Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.4: Етапи сну

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    88213

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    • Розрізняйте REM та не-REM сон
    • Опишіть відмінності між чотирма стадіями не-REM сну
    • Зрозумійте роль, яку REM та не-REM сон відіграють у навчанні та пам'яті

    Сон - це не рівномірний стан буття. Натомість сон складається з декількох різних етапів, які можна диференціювати один від одного за схемами активності мозкових хвиль, які відбуваються під час кожного етапу. Ці зміни активності мозкових хвиль можуть бути візуалізовані за допомогою ЕЕГ і відрізняються один від одного як частотою, так і амплітудою мозкових хвиль. Сон можна розділити на дві різні загальні фази: швидкий сон і не-REM (NREM) сон. Швидкий рух очей (REM) сон характеризується стрімкими рухами очей під закритими століттями. Мозкові хвилі під час швидкого сну виявляються дуже схожими на мозкові хвилі під час неспання. На відміну від цього, не-REM (NREM) сон підрозділяється на чотири стадії, що відрізняються один від одного і від неспання характерними закономірностями мозкових хвиль. Перші чотири етапи сну - це сон NREM, тоді як п'ята і заключна стадія сну - швидкий сон. У цьому розділі ми обговоримо кожен з цих етапів сну та пов'язані з ними закономірності активності мозкових хвиль.

    На фотографії зображена людина спить. У верхній частині зображення накладена лінія, що представляє активність мозкової хвилі на п'яти етапах сну. Над лінією, зліва направо, він читає етап 1, етап 2, етап 3, етап 4 та етап 5. Амплітуда хвилі найвища на пізній стадії 2, а ближче до кінця стадії 3 через стадію 4. Довжина хвилі I довша від пізньої стадії 2 до стадії 4.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Активність мозкової хвилі різко змінюється на різних стадіях сну. (кредит «сплячий»: модифікація роботи Райана Ваарсі)

    Етапи NREM сну

    Перший етап сну NREM відомий як\(\textit{stage 1}\) сон. \(\textit{Stage 1}\)сон - це перехідна фаза, яка відбувається між неспанням і сном, період, протягом якого ми дрейфуємо спати. За цей час спостерігається уповільнення як темпів дихання, так і серцебиття. Крім того,\(\textit{stage 1}\) сон передбачає помітне зниження як загальної м'язової напруги, так і температури основного тіла.

    З точки зору активності мозкових хвиль\(\textit{stage 1}\) сон пов'язаний як з альфа, так і з тета-хвилями. Рання частина\(\textit{stage 1}\) сну виробляє альфа-хвилі, які мають відносно низьку частоту (\(8-13\)Гц), високі амплітудні моделі електричної активності (хвилі), які стають синхронізованими. Ця модель активності мозкової хвилі нагадує той, хто дуже розслаблений, але не спить. Оскільки індивід продовжує\(\textit{stage 1}\) сон, спостерігається збільшення активності тета-хвилі. Тета-хвилі мають ще нижчу частоту (\(4-7\)Гц), більш високу амплітуду мозкових хвиль, ніж альфа-хвилі. Відносно легко розбудити когось від\(\textit{stage 1}\) сну; насправді люди часто повідомляють, що вони не спали, якщо вони прокинулися під час\(\textit{stage 1}\) сну.

    Графік має вісь y з міткою «ЕЕГ» та вісь x з позначкою «час (секунди). Покладені по осі y і переміщення вгору - це етапи сну. Перший - REM, а потім етап 3 та 4 NREM Delta, етап 2 NREM Theta (сплячі шпинделі; K-комплекси), стадія 1 NREM альфа та пробудження. Діаграма по осі x - це Час у секундах від 2—20 з інтервалом 2 секунди. Кожна стадія сну має пов'язані довжини хвиль різної амплітуди та частоти. Щодо інших, «неспання» має дуже близьку довжину хвилі і середню амплітуду. Стадія 1 характеризується загальною рівномірною довжиною хвилі та відносно низькою амплітудою, яка подвоюється і швидко повертається до норми кожні 2 секунди. Етап 2 складається з подібної довжини хвилі, як етап 1. Він вводить K-комплекс від секунд 10 до 12, який є коротким сплеском подвоєної або потроєної амплітуди та зменшеною довжиною хвилі. Етапи 3 і 4 мають більш рівномірну хвилю з поступово зростаючою амплітудою. Нарешті, REM сон виглядає так само, як етап 2 без K-комплексу.
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Активність мозкової хвилі різко змінюється на різних стадіях сну.

