Работа мозга во сне. Характер активности мозговых структур в процессе сна

Сон человеку необходим прежде всего для отдыха мозга. Но, как показали многочисленные исследования, мозг во время сна работает еще активнее и продуктивнее, чем во время бодрствования, когда он занят взаимодействием с внешней средой.

Приверженцы химической теории сна Пьерон и Лежандр в начале века искали химические факторы сна – яды и шлаки.

Профессор физиолог Ониани убежден, что такие факторы есть, но они являются не ядами и шлаками, а веществами, определенная концентрация которых может нарушить мозговой гомеостаз, комплекс состояний и процессов, обеспечивающих оптимальную работу .

Когда концентрация этих веществ достигает контрольного уровня, запускается для нейтрализации действия опасных веществ.

При длительном сне случаются нейрогуморальные сдвиги, подвергающие угрозе гомеостаз со стороны накопившихся факторов бодрствования. Механизмы бодрствования оживают, и система приближается к своему оптимальному состоянию, нейтрализуя эти факторы.

Таким образом, во время бодрствования накапливаются . Для их нейтрализации необходима длительная работа медленного сна, а факторы пробуждения вырабатываются достаточно быстро. Если химия сна еще не нейтрализована, необходимо притормозить пробуждение. Можно это сделать с помощью псевдободрствования – быстрого сна.

Когда же работа по завершению нейтрализации вредных факторов завершится, мы проснемся по-настоящему. Именно по этой причине в предутренние часы почти отсутствует дельта-сон и господствует быстрый, сдерживающий наше преждевременное пробуждение.

Ониани приводит самую убедительную и простую версию быстрого сна: его цель помочь медленному сну наиболее полно нейтрализовать факторы сна, накопившиеся во время бодрствования. Ониани, как и Фрейд, называет быстрый сон – стражем сна, умным и точным его регулятором.

Но для чего быстрый сон устраивает качели с альфа-ритмом и тета-ритмом, имитируя нарастание и удовлетворение каких-то абстрактных потребностей?

Объяснение этому простое: чтобы вызвать химию бодрствования к жизни, когда организм всецело занят сном, необходимо разбудить активные эмоции, запускающие без промедления эту химию. Слабые эмоции спокойного бодрствования не дадут нужного результата. Поэтому включается напряженное псевдободрствование с его тета-ритмом.

А эмоциональное напряжение можно вызвать различными неудовлетворенными потребностями – потребность в защите, в еде, в питье, в решении сложной творческой задачи, в выходе из запутанной ситуации и т.д.

Но если неудовлетворенная потребность будет только нарастать, мы можем , чего не должно произойти раньше положенного. Поэтому у быстрого сна есть свой гомеостаз, регулируемый качелями: затихающий тета-ритм, возрастающий альфа-ритм. Псевдопотребность удовлетворена, можно выпустить пар. И так далее, поочередно.

Быстрый сон контролирует длительность ночного сна, не позволяя нам проснуться раньше времени, загружая нас «работой» в предутренние часы – .

Вырисовывается иерархия циклов и ритмов, которые выстраивают систему гомеостаза с его феноменально организованной саморегуляцией. Цикл «медленный сон-быстрый сон» повторяется несколько раз за ночь. Медленная фаза имеет свою смену ритмов, ведущую к . Быстрая фаза имеет свои ритмы, поддерживающие оптимальный режим.

Комплекс ритмов обеих стадий, повторяясь каждую ночь, устраняют накопленные во время бодрствования отклонения, восстанавливают гомеостатическую гармонию, нарушаемую этими отклонениями.

Говоря о восстановлении и о гармонии, Ониани вкладывает в них самый широкий смысл – восстановление равновесия всей системы жизни.

Однако сон не может быть сам по себе оптимальным состоянием жизни . Случись так, жизнь превратилась бы в сплошной сон. Во время сна система гомеостаза нейтрализует одни отклонения, но приобретает другие.

Наступает бодрствование с присущей ему иерархией ритмов и циклов, система вновь устраняет от равновесия, полученные уже во время сна. У бодрствования, по-видимому, тоже есть внутренние стражи и свои регуляторы оптимального режима.

Так раскрываются роли сна и бодрствования.

Человек отдыхает не только от информационной и , не только от рассогласования биоритмов. Каждая перегрузка – всего лишь доля общей системы, каждое рассогласование – часть общего рассогласования системы.

Таким образом, можно утверждать, что

во время бодрствования мозг отдыхает ото сна, а во время сна – от бодрствования.

По материалам А.Вейна «Три трети жизни»

Елена Вальве для проекта Сонная кантата

Содержимое статьи

Необходимость ежедневного сна обусловлена не только человеческим желанием и физиологией, но и наукой. Абсолютно каждый человек порядка третьей части своей жизни затрачивает на это занятие. Все, чем он занимался весь предыдущий день, какие задачи он решал, о чем думал, что планировал, с какими воспоминаниями сталкивался, мозг переваривает и расставляет «по полочкам», когда человек крепко спит. Оказывается, когда человек пребывает в бессознательном состоянии и погружается в объятия Морфея, мозг продолжает свою активную работу. Рассмотрим, каким образом осуществляется функционирование мозга во время сна, чем он на самом деле занимается и как себя ведет.

Что делает мозг ночью

Когда мы спим, наш мозг продолжает действовать. Эта деятельность, активность мозга обусловлена особенностями его строения. Перечень его задач в этот момент заключается в следующем:

1. Принятие жизненно важных решений. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что мозг в состоянии принимать оперативные решения по любым вопросам и задачам. В источнике Current Biology были опубликованы результаты исследований, при которых респондентов просили делать сортировку слов на категории посредством нажатия кнопки, при всем этом можно было засыпать. Эксперимент продолжился и во сне, поскольку мозг участников продемонстрировал способность принимать решения даже после того, как организм уснул.
2. Классификация воспоминаний. Изучая вопрос, что происходит с нашим мозгом во время сна, можно отметить, что он занимается обработкой воспоминаний и утратой связей со старыми моментами. Он сортирует человеческую память таким образом, чтобы нужные моменты не забывались. По заверению доктора М. Уокера, который работает в Калифорнийском университете, если человек после здорового сна посетит урок фортепиано и в следующую ночь проспит нужное количество времени, то материал будет усвоен и воспроизведен на 20-30% лучше, нежели при проверке знаний сразу же после того, как окончится занятие.

3. Избавляется от шлаков и токсинов. Как только тело погружается в сон, мозг продолжает активную работу, избавляя его от вредных веществ. Этот факт подтвержден и подкреплен серией исследовательских мероприятий. А ведь повышенное количество этих элементов может повлечь за собой многие патологические состояния, поэтому польза мозга в данном направлении бесспорна.

4. Обучение физическому труду. В период фазы быстрого сна происходит передача информации о двигательных опциях из коры мозга в височную область. Это явление позволяет тщательно продумывать и безукоризненно выполнять задачи, связанные с физическим трудом. Теперь понятно, какой отдел мозга отвечает за выполнение физических упражнений и повседневных действий.

Как видно из вышеописанного, функционирование мозга во сне продолжается, и он, даже когда мы спим, выполняет большое количество задач.

Работа мозга по циклам

Весь процесс ночного сна человека состоит из нескольких циклов «медленный – быстрый процесс». