Мозг человека в период сна не прекращает свою функцию ни на секунду. В то время как весь организм отдыхает, его деятельность продолжается. Пока человек спит, восстанавливается энергия, очищается память от ненужной информации и организм от токсинов. Чтобы понять, отдыхает ли мозг во время сна, какие процессы случаются с ним, была создана электроэнцефалограмма, которая выявляет точную информацию о работе тела. Актуальной темой сегодня является, какая часть мозга отвечает за сон. Сведения представлены неполные, хотя и способны объяснить отдельные важные моменты, которые происходят ночью во сне.
Работа мозга по циклам
Ранее считали, что когда человек спит, мозговая активность понемногу понижается, а затем и совсем приостанавливает свою работу. При возникновении ЭЭГ эта теория была оспорена. Как оказалось, мозг во время сна вообще не спит, а осуществляет огромный труд, чтобы подготовить организм к предстоящему дню.
В период отдыха, работа органа проявляется по-разному, все зависит от того, в каком цикле проходит сон.
Медленная фаза сновидений
Когда человек засыпает, колебания нейронов в сером веществе медленно затухают, происходит максимальное расслабление всех мышц, биение сердца становится медленным, понижается давление и температура.
Отдел мозга, отвечающий за углубление в сновидения – гипоталамус. В нем присутствуют нервные клетки, тормозящие производство нейротрансмиттеров, являющиеся химическими проводниками, которые отвечают за рокировку толчков между нейронами.
Работа органа в быстрой фазе
В период быстроволнового сновидения возбужденность таламуса происходит благодаря холинергическим рецепторам, посыл в которых происходит при помощи ацетилхолина. Данные клетки располагаются в среднем ядре органа и верхнем участке варолиева моста. Их стремительная деятельность приводит к появлению всплеска колыханий нейронов. Серым веществом во сне на этом цикле выполняется практически та же деятельность, как и при бодрствовании.
Трансмиттеры моноамины, направляемые из верхней доли ствола в кору головного мозга, не ощущают подобной энергичности. В результате поставка материала от таламуса в кору осуществляется, хотя человек ее принимает как сновидения.
Какой участок мозга отвечает за сновидения
Такой феномен, как ночной отдых, достаточно давно вызывает интерес у многих ученых. Ранее такими известными философами, как Гиппократ и Аристоталь, также предпринимались попытки в познании сновидений. В 20 столетии российскими учеными Бехтеревым и Павловым были проведены исследования по этой теме. Также ученых интересовал участок серого вещества, который отвечал за сновидения.
Сегодня в центральном отделе нервной системы человека определена зона ответственная за бодрствование и отдых. Этот участок называют ретикулярной формацией ведущего ядра мозгового ствола, который представляет паутину множества нервных клеток, охваченную волокнам, проходящими от чувствительных основ органа.
В данном месте присутствует 3 вида нервных клеток, вызывающих разные биологические действующие элементы. Одним из них является серотонин. По мнению ученых, он осуществляет перемены в органе, вызывающих сновидения.
Многочисленные разработки показали, что при остановке производства серотонина возникает бессонница хронической формы. Так, был выявлен факт, что ретикулярная формация, являющаяся зоной центра, способна отвечать, как за ночной отдых, так просыпание. Притом что механизм, который вызывает поднятие, может преобладать над структурой, отвечающей за вызов сна.
Исследования Балкина и Брауна
Сновидения, похоже, относятся к интересному явлению, что случается с человеком при ночном отдыхе. Цель исследований, которые проводили Балкин и Браун – установить зону в мозге, где в период сновидений возникает наибольшая функциональность.
Чтобы определить, что происходит с мозгом и интенсивность его кровотока, учеными была использована позитронно-эмиссионная томография. В период бодрствования работает префрантальная кора органа, а когда человек спит – активна лимбическая система, которая контролирует чувства, эмоции, память.
Разработки Брауна и Балкина также показывают, что главная зрительная зона коры мозга не работает во время сна. При этом действует экстрастриальная кора центрального отдела, являющаяся визуальной областью органа, способная обрабатывать информацию о сложных объектах (лица).
Исследования из Вискинского университета
Учеными при исследовании была идентифицирована область серого вещества, отвечающая за сновидения. В опыте участвовало 46 добровольцев. В период отдыха испытуемым отмечали электрические волны мозга лабораторным путем. Использовалась электроэнцефалография, чтобы изолировать области нервных клеток, взаимосвязанные с видениями, независимо от цикла.
Людей поднимали время от времени и спрашивали, что они видели, когда спали. Предоставленную информацию сопоставляли с электрической работой органа.
В последствие, по данным ЭЭГ было выявлено, что в период сна происходит понижение низкочастотной работы в отдельной задней части коры органа, которое связано с появлением видений. А когда возникало возрастание активности, то ничего не снилось.
