Что такое быстрый сон? Определение и преимущества

Быстрое движение глаз, или БДГ-сон, является заключительной фазой четырехстадийного цикла, происходящего во время сна. В отличие от медленного сна, четвертая фаза характеризуется повышением мозговой активности и функций вегетативной нервной системы, которые ближе к тому, что наблюдается в состоянии бодрствования. Подобно стадиям медленного сна, эта стадия сна в основном контролируется стволом мозга и гипоталамусом с дополнительным участием гиппокампа и миндалевидного тела. Кроме того, быстрый сон связан с учащением ярких снов. В то время как не-БДГ-сон связан с отдыхом и восстановлением, цель и преимущества БДГ-сна до сих пор неизвестны.Однако многие теории предполагают, что быстрый сон полезен для обучения и формирования памяти.

Основные выводы: что такое быстрый сон?

• Быстрый сон — это активная стадия сна, характеризующаяся повышенной активностью мозговых волн, возвращением вегетативных функций в состояние бодрствования и сновидениями, сопровождающимися параличом.
• Ствол мозга, особенно мост и средний мозг, а также гипоталамус являются ключевыми областями мозга, которые контролируют быстрый сон с помощью клеток, секретирующих гормоны «БДГ-включено» и «БДГ-выключено».
• Самые яркие, сложные и эмоциональные сны происходят во время быстрого сна.
• Польза быстрого сна неясна, но может быть связана с обучением и хранением памяти.

Определение REM

быстрый сон часто описывается как «парадоксальное» состояние сна из-за его повышенной активности после медленного сна. Три предшествующие стадии сна, известные как не-БДГ или N1, N2 и N3, первоначально происходят во время цикла сна, постепенно замедляя функции организма и активность мозга. Однако после наступления сна N3 (самая глубокая стадия сна) мозг сигнализирует о наступлении более возбужденного состояния. Как следует из названия, во время быстрого сна глаза быстро двигаются в стороны. Вегетативные функции, такие как частота сердечных сокращений, частота дыхания и артериальное давление, начинают повышаться ближе к своим значениям в состоянии бодрствования. Однако, поскольку этот период часто ассоциируется со сновидениями, активность основных мышц конечностей временно парализована. Подергивания все еще можно наблюдать в более мелких группах мышц.

Это цифровая иллюстрация областей активности во время быстрого сна в человеческом мозгу, выделенных красным и зеленым цветом. Дорлинг Киндерли / Getty Images

Быстрый сон — самый длинный период цикла сна, он длится от 70 до 120 минут. По мере увеличения продолжительности сна цикл сна благоприятствует увеличению времени, проведенного в фазе быстрого сна. Доля времени, затрачиваемого на эту фазу, определяется возрастом человека. У новорожденных присутствуют все стадии сна, однако у младенцев гораздо выше процент медленноволнового сна без фазы быстрого сна.Доля быстрого сна постепенно увеличивается с возрастом, пока не достигает 20-25% цикла сна у взрослых.

REM и ваш мозг

БДГ-сон. Нумерация кривых сверху вниз: 1 и 2 — электроэнцефалограммы (ЭЭГ) мозговой активности; 3 — электроокулограмма (ЭОГ) движений правого глаза; 4 ЭОГ левого глаза; 5 представляет собой электрокардиограмму (ЭКГ) сердечной деятельности. 6 и 7 представляют собой электромиограммы (ЭМГ) активности мышц гортани (6) и мышц шеи (7). Джеймс Холмс / Научная фотобиблиотека / Getty Images Plus

