Сон – это сложный динамический психологический и физиологический процесс. Он характеризуется изменением состояния центральной нервной системы, которое проявляется определенными поведенческими реакциями и отражается в возникновении специфических видов электрической активности головного мозга. Сон представляет собой жизненно необходимое, функциональное состояние организма с отсутствием произвольной двигательной активности, отключением от сенсорных воздействий внешнего мира и сохраняющейся способностью к пробуждению.
Состояние сна сопровождается изменениями центральной регуляции жизнедеятельности различных органов и систем организма. При определенных условиях они могут стать причиной различных патологических состояний, которые проявляют себя не только во время сна, но и в период бодрствования. Процесс сна является неотъемлемым механизмом физиологической адаптации. В настоящее время считается, что основные функции сна – восстановительная, анаболическая и информационная.
Установлено, что лишенный сна человек погибает в течение двух недель, а отсутствие сна в течение 3–5 суток вызывает непреодолимую потребность в нем и грубые психические нарушения. В результате 60–80-часового бодрствования у человека наблюдается снижение скорости психических реакций, стойко снижается настроение, происходит дезориентация в окружающей среде, резко ухудшается работоспособность, возникает быстрая утомляемость при умственной деятельности.
Чередование сна и бодрствования относится к так называемым циркадианным1 (околосуточным) ритмам и во многом определяется суточным изменением освещенности. Полагают, что сон в современном его понимании возник на поздних этапах эволюции и впервые появился у птиц. Сноподобное состояние в виде понижения активности впервые наблюдается у рыб и амфибий (так называемый первичный сон). У пресмыкающихся (рептилий) выделяют промежуточный сон (Карманова И. Г., 1977). У человека, как и у всех теплокровных, выделяют несколько видов сна: физиологический, патологический, наркотический и гипнотический.
1. Физиологический (нормальный) сон имеет две разновидности – ежесуточный и сезонный. Ежесуточный характерен прежде всего для человека. Он может быть монофазным (один раз в сутки) и, реже, дифазным (два раза в сутки). У детей и стариков сон поли-фазный – три и более раз в сутки. Периодический сезонный сон характерен только для животных и протекает в виде зимней спячки (гибернации) и летней спячки (эстивации).
2. Патологический сон. К нему относят летаргию (мнимую смерть), реже – излишнюю сонливость (нарколепсию) и иногда (хотя это недостаточно правомочно) – сомнамбулизм (снохождение).
3. Наркотический сон вызывается различными химическими или физическими факторами. К наркотическому относят алкогольный и медикаментозный сон. Последний может быть вызван транквилизаторами, барбитуратами или другими веществами.
4. Гипнотический сон вызывается в результате суггестии (внушения). Гипнотический сон (или гипноз) качественно отличается от физиологического сна.
Сон человека и высших животных не является однородным процессом, он состоит из двух фаз – медленноволновой (она же – фаза медленного сна (ФМС), или ортодоксальная) и парадоксальной (она же – фаза быстрого сна (ФБС), или с быстрыми движениями глаз, или REM-фаза, как ее называют в англоязычной литературе).
Разделения сна человека и всех высших позвоночных на два периода приписывают американским исследователям E. Aserinsky и N. Kleitman (1953). За 40 лет до их открытия – еще в 1913 г. Н. А. Рожанский (ученик И. П. Павлова) опубликовал результаты исследования физиологического сна у собак, где впервые описал моторные феномены, названные сегодня парадоксальным сном. Позднее, в 1926 г. отечественные исследователи М. П. Денисова и Н. Л. Фигурина опубликовали работу, посвященную сну у детей, в которой они описали появление во время сна эпизодов учащения дыхания, сопровождавшегося движениями глазных яблок как по горизонтали, так и по вертикали. Описав детально феноменологию периодической двигательной активности глаз и изменения мышечного тонуса век, авторы отметили, что в периоды более редкого дыхания глаза всегда неподвижны.
Определение глубины сна, его фаз и стадий в современной сомнологии основано на комплексной оценке ряда электрофизиологических показателей: электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электроокулограммы (ЭОГ), электромиограммы (ЭМГ), частоты сердечного ритма и дыхания. Естественный 8-часовой ночной сон взрослого здорового человека состоит из 4–6 волнообразных циклов, каждый из которых длится около 1,5 ч (90–110 мин). Каждый цикл включает фазу медленного и фазу парадоксального сна. В целом за ночь ФМС занимает 75–85 % от всего времени сна, а ФБС – лишь 15–25 %.
Согласно общепринятой классификации (Rechtschaffen A., Kales A., 1968), ФМС делится на четыре стадии, а ФБС деления на стадии не имеет.