Когда испытуемые рассказывали, что им сниться, нейронные зоны все время активировались и наоборот инактировались при докладе об отсутствии сна. И свободно от обычных преобладаний отдыха, присутствовали в задней горячей зоне, которая состоит:
- из затылочной коры;
- прекунеуса;
- задней поясной извилины.
Ведя наблюдения, как работает этот участок, учеными было предсказано, что участник эксперимента расскажет о видениях, когда проснется. На основании этого ученые сделали вывод, что эти области органа отвечают за регуляцию сна человека.
Как отключить мозг перед сном
Многим знакома такая проблема, что как только следует ложиться отдыхать, в голову начинают рваться мысли. Если не успокоить мозг, и каждый вечер претерпевать подобное состояние, то ежедневно будет нарушаться самочувствие.
Существуют методы, чтобы отключить мозг перед сном.
- Понимать о необходимости отдыха ночью. Недостаточный сон способен вызвать много заболеваний, тревожность.
- Следовать регулярного графика. Засыпать и подниматься по одному и тому же времени.
- Отключить голову перед сном поможет ежедневный ритуал, например, по прочтению книги, но не в постели.
- Делать записи нерешенных проблем и забот в течение дня.
- Использовать кровать только для сновидений.
- Создать приемлемую среду. Тишина, отсутствие света помогут расслабить орган.
- Делать умственные упражнения, которые помогут выключить разум.
Если бессонница не перестала беспокоить, нужно обратиться к доктору.
Как зарядить мозг после сна на работу
Большинство никогда не думали о том, почему отдельная группа людей гиперактивна утром, а другие тратят много времени, чтобы войти в естественное рабочее русло. Разница в том, что первые начинают стимуляцию серого вещества рано.
Как разбудить мозг с утра и ощущать бодрость, существует много приемов.
- принять прохладный душ;
- начать утро с энергичной мелодии;
- заставить работать разум поможет чтение за утренним кофе;
- медитировать;
- пить витамины;
- делать физупражнения;
- плотно завтракать;
- заводить будильник, чтобы разбудить мозг.
Человеческий мозг – структура уникальная. Ранее предполагалось, что в период сновидений он отключается полностью. В ходе исследований выявлено, что эта гипотеза не имеет оснований, а, следовательно, исключается из фактов. Когда человек спит, происходит активация нейронных связей, отвечающих за функциональность организма в целом.
Мозговая активность сохраняется в процессе сна. Отделы центральной нервной системы, отвечающие за слух, зрение, обоняние, тактильную чувствительность, двигательные функции, решают всевозможные задачи, которые жизнь ставит в моменты бодрствования. Разберёмся подробнее, что происходит с мозгом во время сна.
Полноценный отдых обеспечивается последовательным чередованием медленного и быстрого сна. Комплекс из обеих фаз – законченный цикл. Ортодоксальная фаза у взрослого человека составляет до 75%, а парадоксальная – четверть структуры сна. За ночь может происходить последовательная смена четырёх-шести циклов продолжительностью от восьмидесяти до ста минут.
Длительность медленноволновой фазы вначале больше, а к моменту пробуждения укорачивается, уступая время REM-сну. Ортодоксальная фаза подразделяется на четыре периода (учёные называют их стадиями) – дремоту, медленную глубину, ритм «сонных веретен», дельта-волны. БДГ-фаза также неоднородна, включает эмоциональную и неэмоциональную стадии.
Мозговая активность во время ночного отдыха
Здоровый сон обеспечивает полноценную работу всего организма. Сонная особа не сможет управлять автомобилем или решить математическую задачу. Учёные доказали, что мозг не отключается во время сна, происходит обработка полученных за день знаний, отрицательных эмоциональных переживаний, консолидация памяти. Запускается дезинтоксикация мозговых структур, повышается активность иммунной системы, восстанавливается работа внутренних органов. Основной гормон ночи – мелатонин, вырабатываемый эпифизом, защищает от преждевременного старения.
Главный орган человека, его строение и функции
Нервная система выступает главным регулировщиком, обеспечивающим согласованную деятельность всего организма. Анатомы подразделяют её на центральный отдел (головной и спинной мозг) и периферический (нервы). Скопления клеток образуют серое вещество, а волокна с миелином – белое. Мозг человека состоит из двух долей, покрытых корой, ствола и мозжечка.
Попробуем разобраться, какая часть мозга отвечает за сон.
Внимание! Ученые доказали, что анатомических изолированных центров сна и бодрствования не существует.
Нейрофизиологи выделяют три вида зон:
- обеспечивающие функцию ортодоксальной фазы;
- структуры, «ответственные» за БДГ;
- регуляторы циклов.