Во время быстрого сна активность мозговых волн, измеренная на электроэнцефалограмме (ЭЭГ), также увеличивается по сравнению с более медленной волновой активностью, наблюдаемой во время медленного сна. Сон N1 показывает замедление нормального паттерна альфа-волн, отмеченное в состоянии бодрствования. Сон N2 представляет собой волны K, или длинные волны высокого напряжения, длящиеся до 1 секунды, и веретена сна, или периоды всплесков низкого напряжения и высокой частоты. Сон N3 характеризуется дельта-волнами или высоким напряжением, медленной и нерегулярной активностью. Тем не менее, ЭЭГ, полученные во время быстрого сна, показывают паттерны сна с низким напряжением и быстрыми волнами, некоторыми альфа-волнами и пиками мышечных подергиваний, связанными с передаваемыми быстрыми движениями глаз. Эти показания также более изменчивы, чем те, которые наблюдаются во время медленного сна, со случайными паттернами всплесков, время от времени колеблющимися больше, чем активность, наблюдаемая во время бодрствования.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) использует электроды для считывания небольших электромагнитных волн человеческого мозга. Graphic_BKK1979 / iStock / Getty Images Plus

Основными участками мозга, активируемыми во время быстрого сна, являются ствол мозга и гипоталамус. В частности, мост и средний мозг, а также гипоталамус содержат специализированные клетки, известные как клетки «REM-on» и «REM-off». Чтобы вызвать переход к фазе быстрого сна, REM-включенные клетки выделяют гормоны, такие как ГАМК, ацетилхолин и глутамат, которые запускают быстрые движения глаз, подавление мышечной активности и вегетативные изменения.Клетки с отключенной фазой быстрого сна, как следует из их названия, вызывают компенсацию быстрого сна за счет секреции стимулирующих гормонов, таких как норадреналин, адреналин и гистамин.

Гипоталамус также содержит стимулирующие клетки, известные как орексиновые нейроны, которые выделяют гормон орексин. Этот гормон необходим для поддержания бодрствования и пробуждения во время сна, и его уровень часто снижен или отсутствует у людей с нарушениями сна. Гиппокамп и миндалевидное тело также участвуют в фазе быстрого сна, особенно во время сновидений. Эти области мозга наиболее известны своими функциями памяти и эмоциональной регуляции. ЭЭГ покажет повышенную активность гиппокампа и миндалевидного тела с наличием высоковольтных регулярных волн, известных как тета-волны.

Сны и быстрый сон

Хотя сновидения могут возникать и в других стадиях сна, самые яркие сновидения приходятся на период быстрого сна. Эти сны часто представляют собой сложные и эмоциональные переживания воображаемой жизни, чаще всего связанные с грустью, гневом, опасениями или страхом. Человек также может легче вспомнить сон при пробуждении от быстрого сна, а не от медленного сна. Цель содержания сна в настоящее время не понятна. Исторически сложилось так, что невролог и отец психоанализа Зигмунд Фрейд предположил, что сны были отражением бессознательных мыслей, и поэтому каждый сон имел глубокое значение. Однако его толкование снов не является общепринятой теорией. Противоположная гипотеза предполагает, что содержание сновидений является результатом случайной активности мозга, происходящей во время быстрого сна, а не осмысленным опытом интерпретации.

Преимущества быстрого сна

Сон в целом необходим для здоровья и благополучия, так как умеренное недосыпание увеличивает риск хронических заболеваний, а тяжелое недосыпание может привести к галлюцинациям или даже к смерти. В то время как медленный сон необходим для выживания, преимущества быстрого сна остаются неубедительными.Исследования, в которых участников лишали фазы быстрого сна путем пробуждения, не выявили явных побочных эффектов. Некоторые препараты, в том числе антидепрессанты МАО, приводят к резкому снижению фазы быстрого сна без каких-либо проблем у пациентов даже после многих лет лечения.

Из-за отсутствия убедительных доказательств существует множество гипотез о пользе быстрого сна. Одно из предполагаемых преимуществ связано с ассоциацией быстрого сна и сновидений. Эта теория предполагает, что определенные негативные модели поведения, которым следует «разучиться», репетируются через сны. Действия, события и последовательности, связанные с пугающими ситуациями, часто являются предметом снов и поэтому должным образом стираются из нейронной сети. Также предполагается, что быстрый сон помогает передавать воспоминания из гиппокампа в кору головного мозга. На самом деле, часто считается, что циклическое появление медленного и быстрого сна улучшает физический и умственный отдых тела, а также способствует формированию памяти.