I стадия ФМС – стадия дремоты, которая характеризуется наличием на ЭЭГ относительно низкой по амплитуде и смешанной по частоте активности в диапазоне 2–7 колебаний в секунду. В конце этой стадии обычно появляются вертексные волны – остроконечные колебания активности амплитудой до 200 мкВ. У молодых людей могут регистрироваться высокоамплитудные тета-волны. На ЭОГ представлены медленные движения глазных яблок, а показатели соматической и вегетативной сфер начинают незначительно снижаться. Тонус скелетной мускулатуры слегка падает, температура тела также снижается. Утрачивается волевой контроль мышления, нарушается контакт с реальностью, и формируется так называемое регрессивное мышление. Оно характеризуется наличием фантастических представлений, диссоциацией мыслей и образов, отрывочных сцен. У некоторых людей возникают гипнагогические галлюцинации, которые представляют собой серии застывших зрительных образов (типа слайдов), при этом субъективное время течет значительно быстрее, чем в реальном мире.
II стадия ФМС отличается тем, что на ЭЭГ на фоне относительно низкоамплитудной, смешанной по частоте активности появляется ряд феноменов – так называемые веретена сна и К-комплексы. К-комплекс представляет собой острую негативную 8 волну с позитивным продолжением, общая длительность которого превышает 0,5 с. Веретена сна обычно имеют продолжительность 1–2 с и повторяются с частотой 0,1–0,3 колебаний в секунду (Chokroverty S., 2009). Амплитуда мышечного тонуса, отражаемая ЭМГ, может снижаться, отсутствуют соматические реакции и произвольные движения. Тонус повышен в мышце, опускающей веко, и мышце, запрокидывающей глаз. Активность вегетативной сферы также понижается: продолжается замедление работы сердца, уряжается частота дыхания, возможно возникновение дыхания типа Чейна-Стокса. Это дыхание с периодическим изменением частоты и глубины. После паузы возникают слабые дыхательные движения, которые постепенно усиливаются до максимума, а затем ослабевают. Движений глаз практически не наблюдается. Неглубокий, или легкий, сон плавно переходит в сон средней глубины, в III стадию.
Для III стадии ФМС характерна медленноволновая дельта-активность с частотой 2 колебания в секунду и амплитудой больше 75 мкВ. Дельта-активность занимает 20–50 % времени этой стадии сна. Иногда могут появляться К-комплексы и веретена сна. Показатели ЭМГ по сравнению со II стадией ФМС постепенно снижаются. Активность в деятельности соматической и вегетативной сфер, как и во II стадии, продолжает понижаться. Снижаются также мышечный тонус, спинальные рефлексы, метаболизм, легочная вентиляция, частота пульса, уровень артериального давления, диурез, температура тела, но повышается уровень соматотропного гормона. Движения глаз в эту фазу отсутствуют, а условно-рефлекторная деятельность продолжает угнетаться. Умеренно глубокий сон переходит в стадию глубокого сна.
IV стадия ФМС характеризуется увеличенной по времени дельта-активностью ЭЭГ – она занимает более 50 % этой стадии сна. Ее непрерывная продолжительность превышает 15 с. Во время этой самой глубокой стадии ФМС могут появляться как веретена сна, так и К-комплексы. Показатели соматической и вегетативной сфер достигают практически минимальных значений. Произвольных движений нет, мышечный тонус низкий – на ЭМГ регистрируется минимальная для ФМС активность. Работа сердца замедляется до значений выраженной брадикардии, артериальное давление снижается на 10–30 % от исходного уровня, дыхание редкое, иногда по типу Чейна-Стокса. Порой имеют место частичная обструкция верхних дыхательных путей и появление храпа. Секреторная и моторная функции пищеварительного тракта сведены к минимуму. Диурез и температура тела продолжают снижаться, а концентрация гормона роста увеличивается. Условно-рефлектор-ная деятельность угнетена, но возможны разговоры во сне, а также сновидения.
В дальнейшем IV стадия ФМС внезапно заканчивается и переходит в ФБС. На ЭЭГ регистрируется низкоамплитудная, смешанная по частоте активность, имеющая характерную пилообразную форму волн. Иногда может регистрироваться альфа-активность, которая по частоте на 1–2 колебаний в секунду меньше, чем при бодрствовании. Изредка могут появляться изолированные веретена сна и К-комплексы. Характерным для этой фазы является падение мышечного тонуса, вследствие чего амплитуда ЭМГ заметно снижается. Другая отличительная черта ФБС – появление быстрых периодических движений глазных яблок (БДГ), состоящих из серий их подергиваний продолжительностью 3–10 с с интервалом между сериями 30–40 с. На фоне общего сниженного мышечного тонуса могут отмечаться также короткие подергивания мышц (в частности, лицевых), сопровождающие БДГ. Поскольку не все признаки ФБС появляются и исчезают одновременно, в ряде случаев возникают трудности с определением начала и окончания этой фазы (Белов А. М., 2000).