Гипногенные центры – это скопления нейронов. Деятельность ретикулярной формации спинного, базальных отделов переднего мозга и таламуса обеспечивает генерацию засыпания. Ретикулярная формация среднего мозга, вестибулярные ядра продолговатого, верхнее двухолмие относятся к центрам, поддерживающим парадоксальную фазу. Отдельные области коры и голубоватое пятно (locus coeruleus) регулируют смену фаз.
Поведение мозга в разных фазах сна
Учёные подробно описали работу мозга во сне. Картина электроэнцефалограммы при дремоте соответствует ЭЭГ в периоде спокойного состояния, отдыха (альфа-ритм). Вторая фаза медленного сна отличается регистрацией сонных веретен – всплесков активности волн с высокой частотой и низкой амплитудой (сигма-ритм).
Электрические импульсы во время глубокого сна (третьей фазы ортодоксальной стадии) отличаются большой амплитудой и малой частотой. Они называются дельта-волнами, никогда не регистрируются при бодрствовании.
Человек последовательно погружается в ещё более глубокое царство Морфея. Происходит понижение температуры тела, замедление пульса, дыхания, уменьшение мозговой активности. И внезапно после двадцати-тридцати минут четвёртой фазы мозг перестраивается и перемещается во вторую фазу медленного сна, словно хочет проснуться. Но вместо пробуждения часть мозга, отвечающая за сон, приводит его к следующей фазе – парадоксальной.
Необычность её удивительна: тело и мышцы полностью выключаются, а мозговая деятельность соответствует периоду бодрствования.
Важно знать! Во время сна активность мозга наиболее высока именно в период REM-фазы. У человека возникает скачок артериального давления, происходит учащение частоты дыхания и сердечных сокращений, наблюдается гипертермия. БДГ-фаза совмещает отключение двигательной функции и усиление — мозговой.
В эмоциональную стадию регистрируется тета-ритм. В неэмоциональную – он ослабевает, уступая место усилению альфа-ритма.
Сознание и подсознание
Тета-ритмы быстрого сна продуцирует гипоталамус – отдел мозга, сохраняющий активность в период бодрствования, а также главный в нейроэндокринной регуляции, коррекции гомеостаза, участвующий в формировании памяти и эмоций. Засыпание отключает воздействие коры, рассудок освобождается от рамок условностей в то время, как подсознание продолжает работать. Благодаря активности подкорковых структур возникают оригинальные идеи и приходят нетрадиционные решения.
Суть ночной работы головного мозга
Значение процесса огромно. Взрослому необходимо спать не менее семи часов в сутки. Если бы функция сна ограничивалась лишь физическим отдыхом, природа не заставляла бы человека на треть суток полностью отключаться от реальности.
Исследователи проследили, что происходит с мозгом во время сна:
- Функциональные связи отдельных частей мозга временно прекращаются в период медленного сна.
- В парадоксальную фазу происходит обмен информацией между церебральными структурами.
- Обрабатываются и сортируются воспоминания.
- Строятся ассоциативные цепочки.
- Межклеточное пространство очищается от токсинов.
Важно знать! Отмечен удивительный феномен – необходимость сна для организма обратно пропорциональна интенсивности умственного напряжения. Мозг человека, расслабляющегося у телевизора, желает отдыхать больше, чем в период подготовки к защите диссертации.
Формирование сновидений
С древнейших часов и до настоящего времени не угасает интерес человечества к вопросу о том, почему снятся сны.
Онейрология не указывает конкретного механизма возникновения ночных сюжетов и переживаний, но предлагает список интересных гипотез.
Краткий перечень некоторые из них:
Известный психиатр Хартман допускает, что сны возникли в процессе эволюции человечества как лечебный механизм для избавления от отрицательных переживаний, сохранения психического здоровья. Доказано – сновидения продуцируются мозгом в фазу БДГ-сна. В 2004 году в ходе экспериментов удалось подтвердить, что за возникновение ночных грез отвечают части мозга, формирующие эмоции и зрительные восприятия.
Методы исследования мозговой активности
В неврологии применяются различные методы исследования. Одни из них дают представление об анатомической картине, помогают выявить опухоль, абсцесс или врожденную аномалию. Это – магнитно резонансная либо компьютерная томографии, ультразвуковая диагностика, некоторые другие. Существуют методики регистрации электрических потенциалов мозга, позволяющие оценить его функциональное состояние:
- Реоэнцефалография – исследование системы артерий и вен головы. Записывается значение сопротивления тканей при воздействии на них слабого электрического тока.
- Магнитоэнцефалография – регистрация магнитных полей, возникающих в результате церебральной активности.
Совет! Чтобы понять, отдыхает ли мозг во время сна, наиболее часто используется электроэнцефалография – запись импульсов из различных частей мозга. ЭЭГ помогает диагностировать нарушения, выявить локализацию очага, конкретизировать нозологию, оценить качество лечения.