    У міру просування в\(\textit{stage 2}\) сон організм переходить в стан глибокої релаксації. Тета-хвилі все ще домінують над діяльністю мозку, але вони перериваються короткими сплесками активності, відомими як шпинделі сну. Шпиндель сну - це швидкий сплеск мозкових хвиль більш високої частоти, які можуть бути важливими для навчання та пам'яті (Fogel & Smith, 2011; Poe, Walsh, & Bjorness, 2010). Крім того, поява\(K\) -комплексів часто пов'язано зі\(\textit{stage 1}\) сном. А\(K\)-complex - це дуже висока амплітудна картина мозкової діяльності, яка в деяких випадках може виникати у відповідь на подразники навколишнього середовища. Таким чином,\(K\) -комплекси можуть служити мостом до більш високих рівнів збудження у відповідь на те, що відбувається в нашому середовищі (Halász, 1993; Steriade & Amzica, 1998).

    Графік має вісь x з позначкою «час» та вісь y з позначкою «напруга». Лінія ілюструє мозкові хвилі, з двома областями, позначеними «сплячий веретено» та «k-комплекс». Область, позначена «сплячий шпиндель», має зменшену довжину хвилі та помірно збільшену амплітуду, тоді як область з міткою «k-complex» має значно високу амплітуду
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): 2 етап сну характеризується появою як спінделів сну, так і К-комплексів.

    \(\textit{Stage 3}\)і\(\textit{stage 4}\) сну часто називають глибоким сном або повільним сном, оскільки ці стадії характеризуються низькою частотою (до\(4\) Гц), високою амплітудою дельта-хвиль. За цей час частота серцевих скорочень і дихання людини різко сповільнюються. Набагато складніше пробудити когось від сну під час\(\textit{stage 3}\) і,\(\textit{stage 4}\) ніж на більш ранніх стадіях. Цікаво, що люди, які мають підвищений рівень активності альфа-мозкової хвилі (частіше пов'язаний з неспанням і переходом у\(\textit{stage 1}\) сон) під час\(\textit{stage 3}\) і\(\textit{stage 4}\) часто повідомляють, що вони не відчувають себе освіженими після пробудження, незалежно від того, як довго вони спали (Стоун, Тейлор, МакКрей, Кальсекар, & Ліхштейн, 2008).

    Полісонограф а показує картину дельта-хвиль, які мають низьку частоту та високу амплітуду. Дельта-хвилі зустрічаються в основному на 3 і 4 стадіях сну. Діаграма b показує мозкові хвилі на різних стадіях сну, з виділеними етапами 3 і 4.
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): (а) Дельта-хвилі, які мають низьку частоту і високу амплітуду, характеризують (б) повільнохвильовий етап 3 і етап 4 сну.

    Швидкий сон

    Як вже говорилося раніше, швидкий сон відзначається швидкими рухами очей. Мозкові хвилі, пов'язані з цією стадією сну, дуже схожі на ті, що спостерігаються, коли людина не спить, як показано на малюнку нижче, і це період сну, в якому відбувається сновидіння. Він також пов'язаний з паралічем м'язових систем в організмі за винятком тих, які роблять можливим кровообіг і дихання. Тому ніякого руху добровільних м'язів не відбувається під час швидкого сну у нормальної людини; REM сон часто називають парадоксальним сном через це поєднання високої мозкової активності та відсутності м'язового тонусу. Як і сон NREM, REM брав участь у різних аспектах навчання та пам'яті (Wagner, Gais, & Born, 2001), хоча в науковому співтоваристві існують розбіжності щодо того, наскільки важливі як NREM, так і REM сон для нормального навчання та пам'яті (Siegel, 2001).

    Діаграма А - це полісонограф з періодом швидкого руху очей (REM) highlighted.Chart b - це показує мозкові хвилі на різних етапах сну, при цьому етап «неспання» виділений, щоб показати свою схожість з хвильовим малюнком «REM» в частині А.
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): (а) Період швидкого руху очей позначається коротким червоним відрізком лінії. Мозкові хвилі, пов'язані з швидким сном, окреслені червоною коробкою в (а), виглядають дуже схожими на ті, що спостерігаються (б) під час неспання.

