хімія сну

Активність структур, які організовують наш сон і неспання, складається з активності окремих нейронів. Їх діяльність - предмет пильної уваги нейрофізіологів. У мозок піддослідної тварини вводять мікроелектроди і пересувають їх там за допомогою мікроманіпулятора з дистанційним управлінням. Коли найтонший кінчик електрода підійде до нейрона, експериментатор зможе зареєструвати його імпульсний розряд.

Коли настає повільний сон, частота імпульсних розрядів в більшості структур зменшується, а коли повільний сон поступається місцем швидкому, збільшується знову. Зміни в нейронної активності відображаються не тільки на частоті, але і на малюнку, тобто на послідовності імпульсів.

Нейрофізіологи виділили кілька типів зміни нейронної активності в циклі неспання-сон. Кожен тип відповідає анатомічним об'єднанням мозкових структур: у нижніх поверхів сенсорних систем, на кшталт сітківки або нюхової цибулини, один характер зміни нейронної активності, у стовбурових утворень - інший, у гіпокампу і перегородки - третій, у кори і таламуса - четвертий. Особливо цікавий останній, четвертий тип.

Під час швидкого сну і під час неспання нейрони кори і таламуса поводяться зовсім однаково- розряджаються в основному одиночними імпульсами, витримуючи між розрядами нерегулярні проміжки. Як тільки починаються швидкі рухи очей, частота імпульсів посилюється - точь-в-точь як у стані неспання, коли ми починаємо вдивлятися в що-небудь. Чи то кора і таламус під час швидкого сну і неспання працюють однаково, а психологічні відмінності між цими фазами визначаються іншими структурами, то чи працюють вони неоднаково, але різниця в їх роботі ще не відкрита. Майбутнє покаже, яка з цих точок зору вірна, а може бути, на справу доведеться подивитися як-небудь зовсім по-іншому.

Однак нейронами не вичерпується ієрархія мозкових систем. Нижче рівня нервових клітин, вірніше в самих клітинах, протікають незліченні хімічні процеси, від яких багато в чому залежить вся робота мозку. Нервові імпульси передаються за допомогою медіаторів (переносників); ці речовини виділяються в синапсах - проміжках між двома нейронами. Одні синапси виділяють ацетилхолін, інші - норадреналін, треті - серотонін, четверті - гаммааминомасляной кислоту і так далі.

Для дослідження ролі серотоніну в мозкових процесах, найчастіше за все використовуються його біологічними попередники. До них відноситься L-триптофан. З'ясувалося, що він збільшує частку швидкого сну. Такий же результат отримано і від введення в вену іншого попередника серотоніну - 5-оксітріптофана. З іншого боку, введення серотоніну у внутрішню сонну артерію свідчить про те, що він має скоріше відношення до повільного сну. Жуве вводив кішкам речовини, що сприяють накопиченню в мозку серотоніну і норадреналіну, і у них вкорочувався швидкий сон, а повільний ставав довшим. У мозку найбільше серотоніну міститься в ядрах шва, розташованих в нижніх відділах стовбура головного мозку. Руйнування цих ядер викликає безсоння.

Факти, як ми бачимо, вельми суперечливі і уривчасті, скласти їх в струнку картину нелегко. Те, що виявлено у тварин, не виявляється у людей. Проте Жуве в 1969-1972 роках спробував узагальнити ці факти. Серотонін відіграє велику роль у виникненні і підтримці повільного сну. Але і швидкий сон теж від нього залежить - в основному, в початковій стадії. Серотонін його як би запускає, потім в процес включаються інші речовини. Словом, у повільного сну своя хімія, а у швидкого своя. Своя хімія і у неспання.

Між іншим, ми не згадали і половини речовин, що беруть участь в організації сну і неспання, і нічого не сказали про гормональні та метаболічні перетворення. Тут теж у кожної фази своя хімія. Гормони надниркових залоз виділяються переважно в другу половину ночі, коли зростає частка швидкого сну, а соматотропний гормон (гормон росту), що продукується гіпофізом, виділяється найбільше в повільному сні і в першу половину ночі. Можна сказати, що в повільному сні ми ростемо швидше, ніж в швидкому.