Феномен гипнопедии
В связи с увеличивающимся потоком информации возрастает интерес к феномену гипнопедии – обучению в процессе физиологического сна. Предложение рекламных агентов проснуться утром с хорошим объемом знаний заманчиво. Не будем вступать в спор ни с противниками, ни с последователями данного метода, лишь напомним несколько рекомендаций:
Для полноценного усвоения важно, чтобы мозг успел пройти необходимое число циклов. При недостаточном времени сна, человек рискует получить дневную сонливость, а не свежие знания.
Патологии мозга: влияние на качество сна
Любая болезнь отрицательно сказывается на качестве сна. В свою очередь, диссомнии являются факторами риска соматических заболеваний – гипертонии, сахарного диабета, рака, поражений щитовидной железы, ожирения.
Болезни головного мозга – новообразования, кисты, эпилепсия, воспаление мозговых оболочек, травмы и цереброваскулярная патология вызывают нарушения памяти, двигательных, речевых функций. Они не только являются причиной проблемного засыпания, но и способствуют изменению структуры сна.
Заключение
Для нормальной жизнедеятельности важно не только соотношение сна и бодрствования, но и соблюдение циркадных ритмов. Даже при отключении сознания, мозг человека не останавливает работу. Активность этого важнейшего органа в момент погружения в объятия Морфея изучена достаточно, однако, остаётся масса вопросов, ответы на которые предстоит найти.
- Вернее, сначала просыпаешься утром – и в ту же секунду клетки начинают вырабатывать нейротрансмиттер аденозин. Одна из его задач – накопившись в течение дня до достаточной концентрации, вечером, вместе с другими веществами, нагло проникнуть в мозг и напустить на тебя легкую сонливость.
- После захода солнца (и когда ты все же гасишь свет) шишковидная железа мозга производит гормон сна мелатонин. Он дает всему телу сигнал, что пора отправляться к Морфею.
- Наконец выпускается главное тормозное вещество – гамма-аминомасляная кислота, которая включает центр сна в стволе мозга. Следующая станция – «Хррр»...
Через несколько минут
- Ты не сдаешься и устраиваешь себе разбор полетов: что лучше было бы сказать, как поступить и о чем еще осталось позаботиться. Больша-а-ая ошибка. Несмотря на то что ты вроде бы спокойно лежишь под теплым одеялом, мозг запускает типовую стрессовую реакцию «бей-или-беги».
- Надпочечники делают то, что умеют лучше всего, – выбрасывают адреналин, который активизирует весь организм. Сердце бьется чаще, давление и температура тела повышаются, дыхание становится более быстрым и поверхностным.
- Вдобавок адреналин вызывает на помощь другой стрессовый гормон – кортизол, который повышает уровень сахара в крови и обеспечивает тебе еще немного беспокойства.
- Игра началась: мозговые центры сна и бодрствования вступают в жестокую схватку.
Через пару часов
- Ты смотришь на время – и рычишь. В ответ на это организм выдает новую порцию адреналино-кортизолового коктейля. Чтобы успокоить возбужденный ум, начни дышать медленно и глубоко.
Через три часа
- Ты сдаешься и включаешь любимый планшетник. От голубого света и красочных картинок высокого разрешения в теле прекращается выработка мелатонина, и мозг решает, что уже утро – пора бодрствовать. Плюс, если ты начинаешь читать книгу или смотреть фильм, активизируется ум.
Через пять часов
- Сонный центр наконец одолел центр бодрствования – ты отключаешься. Но окунаешься лишь в поверхностное, прерывистое забытье, потому что мозговая деятельность идет волнами высокой частоты. Это не дает тебе крепко заснуть и полностью восстановиться.
Примерно через семь часов
- Когда мозг все-таки перешел на дельта-волны, которые погружают тебя в фазу самого глубокого сна, звучит радостный звонок будильника. Подъем из этого состояния сложнее всего.
- Ты встаешь, и ужасная сонливость (остатки накопленного еще вчера аденозина, которые должны были улетучиться в течение ночи) заставляет тебя включить кофеварку. Да, кофеин может нейтрализовать этот эффект.
Утро нового дня
- Из-за недостатка отдыха мозжечковые миндалины (твои эмоциональные центры) активнее, чем обычно. Ты раздражаешься по поводу и без, ненавидишь все живое. Или наоборот – витаешь в облаках, забывая о делах и окружающих.
- А тем временем предлобная кора головного мозга (мотивационный и координационный центр) здорово сдает. Ты ни на чем не можешь сосредоточиться, все валится из рук. Выход один – ложись сегодня вовремя и дыши глубже , чтобы расслабиться и погрузиться в крепкий, восстанавливающий сон.