Треть своей жизни мы спим. При этом мы не достигаем карьерных вершин и пребываем в беззащитном состоянии. С позиции жизненных амбиций, сон – занятие бесполезное, однако нет ни одного человека, который бы не спал.

Когда появился сон?

Долгое время считалось, что спят только беспозвоночные, однако последние исследования, проводившиеся в научном сообществе, доказали, что спят даже раки и пчелы. Cегодня ученые уже не сомневаются, что сон как эволюционный механизм появился очень давно, примерно 600 миллионов лет назад. По мнению доктора Гуилио Тонони, психиатра из Висконсинского университета, сон возник как средство для отдыха нервных клеток после «тяжелого учебного дня».

Кровь к голове

До начала XX века серьезных исследований в области сомнологии не проводилось. В XIX веке среди физиологов была популярна теория, что человек засыпает тогда, когда у человека кровь отливает от головы, мозгу перестает хватать питания и в нем включаются процессы торможения.

Сторонником этой теории был французский физиолог Моссо. Он даже проводил опыты на кровати-качели. Через некоторое время после того, как человек засыпал в ней в горизонтальном положении, её изголовье приподнималось, что подтверждало теорию, однако потом напротив – поднималось изножье кровати, что теорию опровергало.

Более точными методами определения того, почему человек засыпает, в то время ученые ещё не обладали.

Свобода и «сонный яд»

По теории Фрейда, потребность во сне запрограммирована, и сон – это естественный механизм, который позволяет человеку уйти от внешнего мира в царство свободы, вернуться в «лоно матери». Также по Фрейду сон – способ усвоить приобретенную за день информацию и восстановить психическое равновесие.

Другие психологи, французы Лежандр и Пьерон, стали авторами более физиологичной теории потребности человека во сне. По их мнению, человек засыпает под влиянием гипнотоксина – «сонного яда», который накапливается в организме в течение дня, а во время сна нейтрализуется.

Лежандр и Пьерон проводили эксперименты на собаках. Собаке не давали спать. Когда животное в конце концов умирало от недосыпания, в его мозгу действительно находили изменения, похожие на следы отравления. Больше того, когда ученые переливали кровь невыспавшейся собаки собаке выспавшейся, вторая проявляла признаки сонного поведения и засыпала.

Несмотря на все усилия ученых выделить этот гипотетический «сонный яд», у них этого так и не получилось.

Электричество мозга

В 1937 году сомнология сделала большой шаг вперед: Альфред Лумнис впервые предложил классификацию стадий сна, основанную на показаниях электроэнцефалограммы.

Ученый выделил четыре фазы сна, и только в 1953 году американские ученые Натаниэл Клейтман и Юджин Азерински открыли пятую стадию сна, названную «быстрым» сном. Такое название эта фаза сна получила на основании наблюдений за спящим – глазные яблоки быстро двигаются под неприкрытыми веками, руки и ноги эпизодически подергиваются. При этом биоэлектрическая активность мозга сильно напоминает период бодрствования.

За время ночи проходит обычно 4-6 циклов сна, средняя продолжительность цикла у взрослых людей 90 минут, у детей – час.

Зачем же мы спим?

Несмотря на то, что во время сна организм как будто бездействует, он по-прежнему работает, в нем происходит масса изменений, как на биохимическом, так и на нейронном уровне.

Во время сна дыхание становится в 2-2,5 раза менее глубоким, замедляется сердечный ритм, уменьшается секреция гормонов стресса адреналина и кортизола, усиливается выработка соматотропного гормона и мелатонина.

В мозгу человека условно можно выделить 10 главных центров, отвечающих за сон и бодрствование (в пропорции 2/8). Центры сна содержат такие универсальные тормозящие вещества как гамма-аминомасляная кислота и пептид галанин.

Человек испытывает сонливость, когда центры сна начинают интенсивно работать, подавляя активность центров бодрствования, в том же время корковые нейроны мозга переходят на уровень электрической активности, свойственный для состояния медленной фазы сна.

Главную роль в переходе из состояния бодрствования в состояние медленного сна играет накопление медиатора усталости аденозина и гормона сна мелатонина, а также импульсация внутренних часов организма (супрахиазменных ядер).

Может ли человек не спать?

Не спать совсем человек, конечно, не может. Рекорд по бессонице на сегодняшний день принадлежит англичанке Морин Вестон, которая, участвуя в марафоне кречел-качалок, продержалась без сна 449 часов (почти 19 суток). Официально зарегистрированный рекорд, вошедший в Книгу рекордов Гиннеса (1965), принадлежит американскому студенту Рэнди Гарднеру. Он не спал 264 часа (11 суток). После этого он проспал 14 часов 40 минут, а гинессовский комитет отказался от продолжения подобных экспериментов, так как они небезопасны для здоровья.

