Общая динамика ЭЭГ-ритмов
Ритмическая активность головного мозга непрерывно меняется в зависимости от функционального состояния человека. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) позволяет четко разграничить периоды бодрствования и различные фазы сна.
В активном состоянии бодрствования регистрируется высокочастотная и низкоамплитудная «быстрая» активность — β-ритм с частотой 15–30 Гц. Как только человек ложится, закрывает глаза и готовится ко сну, на смену быстрым бета-волнам приходит более медленный α-ритм (8–13 Гц). Этот переходный момент сопровождается началом расслабления скелетной мускулатуры.
По мере углубления сна частота электрических колебаний продолжает снижаться. Появляется υ-ритм (соответствующий тета-диапазону 4–6 Гц), а на пике расслабления доминируют самые медленные волны — δ-ритм (0,5–3 Гц). Важно отметить, что общая последовательность перехода между ритмами и продолжительность каждой отдельной стадии строго индивидуальны.
Стадии медленноволнового сна (Non-REM)
Процесс засыпания и погружения в глубокий сон сопровождается закономерными изменениями на ЭЭГ и выраженными вегетативными сдвигами. Медленноволновый сон при засыпании длится в среднем 1–1,5 часа и протекает в несколько стадий:
- Стадия дремоты. Наступает при закрывании глаз. На ЭЭГ регистрируются альфа-волны, состояние характеризуется возможностью легкого пробуждения.
- Стадия «сонных веретен». Развивается в течение первых 30 минут после засыпания. Альфа-волны на энцефалограмме начинают складываться в специфические паттерны, напоминающие веретена.
- Стадия тета-волн. Сменяет сонные веретена примерно через полчаса. На ЭЭГ появляются высокоамплитудные медленные тета-волны. Пробудить спящего на этом этапе уже значительно труднее. Начинаются вегетативные изменения: снижаются частота сердечных сокращений (ЧСС) и артериальное давление (АД), падает температура тела, а ритм дыхания и сердцебиения становится регулярным.
- Стадия дельта-волн (Дельта-сон). Период максимально глубокого сна. На ЭЭГ нарастают высокоамплитудные сверхмедленные дельта-волны, которые могут несколько убыстряться по мере дальнейшего углубления сна. Порог пробуждения достигает максимума: разбудить человека можно только очень громким звуком или физическим воздействием (интенсивно растолкав). Вегетативные показатели (пульс, давление, температура) опускаются до своих минимальных значений.
Парадоксальный сон (REM-сон) и ночная динамика
Особое место в структуре сна занимает парадоксальная фаза (REM-сон). Несмотря на то что человек спит, электрическая активность мозга вновь становится быстрой и практически неотличима от состояния бодрствования.
Происходит десинхронизация ритма: на ЭЭГ регистрируется β-ритм (14–30 Гц). Возникает «парадокс» между высокой активностью мозга и состоянием сна.
В течение всей ночи (как правило, на графиках с 23:00 до 06:00) фазы медленноволнового и парадоксального сна непрерывно чередуются. Ключевая закономерность этого процесса заключается в том, что с каждым новым циклом ближе к утру продолжительность парадоксальной фазы сна неуклонно нарастает.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие структуры головного мозга являются пейсмейкерами медленноволнового сна?
В источниках термин «пейсмейкеры медленноволнового сна» прямо не используется.
Подтверждено участие следующих структур в развитии и механизмах медленноволнового сна:
- Центр сна заднего гипоталамуса: его нейроны при устранении тормозного влияния лобной коры начинают тормозить ретикулярную формацию ствола мозга, что приводит к блокаде восходящих активирующих влияний на кору и наступлению медленноволнового сна.
- Ядра таламуса: участвуют в механизмах медленноволновой фазы сна.
В какую фазу сна наблюдается полное расслабление скелетной мускулатуры с потерей мышечного тонуса (атонией)?
Полное расслабление скелетной мускулатуры с потерей мышечного тонуса (атонией) наблюдается в фазу быстрого (быстроволнового, парадоксального или REM) сна.
В этот период моторный выход полностью блокируется, что вызывает резкое падение мышечного тонуса. За данный процесс отвечает специфическая группа клеток — нейроны задней части ретикулярной формации ствола мозга. Именно они осуществляют торможение тонуса мышц посредством своих аксонов, которые проецируются напрямую в спинной мозг.
Какие нейромедиаторы участвуют в запуске парадоксальной фазы сна?
В запуске парадоксальной фазы (быстрого сна) принимает участие нейромедиатор ацетилхолин.
Переход к быстрому сну происходит за счет резкой активации гигантских нейронов ретикулярной формации ствола. Возбуждение этих клеток напрямую обусловлено высвобождением ацетилхолина. Этот процесс обеспечивает преимущественно холинергическую активацию коры, исходящую из ствола мозга, моста и лимбической системы, что формирует электроэнцефалографическую картину «бодрствующего мозга» при спящем организме.
Для запоминания последовательности ритмов ЭЭГ при погружении в сон можно использовать фразу: «Бодрый Аист Тихо Дремлет» (Бета — Альфа — Тета(υ) — Дельта).
Вопросы с занятий и экзамена
В какую стадию сна человека сложнее всего разбудить?
В стадию дельта-волн (дельта-сон). Порог пробуждения в этот момент максимален, требуются очень сильные звуковые раздражители или механическое воздействие.
Как меняются вегетативные показатели в течение медленного сна?
По мере углубления медленного сна (особенно на стадии тета- и дельта-волн) снижаются ЧСС, артериальное давление и температура тела, достигая своих минимальных значений в дельта-сне.
Что ещё разобрать по теме
- Индивидуальные колебания продолжительности стадий сна
- Особенности электромиограммы (ЭМГ) и электроокулограммы (ЭОГ) во сне
- Механизмы формирования «сонных веретен»
- Вегетативные сдвиги в парадоксальную фазу сна
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «ЭЭГ во время сна» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Сон»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.