    Якщо люди позбавлені швидкого сну, а потім дозволять спати без порушень, вони будуть проводити більше часу в швидкому сні, що здавалося б спробою окупити втрачений час у REM. Це відоме як відскок REM, і це говорить про те, що швидкий сон також гомеостатично регулюється. Окрім ролі, яку може відігравати швидкий сон у процесах, пов'язаних з навчанням та пам'яттю, REM сон також може брати участь у емоційній обробці та регуляції. У таких випадках відскок REM може фактично представляти адаптивну реакцію на стрес у недепресивних людей шляхом придушення емоційної виразності аверсивних подій, що відбулися під час неспання (Suchecki, Tiba, & Machado, 2012).

    Хоча недосипання взагалі пов'язане з низкою негативних наслідків (Brown, 2012), наслідки позбавлення REM здаються менш глибокими (як обговорювалося в Siegel, 2001). Насправді, деякі припускають, що позбавлення REM може бути корисним за деяких обставин. Наприклад, дефіцит швидкого сну було продемонстровано для поліпшення симптомів людей, які страждають від великої депресії, а багато ефективних антидепресантів пригнічують швидкий сон (Riemann, Berger, & Volderholzer, 2001; Vogel, 1975).

    Слід зазначити, що деякі огляди літератури оскаржують цей висновок, припускаючи, що позбавлення сну, яке не обмежується швидким сном, настільки ж ефективне або ефективніше для полегшення депресивних симптомів серед деяких пацієнтів, які страждають депресією. У будь-якому випадку, чому недосипання покращує настрій деяких пацієнтів, не зовсім зрозуміло (Giedke & Schwärzler, 2002). Однак останнім часом деякі припускають, що позбавлення сну може змінити емоційну обробку, так що різні подразники, швидше за все, сприймаються як позитивні за своєю природою (Gujar, Yoo, Hu, & Walker, 2011). Гіпнограма нижче показує проходження людиною етапів сну.

    Це гіпнограма, що показує переходи циклу сну протягом типового восьмигодинного періоду сну. Протягом першої години людина проходить стадії 1,2,3 і закінчується в 4. У другу годину сон коливається між 3 і 4, перш ніж досягти 30-хвилинного періоду швидкого сну. Третя година йде за тією ж схемою, що і друга, але закінчується коротким періодом неспання. Четверта година слідує за аналогічною схемою, як і третя, з трохи довшою стадією REM. На п'яту годину 3 і 4 стадії вже не досягаються. Стадії сну коливаються від 2, до 1, до REM, до пробудження, а потім повторюються з скороченням інтервалів до кінця восьмої години, коли людина пробуджується.
    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Гіпнограма - це діаграма стадій сну, як вони відбуваються в період сну. Ця гіпнограма ілюструє, як людина рухається через різні етапи сну.

    Мрії

    Значення снів різниться в різних культурах і періодах часу. До кінця\(19^{th}\) століття німецький психіатр Зигмунд Фрейд переконався, що сни представляють собою можливість отримати доступ до несвідомого. Аналізуючи сни, Фрейд вважав, що люди можуть підвищити самосвідомість і отримати цінне розуміння, щоб допомогти їм вирішити проблеми, з якими вони стикалися у своєму житті. Фрейд зробив відмінності між маніфестним змістом і латентним змістом сновидінь. Маніфестний зміст - це фактичний зміст, або сюжетна лінія, мрії. Латентний зміст, з іншого боку, відноситься до прихованого значення сновидіння. Наприклад, якщо жінка мріє про те, щоб її переслідувала змія, Фрейд міг стверджувати, що це представляє страх жінки перед сексуальною близькістю, при цьому змія служить символом чоловічого пеніса.

    Фрейд був не єдиним теоретиком, який зосередився на змісті сновидінь. \(20^{th}\)Століття швейцарський психіатр Карл Юнг вважав, що сни дозволяють нам втягнутися в колективне несвідоме. Колективне несвідоме, як описано Юнгом, є теоретичним сховищем інформації, яку, на його думку, поділяють всі. На думку Юнга, певні символи в сновидіннях відображали універсальні архетипи зі значеннями, схожими для всіх людей незалежно від культури або місця розташування.

    Дослідниця сну і сновидіння Розалінда Картрайт, однак, вважає, що сни просто відображають життєві події, важливі для сновидіння. На відміну від Фрейда і Юнга, ідеї Картрайта про сновидіння знайшли емпіричну підтримку. Наприклад, вона та її колеги опублікували дослідження, в якому жінок, які переживають розлучення, кілька разів протягом п'ятимісячного періоду просили повідомити, наскільки їхнє колишнє подружжя було на думці. Ці ж жінки були пробуджені під час швидкого сну, щоб надати детальний звіт про зміст своєї мрії. Існувала значна позитивна кореляція між тим, наскільки жінки думали про своїх колишніх подружжя під час неспання та кількістю разів, коли їхні колишні подружжя з'являлися як персонажі у своїх мріях (Cartwright, Agargun, Kirkby, & Friedman, 2006). Останні дослідження (Horikawa, Tamaki, Miyawaki, & Kamitani, 2013) виявили нові методи, за допомогою яких дослідники можуть ефективно виявляти та класифікувати візуальні образи, що виникають під час сновидінь, використовуючи фМРТ для нейронного вимірювання моделей мозкової активності, відкриваючи шлях для додаткових досліджень у цьому площа.

    Останнім часом неврологи також зацікавилися розумінням, до чого ми мріємо. Наприклад, Хобсон (2009) передбачає, що сновидіння може представляти стан протосвідомості. Іншими словами, сновидіння передбачає побудову віртуальної реальності в наших головах, яку ми могли б використовувати, щоб допомогти нам під час неспання. Серед різноманітних нейробіологічних доказів Джон Хобсон наводить дослідження усвідомлених снів як можливість краще зрозуміти сновидіння в цілому. Усвідомлені сни - це сни, в яких під час стану сну підтримуються певні аспекти неспання. У усвідомленому сні людині стає відомо про те, що їм сниться, і як такий він може контролювати зміст сновидіння (LaBerge, 1990).

    Резюме

    Різні стадії сну характеризуються закономірностями мозкових хвиль, пов'язаних з кожним етапом. Коли людина переходить від неспання до засипання, альфа-хвилі змінюються тета-хвилями. Сон веретена і\(K\) -комплекси виникають\(\textit{stage 2}\) уві сні. \(\textit{Stage 3}\)і\(\textit{stage 4}\) описуються як повільний сон, який відзначається переважанням дельта-хвиль. Швидкий сон передбачає швидкі рухи очей, параліч добровільних м'язів, сновидіння. Як NREM, так і REM сон, здається, відіграють важливу роль у навчанні та пам'яті. Сни можуть представляти життєві події, важливі для сновидіння. Як варіант, сновидіння може представляти стан протосвідомості, або віртуальну реальність, в свідомості, яка допомагає людині під час свідомості.

    Глосарій

    альфа-хвиля
    тип відносно низької частоти, відносно високої амплітуди мозкової хвилі, яка стає синхронізованою; характерний для початку 1 стадії сну
    дельта хвиля
    тип низької частоти, висока амплітуда мозкової хвилі, характерна для стадії 3 і стадії 4 сну
    колективне несвідоме
    теоретичне сховище інформації, якою користуються всі люди в різних культурах, як описано Карлом Юнгом
    К-комплекс
    дуже висока амплітудна картина мозкової діяльності, пов'язана зі сном 2 стадії, який може виникнути у відповідь на подразники навколишнього середовища
    латентний вміст
    приховане значення сновидіння, згідно з поглядом Зигмунда Фрейда на функцію сновидінь
    усвідомлений сон
    люди усвідомлюють, що вони мріють і можуть контролювати зміст сновидіння
    маніфестувати зміст
    сюжетна лінія подій, що відбуваються під час сну, згідно з поглядом Зигмунда Фрейда на функцію сновидінь
    Не-REM (НРЕМ)
    період сну поза періодами швидкого руху очей (REM) сну
    швидкий рух очей (REM) сон
    період сну характеризується мозковими хвилями, дуже схожими на ті, що під час неспання і стрімкими рухами очей під закритими століттями
    спати веретено
    швидкий сплеск високочастотних мозкових хвиль під час сну 2 стадії, що може бути важливим для навчання та пам'яті
    1 етап сну
    перша стадія сну; перехідна фаза, що настає між неспанням і сном; період, протягом якого людина дрейфує спати
    2 етап сну
    друга стадія сну; організм переходить в глибоке розслаблення; характеризується появою веретенок сну
    3 етап сну
    третя стадія сну; глибокий сон характеризується низькою частотою, високою амплітудою дельта-хвиль
    етап 4 сон
    четверта стадія сну; глибокий сон характеризується низькою частотою, високою амплітудою дельта-хвиль
    тета хвиля
    тип низької частоти, низькоамплітудної мозкової хвилі, характерної для закінчення 1 стадії сну

    Contributors and Attributions