Все от плодовых мушек до дельфинов нуждаются в том, чтобы время от времени прикрывать глаза. Причина тому, по-видимому, кроется в мозге и остаётся одной из главных загадок биологии.

На это занятие мы тратим около трети своей жизни. Если нас этого лишить, мы заболеем . Но мы до сих пор не знаем хорошенько, зачем нам надо спать.

На первый взгляд, ответ очевиден: чтобы мозг и другие органы могли отдохнуть и восстановиться. Но почему мы не можем отдохнуть, оставаясь в сознании и продолжая быть начеку? Почему мы не можем восстановить силы, бодрствуя? Загадка...

Сон - настолько распространённое в природе явление, что оно должно быть безумно полезным. Даже плодовые мушки и нематоды временами впадают в состояние полного бездействия, из которого выходят не очень легко, то есть сон свойствен даже простейшим животным. Но многолетние наблюдения так и не дали корреляции между сном и физиологическими потребностями у животных. Так что ещё одной тайной является многообразие видов сна.

Например, некоторые летучие мыши спят 20 часов в сутки, а крупные травоядные млекопитающие - менее четырёх часов. Лошадям и вовсе достаточно вздремнуть стоя в течение нескольких минут, которые за сутки складываются примерно в три часа. Некоторые новорожденные дельфины и киты бодрствуют вместе с матерями на протяжении всего первого месяца.

Короче, обнаружить единую, универсальную функцию сна так и не удалось. «Физиологические изменения во время сна сильно варьируются у разных видов, - отмечает Маркос Фрэнк из Пенсильванского университета (США). - Но у всех сон отражается на работе мозга ». Поэтому большинство исследователей сосредоточились на этом органе. Наиболее очевидным признаком сна признана, условно говоря, потеря «сознания» (или сокращение «сознательности» у некоторых животных). И недостаток сна приводит к когнитивному кризису не только у людей, но и у крыс, плодовых мушек и почти всех остальных изученных видов.

Основную часть сна занимает медленноволновая фаза, известная также, как третья стадия или стадия глубокого сна (см. диаграмму). Её свойственны характерные волны электрической активности мозга, вызванные синхронизированной активацией нейронов, происходящей примерно раз в секунду. С нею смешиваются другие этапы - фаза быстрого движения глаз, когда деятельность мозга напоминает бодрствование, и переходы между ними.

Считается, что сон - это именно медленноволновый этап, ибо именно в этот период происходит всё то, что должен сделать для организма сон. Именно в этой фазе работа мозга наиболее сильно отличается от бодрствования. В её начале волны становятся особенно большими, когда потребность во сне особенно велика. Если вы долго не спите, эти медленные волны будут нарастать, пока вы не заклюёте носом.

Объяснение функций сна можно разделить на две большие группы: одни связаны с «ремонтом» и «обслуживанием» мозга, а другие - с выполнением мозгом уникальных для сна функций.

Сто лет назад считалось, что в период бодрствования в нас вырабатывается некий токсин, накоплению которого мы в конце концов не можем сопротивляться и засыпаем, чтобы дать возможность мозгу очиститься. Такое вещество не было обнаружено, и современный вариант той же гипотезы гласит: днём происходит постепенное снижение поставок больших молекул, необходимых для работы мозга, в том числе белков, РНК и холестерина. Запасы пополняются как раз во время сна. В экспериментах над животными выяснилось, что производство таких молекул увеличивается во время медленноволновой фазы сна. Однако, по словам скептиков, это лишь корреляция и нельзя говорить о том, что наше желание спать зависит от уровня этих молекул.

Вторая группа тоже имеет давнюю историю. Ещё Зигмунд Фрейд предположил, что все сновидения посвящены исполнению заветных желаний (часто замаскированному), но в науке эта гипотеза не нашла подтверждения. Однако есть веские причины считать, что во время сна мозг всё же выполняет одну очень важную и уникальную функцию - он занимается консолидацией памяти. Воспоминания не высекаются в камне в момент события. Поначалу они хранятся в своего рода ОЗУ и лишь потом то, что по каким-то причинам показалось важным, отправляется в ПЗУ.

Эксперименты и на животных, и на людях показывают, что самые сильные воспоминания формируются, когда моменты запоминания и вспоминания разделяет сон. Например, в ходе одного из опытов электроды, размещённые в крысиных мозгах, показали, что во время сна небольшие группы нейронов воспроизводят тот режим деятельности, который впервые был зарегистрирован, когда крысы бодрствовали и учились.

С 2003 года набирает силу новая гипотеза, объединяющая оба объяснения. В центре её внимания - синапсы, с помощью которых общаются нейроны. Известно, что при формировании воспоминаний синапсы участвующих в этом процессе нейронов становятся сильнее. Основная мысль заключается в том, что в состоянии бодрствования мы постоянно создаём новые воспоминания и, следовательно, укрепляем синапсы. Но этот процесс не может продолжаться бесконечно: в какой-то момент был бы достигнут максимум энергетической эффективности и новые воспоминания перестали бы формироваться. Решением этой проблемы становится фаза медленноволнового сна: в отсутствие входящего потока данных медленно «стреляющие» нейроны постепенно снижают силу синапсов по всем направлениям, сохраняя при этом относительную разницу в силе между синапсами, позволяя новым воспоминаниям сохраниться (см. диаграмму ниже).

Главным ответом на вопрос "зачем нужен сон?" становится вывод - сон нужен для того, чтобы жить.

Год за годом, век за веком, люди пытались понять значение сна в их жизни, но до сих пор его точное предназначение никто не разгадал. Современные специалисты имеют сразу несколько версий на этот счет, но ни одна из них не имеет утвердительного значения, лишь предположительные. Основным из предположений специалистов до сих пор остаётся то, что объясняет сон, как состояние, при котором становится возможным разрушение так называемых "факторов сна" - определенных веществ, накапливающихся в мозгу людей за период бодрствования. Их разрушение - это отдых для мозга, который, после сна, вновь становится способным к активной и "плодотворной" работе.

Впрочем, мы все знаем одно - сон нам необходим, чтобы отдохнул и мозг, и тело. Может быть учёные ещё разгадают его настоящее предназначение или современная версия и есть ответ на вопрос "зачем нужен сон?"... А может, “версия” мудрого Аристотеля, ещё две тысячи лет назад сказавшего, что сон является половиной пути по дороге к смерти, наиболее близка к правде...

Прежде всего, сон нужен нам для восстановления потраченных за день сил, уставших органов. Во время сна организм сам займётся восстановительными процессами, постепенно выведет из организма вещества, дающие нам чувство усталости, зарядит энергией мышцы. В нашем организме заложены уникальные механизмы самовосстановления, чтобы их запустить "по полной программе", нужно просто больше спать.

Именно во время сна старые клетки удаляются, замещаются новыми. К больным клеткам доставляются необходимые вещества для самоизлечения, а в случае неудачи клетка просто отмирает, и на её месте появляется новая. То есть во сне организм сам лечит себя, причем без всяких лекарств!

Если человек болеет или недавно у него была операция, то ему требуется больше времени на сон, ведь именно во время сна идет восстановление и регенерация тканей. Не случайно больной человек испытывает повышенную сонливость - это защитные рефлексы, заложенные в нас природой. Не зря же говорят: "Сон - лучшее лекарство".

В процессе сна клетки мозга восстанавливают свою работоспособность, они активно усваивают питательные вещества, накапливают энергию. Сон восстанавливает умственные силы, создавая чувство свежести, бодрости, готовности работать. Он охраняет мозг от перенапряжения. (http://www.peroni.ru/useful/35/)

4. Сновидения

Сновидение - субъективное восприятие образов (зрительных, слуховых, тактильных и прочих), возникающих в сознании спящего человека. Сновидящий во время сна обычно не понимает, что спит, и воспринимает сновидение как объективную реальность.

Человек непременно видит сны, но многие забывают их. Часто думают, что они длятся лишь секунды. Но это неверно. Они продолжаются столько же времени, сколько потребовало бы реальное действие наяву. Они могут продолжаться от 8 до 30 минут.

Было доказано, что сон, как правило, сопровождается сновидениями, а сон без сновидений приводит к серьёзным расстройствам. Полагают, что сновидения служат человеку своеобразными «клапанами» для выхода неиспользованной нервной энергии.

Зачем нужны сновидения? По одной теории, во время сновидений происходит пересортировка информации, и решается вопрос, что помнить, а что забыть. А вот психолог З.Фрейд предположил, что во снах выражаются те идеи и побуждения, которые во время бодрствования скрыты в подсознании человека.

Жизнь во сне “небывалая комбинация былых впечатлений”. В древние времена сновидения принимались за откровения богов. Люди верили, что добрые и злые духи могут вселяться в тело спящего и путем сновидений сообщать ему разные сведения, склонять его к тем или иным поступкам, предвещать события. Но и тогда уже было замечено, что в сновидениях боги и духи предпочитают выражаться неясно, порой символически, предоставляя самим людям разгадывать тайный смысл сновидений.

Начало научного подхода к изучению сновидений относится к концу XVIII века. Одно из первых более или менее серьезных сочинений по этому вопросу - «Опыт построения теории сна» доктора Нудова появилось в 1791 году. Автор, между прочим, приводит ценное наблюдение, послужившее отправным пунктом для последующих исследований в том же направлении: одному спящему, лежавшему на спине с открытым ртом, влили в рот несколько капель воды; спящий перевернулся на живот и стал производить руками и ногами плавательные движения; ему приснилось, что он упал в воду и был вынужден спасаться вплавь. Наблюдения такого рода показывают, что сновидения могут возникать от случайного раздражения во время сна тех или иных органов чувств.

