и появлялись высокочастотные и низкоамплитудные сигналы - это очень напоминало картину, типичную для активного бодрствования. В то же время в этой фазе сна разбудить человека оказывалось нелегко, его сон был глубоким. В дальнейшем эту стадию стали называть сном с быстрыми движениями глаз или, сокращённо, БДГ-сном (в английском варианте - REM или rapid eye movements). Из-за необычной для сна электроэнцефалографической картины за этой фазой закрепилось и ещё одно название: парадоксальный сон или быстроволновый сон, тогда как ранее обнаруженные четыре стадии сна начали объединять под названием ортодоксальный или медленноволновый сон. Типичные для сменяющих друг друга стадий сна изменения других функций представлены в таблице 16.2.

После засыпания происходит последовательная смена 1, 2, 3 и 4 стадий медленноволнового сна, затем спящий возвращается в 3, потом во 2 стадию, которую сменяет фаза БДГ-сна, наступающая приблизительно через 90 минут от момента засыпания. Все эти события составляют один цикл сна, такие циклы повторяются на протяжении ночного сна 4-6 раз (Рис. 16.4). Общая продолжительность 1 стадии составляет примерно 5-10% ночного сна, продолжительность 2-й стадии - около 50%, 3-й - примерно 15%, 4-й - 5%, БДГ-сна - 20-25 %. БДГ-сон наступает примерно через 1,5 часа ортодоксального сна и в каждом следующем цикле продолжительность эпизодов БДГ-сна увеличивается, тогда как 4-я стадия становится всё короче или вообще не достигается. Чем ближе к концу ночного сна, тем вероятнее переходы к стадии 1, а также эпизодические пробуждения.

Таблица 16.2

Характерные проявления отдельных стадий сна