Уявімо, що в ядрах шва посилилася вироблення серотоніну, а в синьому ядрі і середньому мозку стала слабшати вироблення норадреналіну. Мозок переходить на режим альфа-ритму. Ось-ось затихне активує система і включаться системи сну. Але що спонукає нейронні фабрики до посиленого вироблення серотоніну? Що включає механізми, що включають сон?

В першу чергу - цикаднимі ритм. До циркадному ритму тисячоліттями пристосовувалася вся хімія організму, відшукуючи кращі каталізатори та інгібітори для всіх його станів. Циркадні зрушення гуморального фону і рівня метаболізму в мозку послаблюють діяльність активує системи. Цьому сприяє зменшення потоку сенсорної і м'язової інформації і загальне помірне стомлення. Ми починаємо засинати. На електроенцефалограмі у нас з'являються повільні хвилі: підвищується активність синхронізуючих механізмів. Вони пригнічують залишки активують впливів і перебудовують роботу мозку. Накопичення серотоніну, головним чином в структурах стовбура, сприяє розвитку повільного сну. Ми вже у владі сонних веретен.

Серед сприяють сну обставин ми згадали про спільне стомлення. Яка підгрунтя ховається за цим відчуттям? Що у нас втомлюється? Нервова система? Але чи можуть втомлюватися нервові клітини? Порівняємо нейрон з серцем. Цикл збудження і скорочення серця триває кілька десятих часток секунди, відпочиває воно стільки ж. Цикл збудження нейрона набагато коротше - тисячні частки секунди. Однак немає жодних підстав вважати, що для відпочинку йому не вистачає таких же мікро інтервалів між роботою. Поки немає вагомих підтверджень, що для відпочинку нейронам потрібен сон.

І все-таки втома - це не міф. Перш за все втомлюється скелетні м'язи. М'язове стомлення змушує нас прийняти горизонтальне положення, розслабити м'язи. Розслаблення гасить потужний потік імпульсів, що посилаються в центральну нервову систему скороченими м'язовими волокнами, і це сприяє зниженню рівня неспання. Чому ж тоді не можна обмежитися лежанням, а треба неодмінно спати? Тому що, як би ми не старалися розслабитися, багато м'язи все одно будуть скуті певним напруженням. Наша свідомість має зовсім «відвернутися» від м'язів, надати їх самим собі. Крім фізичної втоми, існує ще розумова і емоційна втома - НЕ виснаження нервових клітин, а виснаження розумових і душевних сил, наполегливо вимагають відновлення.

В середині XX століття під впливом ідей кібернетики почали вимальовуватися контури інформаційної теорії сну, або, вірніше, інформаційної гіпотези. Згідно з однією з первинних її модифікацій, до вечора мозку стає все важче і важче засвоювати інформацію, яка накопичується за день, він втомлюється від перевантаження і починає відчувати необхідність в очищенні короткочасної пам'яті від зайвого вантажу. А треба сказати, що якщо довгострокова пам'ять у людини кордонів не має - по крайней мере вони не виявлені, - то обсяг короткочасної пам'яті, як це доведено психологічними експериментами, дуже невеликий. Дещо потрібно викинути за борт, а дещо перекласти в довготривалу пам'ять. Зайнятися оцінкою інформації і її перекодуванням під час неспання колись: сигнали надходять безперервно і звідусіль, одне накладається на інше. Перекодування - річ непроста. Все це вимагає зосередження, поглиблення в себе: треба відключитися від зовнішнього світу (а саме це і становить сутність сну) і перейти на особливий режим. Прокидаємося ми тоді, коли переробка інформації закінчена: спати більше нема чого.

Чи не дає ця гіпотеза і ключ до розгадки призначення сну? Адже вона не тільки вказує на стимул, що спонукає мозок перейти на режим сну, але і пояснює, навіщо ми спимо. Але залишимо це питання поки без відповіді, бо ми ще ні словом не торкнулися сновидінь. Для чого ми їх бачимо і що вони собою являють - ось що ми повинні обговорити спочатку.

Схожі статті