Интересен тот обычный для сновидений факт, что богатые содержанием сновидения, кажущиеся спящему весьма продолжительными, на самом деле протекают очень быстро - всего несколько секунд. Представления о времени и пространстве во сне резко нарушены. О том, что и в бодрственном состоянии представления и воспоминания могут иногда проноситься с необычной скоростью, свидетельствуют показания людей, переживших миг смертельной опасности. В такой миг якобы вмешаются воспоминания чуть ли не всей прожитой жизни.

Не менее частым источником сновидений являются возбуждения, приходящие в мозг не из внешнего мира, а из внутренних органов тела - желудка, кишок, мочевого пузыря, легких, сердца и пр. Все эти органы обладают чувствительностью и связаны нервными путями с «органом психики» - корой больших полушарий головного мозга. Днем мы обычно не замечаем «сигналов», идущих из внутренних органов. Ночью обстановка меняется: чем более замирает деятельность наружных органов чувств, тем отчетливее начинают ощущаться раздражения, возникающие во внутренних органах, - особенно эти раздражения вызываются какими - либо болезненными процессами. Так возникают тягостные, кошмарные сны, пугающие суеверных людей.

Сновидения - это частичная деятельность угнетенной во время сна мозговой коры, вызываемая различными раздражениями внешних или внутренних органов чувств. Таков смысл вышеприведенных положений доктора Окса, высказанных сто лет назад, но уже приближающихся к современному учению о сне и сновидениях, экспериментально обоснованному Павловым и его сотрудниками.

Бывает так, что какая-нибудь тревожная или творческая мысль или бурное чувство мешают нам заснуть. В таких случаях в мозговой коре действуют очаги особенно сильного и устойчивого возбуждения; они-то препятствуют иррадиации торможения, наступлению сна. Если же сон все же наступит, он будет неполным, частичным.

В коре сохранится «сторожевой пункт возбуждения». Через него спящий мозг может поддерживать связь с окружающим. Сон со сновидениями - другая разновидность неполного торможения коры больших полушарий. Если сон глубок, то кора глубоко заторможена и импульсы возбуждения, приходящие в нее от органов чувств, тут же заглохнут. Сновидений не будет. Ближе к утру, когда клетки коры достаточно отдохнут, охранительное торможение ослабевает, и проникающие в нее импульсы начинают пролагать себе путь в лабиринте сплетающихся своими отростками нейронов. Подобно блуждающему огоньку, возбуждение перебегает от одной группы клеток к другой и, растормаживая их, оживляет ту прихотливую вереницу образов, преимущественно зрительного характера, которую мы называем сновидением. Поразительна яркость, жизненность возникающих при этом образов! В состоянии бодрствования никакое воображение не может нарисовать ничего подобного.

Нельзя увидеть во сне то, что не было когда-то воспринято нашим мозгом. Во время сна в нашем мозге может ожить, всплыть в сознании в виде яркой картины только то, что когда-то оставило свой, пусть мимолетный, след в нервных клетках мозга. Образно говоря, во время сна сознание может вынуть из кладовой памяти то, что туда когда-либо положено. Взять из этой кладовой то, чего там нет, - невозможно. Хорошо известно, что слепым от рождения не снятся зрительные образы.

Ответственными за сновидения признавались клетки коры головного мозга. И только. Новые исследования ученых раскрыли более сложную картину. Еще в 30-х годах известный советский ученый П.К. Анохин, исследуя работу мозга, высказал мысль: в механизме сна участвуют наряду с клетками коры и подкорковые отделы головного мозга. Исследования показали, что так оно и есть. Это было открыто, когда ученые принялись детально изучить работу отдельных частей головного мозга, в том числе и тех, которые находятся под большими полушариями

Было установлено: как только ствол мозга отделяют от больших полушарий, животное погружается в беспробудный сон. Стало ясно, что именно тут, в стволе мозга, действует какой-то механизм, организующий наш сон. Оказалось, что ретикулярная формация будем называть ее проще, РФ, - дает энергию нейронам коры головного мозга, что и позволяет организму бодрствовать.

Подобно электростанции, РФ обеспечивает энергией нейронный город - мозг. Выключается рубильник, и в городе гаснут огни, город спит. Были найдены и источники питания самой РФ. Ими оказались органы чувств и некоторые вещества: углекислый газ, гормоны, кровь, лишенная питательных веществ. Нашли ученые и такие вещества, которые подавляют деятельность клеток РФ, а значит, и вызывают сон.

. Сколько человек должен спать

Все мы беспокоимся о том, сколько питательных веществ мы получают ежедневно, достаточно ли мы занимаемся, и растём ли мы здоровыми. Одной из проблем, которой уделяется или излишнее, или недостаточное внимание, является то, достаточно ли спят современные дети. Сколько же нужно спать детям?

До 4-х лет большинство детей спят по 12 часов, а вот взрослому человеку в среднем необходимо спать ночью 8 часов, хотя есть люди, которым мало и 10 часов. В то же время император Наполеон спал не более 2-3 часов в сутки.

Согласно исследованиям, одна треть детей в возрасте младше пяти лет, и один из четырех детей школьного возраста не получают достаточного количества сна. Каждому человеку, независимо от возраста, присущ свой ритм деятельности. Одни любят рано вставать и рано ложиться отдыхать, другие предпочитают допоздна засиживаться с книгой, смотреть телевизор, принимать гостей, третьим безразлично, в каком режиме они живут. Первых обычно называют «жаворонками», вторых - «совами». И они очень болезненно относятся к резкой смене привычного распорядка и режима сна. Но еще хуже, если какой-либо режим вообще отсутствует.

Много спать - мало жить: что проспано - то прожито. В любом отдыхе важна умеренность. Доктора рекомендуют восемь часов сна для обычного человека. Но многое все же зависит от образа жизни каждого индивида. Кому-то достаточно 5-6 часов сна за сутки, а кому-то необходимо гораздо больше чем 8 часов. Основное правило - человек должен спать столько, сколько требуется для его хорошего самочувствия и восстановления организма.

Все мы знаем, как это чувствовать себя в бессонные ночи. На следующий день мы чувствует себя переутомленными и нам постоянно хочется прилечь и немного поспать. Все родители сталкивались с хаосом, который возникает из-за перевозбужденного ребенка, который не может сидеть ни минуты. Помимо чувства излишней усталости, какими могут быть другие проблемы, связанные с ребенком, лишенным сна:

Недостаток сна ведет к проблемам с памятью. Проще говоря, если ребенок находится в сонном состоянии в течение дня, снижается его внимательность, что, в свою очередь, приводит к плохому развитию и успеваемости в школе.

Недостаток сна является причиной проблем, связанных с поведением. Психологи выяснили, что существует связь между недостаточным сном и проблемным поведением детей. Они еще не определили, влияет ли недостаток сна на поведение, или же проблемное поведение является причиной того, что ребенок не может успокоиться, когда приходит время для сна. Несмотря на это, психологи пришли к заключению, что поведение детей улучшается, если они больше отдыхают. Многие родители согласятся, что если ребенок был чрезмерно активен в течение дня, лучшим лекарством является сон и, возможно, решением проблемы может стать, если отправить ребенка спать пораньше. (http://www.bessonnize.net/04_skolko.html)

Какое же количество сна является достаточным? Родители, которые сталкиваются с проблемой того, что их ребенок не высыпается достаточным образом, будут интересоваться: сколько же времени нужно ребенку для сна? Ответ на этот вопрос является индивидуальным для каждого ребенка, но рекомендуемым количеством является: для детей дошкольного возраста - 11-13 часов в сутки, в возрасте от пяти до двенадцати лет - 10-11 часов, и подросткам - 9-10 часов сна.

Подросткам особенно сложно высыпаться по ночам. Они всегда перегружены домашними заданиями, частичной работой, дополнительными занятиями и социальной жизнью, уже не говоря о том, что подростки считают, что они защищены от всех болезней, поэтому чаще всего они поздно встают, и в результате им сложно просыпаться по утрам и оставаться в бодрствующем состоянии в течение всего дня. Даже всего один дополнительный час сна может значительным образом увеличить их способность концентрироваться и преуспевать на занятиях.

Каждому человеку необходим достаточный отдых в течение дня. Особенно это важно для детей, чтобы они могли расти и развиваться, как физически, так и эмоционально. Если дополнительный сон не помогает поведению вашего ребенка или его сосредоточенности, возможно, вам нужно проконсультироваться с педиатром.

Наблюдения учёных показали, что нормальная продолжительность сна у новорожденных - от 11 до 23 часов. С возрастом она, само собой, уменьшается, но колеблется все же в значительных пределах. Так, у детей до двух лет время сна может различаться на 10-12 часов, у детей от 2 до 4 лет - в пределах 5-6 часов, у ребят школьного возраста - в пределах 1-6 часов.

У 20-30-летних потребность во сне различается в пределах 2-5 часов. А уже в возрасте после 60 лет нормальный сон может продолжаться и 5, и 13 часов. Таким образом, существует индивидуальная, личная норма часов, которую необходимо знать каждому. Замечено, что если человек спит на свежем воздухе, то продолжительность сна сокращается примерно на один час. Встречаются люди, которым для сна необходимо совсем мало времени. Так, Петр I на сон тратил не более 5 часов, Т. Эдисон - немногим более 2 часов, а Наполеону достаточно было немного вздремнуть, чтобы он почувствовал себя выспавшимся.

Существует общее правило. Человек должен спать ровно столько, сколько необходимо для его хорошего самочувствия и полного восстановления сил. Важно, чтобы во время сна отдохнуло и тело, и мозг. (http://home.damotvet.ru/parenting/698180.htm)

Сон - настолько распространённое в природе явление, что оно должно быть безумно полезным. Даже плодовые мушки и нематоды временами впадают в состояние полного бездействия, из которого выходят не очень легко, то есть сон свойствен даже простейшим животным. Но многолетние наблюдения так и не дали корреляции между сном и физиологическими потребностями у животных. Так что ещё одной тайной является многообразие видов сна.

Например, некоторые летучие мыши спят 20 часов в сутки, а крупные травоядные млекопитающие - менее четырёх. Лошадям и вовсе достаточно вздремнуть стоя в течение нескольких минут, которые за сутки складываются примерно в три часа. Некоторые новорожденные дельфины и киты бодрствуют вместе с матерями на протяжении всего первого месяца.

Короче, обнаружить единую, универсальную функцию сна так и не удалось. «Физиологические изменения во время сна сильно варьируются у разных видов, - отмечает Маркос Фрэнк из Пенсильванского университета (США). - Но у всех сон отражается на работе мозга». Поэтому большинство исследователей сосредоточились на этом органе. Наиболее очевидным признаком сна признана, условно говоря, потеря «сознания» (или сокращение «сознательности» у некоторых животных). И недостаток сна приводит к когнитивному кризису не только у людей, но и у крыс, плодовых мушек и почти у всех остальных изученных видов.

Основную часть сна занимает медленноволновая фаза, известная как третья стадия, или стадия глубокого сна (см. диаграмму). Её свойственны характерные волны электрической активности мозга, вызванные синхронизированной активацией нейронов, которая происходит примерно раз в секунду. С ней смешиваются другие этапы - фаза быстрого движения глаз, когда деятельность мозга напоминает бодрствование, и переходы между ними.

Считается, что сон - это именно медленноволновой этап, ибо как раз в этот период происходит всё то, что должен сделать для организма сон. Именно в этой фазе работа мозга сильнее всего отличается от бодрствования. В её начале волны становятся особенно большими, когда потребность во сне максимальна. Если вы долго не спите, эти медленные волны будут нарастать, пока вы не заклюёте носом.

Функции сна можно разделить на две большие группы: одни связаны с «ремонтом» и «обслуживанием» мозга, а другие - с выполнением мозгом уникальных для сна задач.

Сто лет назад считалось, что в период бодрствования в нас вырабатывается некий токсин, накоплению которого мы в конце концов не можем сопротивляться и засыпаем, чтобы дать возможность мозгу очиститься. Такое вещество не было обнаружено, и современный вариант той же гипотезы гласит: днём происходит постепенное снижение поставок больших молекул, необходимых для работы мозга, в том числе белков, РНК и холестерина. Запасы пополняются как раз во время сна. В экспериментах с животными выяснилось, что производство таких молекул увеличивается во время медленноволновой фазы сна. Однако, по словам скептиков, это лишь корреляция и нельзя говорить о том, что наше желание спать зависит от уровня этих молекул.

Вторая группа тоже имеет давнюю историю. Ещё Зигмунд Фрейд предположил, что все сновидения посвящены исполнению заветных желаний (часто замаскированному), но в науке эта гипотеза не нашла подтверждения. Однако есть веские причины считать, что во время сна мозг всё же выполняет одну очень важную и уникальную функцию: он занимается консолидацией памяти. Воспоминания не высекаются в камне в момент события. Поначалу они хранятся в своего рода ОЗУ, и лишь потом то, что по каким-то причинам показалось важным, отправляется в ПЗУ.

Эксперименты и на животных, и на людях показывают, что самые сильные воспоминания формируются, когда моменты запоминания и вспоминания разделяет сон. Например, в ходе одного из опытов электроды, размещённые в крысиных мозгах, показали, что во время сна небольшие группы нейронов воспроизводят тот режим деятельности, который впервые был зарегистрирован, когда крысы бодрствовали и учились.

С 2003 года набирает силу новая гипотеза, объединяющая оба объяснения. В центре её внимания - синапсы, с помощью которых общаются нейроны. Известно, что при формировании воспоминаний синапсы участвующих в этом процессе нейронов становятся сильнее. Основная мысль заключается в том, что в состоянии бодрствования мы постоянно создаём новые воспоминания и, следовательно, укрепляем синапсы. Но этот процесс не может продолжаться бесконечно: в какой-то момент был бы достигнут максимума энергетической эффективности и новые воспоминания перестали бы формироваться. Решением этой проблемы становится фаза медленноволнового сна: при отсутствии входящего потока данных медленно «стреляющие» нейроны постепенно снижают силу синапсов по всем направлениям, сохраняя при этом относительную разницу в силе между синапсами и позволяя новым воспоминаниям сохраниться.

«Гипотеза гомеостаза синапсов» получила немало доказательств. Сканирование человеческого мозга говорит о том, что наше серое вещество требует больше энергии в конце дня, чем в начале. Джулио Тонони и Кьяра Сирелли из Университета штата Висконскин в Мэдисоне (США), предложившие гипотезу, показали, что у грызунов и плодовых мушек прочность синапсов возрастает в период бодрствования и падает во время сна. Более того, когда мы изучаем то, что требует работы определённой части мозга, именно эта область генерирует более интенсивные медленные волны во время последующего сна.

Несмотря на большое внимание, которое в последние годы получила эта гипотеза, она ещё не успела завоевать сердца всех и каждого. Например, нейробиолог Джерри Сигел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) придерживается мнения о том, что сон - это просто адаптивный способ сэкономить энергию, не занимаясь кормлением и размножением. Животное находит укромное место, прячется в нём и бережёт себя для будущего. А различия в образе сна между видами - следствие различий в образе жизни.

Но большинство всё же склоняется к тому, что функция сна столь же сложна, сколь сложен мозг. Наверное, лаконичный ответ на вопрос о том, почему мы спим, едва ли удастся получить.

Выскребенцев Дмитрий

Работа, несомненно, представляет большой интерес. Дмитрий подробно рассказывает о том, как спали дети в детском саду - одни засыпали быстро, едва прислонив голову к подушке, а другие долго капризничали, не хотели спать...Детсадовская группа перешла в школу. Дима провёл опрос среди учащихся класса и выяснил, кто сколько спит (в процентном отношении).

Затем он доказывает, что сон просто необходим не только человеку, но вообще всем живым существам.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобразовательное учреждение – «Закутчанская

средняя общеобразовательная школа Вейделевского района

Белгородской области»

Исследовательская работа

на тему:

«Почему мы спим?»

Подготовил:

Выскребенцев Дмитрий,

Учащийся 4 класса.

Руководитель: Дорошенко Л.А.

2015

слайд 1

«Почему мы спим?»

слайд 2

Актуальность.

Когда я пошёл в детский садик, то меня удивило, что все дети спят по-разному. Одни капризничают, плачут, не хотят даже ложиться в постельку; другие засыпают, только лишь прислонив голову к подушке. И время сна тоже у всех разное.

Наша детсадовская группа перешла в 1 класс. И тут уже я решил расспросить ребят о том, кто сколько спит.

В нашем классе 15 человек - 8 мальчиков и 7 девочек. После передачи «Спокойной ночи, малыши!» идут в спальню 4 человека (26%). До 10 часов вечера продолжали бодрствовать 5 опрошенных (33%). В 23 часа засыпают остальные 6 человек (39%).

Загадка сна волновала людей всегда. Кажется странным, таинственным, что бодрый и полный сил человек с наступлением темноты закрывает глаза, неподвижно ложится и словно бы умирает до восхода солнца: ничего не видит, не чувствует опасности, не принимает участие в разговоре и не способен защитить себя.

Идея.

Именно поэтому мне захотелось узнать, почему же мы спим, существует ли признанная теория сна?

слайд 3

Цели .

Выяснить , почему мы спим, важен ли сон?

Изучить , кто как спит и сколько?

Доказать , что сон нужен организму, прежде всего, для поддержания жизнедеятельности.

Убедить , что длительное лишение сна может погубить живое существо.

Задачи .

Изучить литературу по теме;

установить , существует ли признанная теория сна;

исследовать , что происходит с нашим организмом во время сна.

слайд 4

Гипотезы .

Предположим, организм сам знает, когда нужно тормознуть…

Возможно , сон экономит калории…

Что, если свет и темнота по-разному действуют на организм…

Методы исследования.

Подумать самостоятельно;

изучить источники информации;

понаблюдать;

спросить у взрослых;

поиск в интернете.

Ожидаемый результат .

Эта работа поможет приблизиться к разгадке тайн сна.

слайд 5

Когда машина проходит какое-то количество километров, ее мотор подлежит обязательному осмотру в гараже. Где заменяются аккумуляторы, заливается масло, бензин в бак, вода в радиатор.

Что-то подобное, похожее на восстановительный ремонт, происходит с нашим организмом во время сна.

У машины есть одно большое преимущество: она может работать круглые сутки. Человеку необходимо через определенные промежутки времени восстановить уставшие органы и ткани своего тела: подремонтировать организм и избавиться от накопившихся в нем за день отходов жизнедеятельности. Все это делается во время сна.

слайд 6

Некоторые исследователи считают, что сам сон, как таковой, не важен для млекопитающих и птиц и является просто возможностью погрузить тело в спокойное и неподвижное состояние.

слайд 7

Однако до сих пор не найдено ни одного живого существа, которое бы бодрствовало всю жизнь.

слайд 8

В ходе исследования я выяснил – спят все : насекомые, рептилии, птицы, млекопитающие…

слайд 9

Но продолжительность сна у всех разная, причем она не всегда зависит от размера животного.

слайд 10

Белки спят по 15 часов в сутки.

слайд 11

Лошадь и слон - единственные животные, которые могут спать стоя постоянно. Слон спит четыре часа в сутки.

Жирафы иногда спят лежа, но большее количество времени они находятся в вертикальном положении и спят стоя, иногда помещая голову между двумя ветками, чтобы не упасть.

слайд 12

Слишком много спят домашние животные: ведь они экономят время, которое их дикие собратья тратят на поиски пищи. Собака, которую хозяева, уходя на работу, заперли в квартире, обычно спит целый день до их возвращения, но и ночью бессонницей не страдает.

слайд 13

Ну а для человека норма сна – в среднем семь часов – это треть всей его жизни.

слайд 14

Спят все, но оказывается - не все живые существа спят, что называется, без задних лап:

черные стрижи спят в полете,

слайд 15

змеи спят с открытыми глазами,

слайд 16

аисты и фламинго спят стоя на одной ноге,

слайд 17

у морских котиков спит только одна половина мозга.

Даже дельфин , млекопитающее животное, которое находится в непрерывном движении, иногда впадает в состояние, очень похожее на сон. В таком состоянии одно полушарие мозга отключается, и дельфин плавает с закрытым глазом.

Тот факт, что дельфины, постоянно двигаясь, все же развили способность впадать в состояние похожее на сон, говорит о том, что сон является жизненно-важной потребностью и от него нельзя просто взять и отказаться.

слайд 18

Почему мы спим – величайшая загадка современной биологии. Я попытался приблизиться к разгадке тайн сна и выяснил, что существует много теорий сна и пока ни одна из них не признана ведущей.

слайд 19

Итак,

Циклическая теория сна

Как день закономерно сменяется ночью в течение миллиардов лет, так и деятельность должна сменяться покоем. Оказывается, свет, и темнота по-разному действуют на химические реакции обмена веществ. Гормоны имеют циклический ритм выделения в кровь и при нормальном образе жизни количество «активизирующих» гормонов к вечеру падает.

слайд 20

Диетическая теория сна

Возможно, сон экономит калории. Много калорий теряется при высокой теплоотдаче, поэтому, чем меньше животное, тем больше оно спит. Но и многие крупные животные (такие как медведи) впадают в спячку на зиму, поскольку не могут себя прокормить в холодное время года. Во время продолжительного и глубокого сна у человека выделяется гормон лептин, подавляющий аппетит. Поэтому люди, которые высыпаются, реже подвержены приступам обжорства, и могут сохранять более стройную фигуру.

слайд 21

Энергетическая теория сна

Во время бодрствования клетки мозга потребляют много энергии в виде гликогена (глюкозы, сахара). Поскольку нейроны одновременно эффективно обрабатывать информацию и накапливать гликоген не в силах, то во время сна они устраивают информационный перерыв и занимаются только «пополнением энергетических кладовых».

слайд 22

Иммунная теория сна

Известно, что во время ночного покоя некоторые внутренние железы, например, гипофиз или надпочечники, особенно активны. А гормоны, выделяемые ими, как раз укрепляют иммунитет.

слайд 23

Защитная теория сна

Даже у таких низших существ, как кухонные тараканы, которые спят, наклонив голову и расслабив антенны, из-за непрерывной 24-часовой активности повышен риск преждевременной смерти. Что уж говорить о людях. Сон - просто необходим для нормальной жизнедеятельности и хорошего самочувствия.

слайд 24

Тормозная теория сна

Предположим, что организм сам знает, когда нужно тормознуть и дать мозгу возможность разложить накопленную информацию «по полочкам». Возможно ли заставить мозг работать беспрерывно?

Я задали вопрос своим стареньким прадедушке и прабабушке (они плохо спят ночью), «необходим ли людям сон?», и они ответили: «Конечно!»

Несомненно, длительное лишение сна может погубить живое существо.

слайд 25

Следовательно, можно сделать вывод - какая бы теория не восторжествовала со временем, понятно одно: любому существу необходимо спать достаточное количество времени для того, чтобы оставаться здоровым. И человеку в том числе!

слайд 26

Спасибо за внимание!

Литература

1. Популярная энциклопедия для детей. Всё обо всём. / Сост. Г.П. Шалаева.- М., 1996. Т.3, 4, 10;

2. Нарушения сна и бодрствования, Вейн А. М., М., 1974;

3. Спячка животных / Калабухов Н. И., 3 изд., Харьков, 1956;

4. Энциклопедия для детей. Биология / Аксёнова М., Вильчек Г., Аванта+; 2004.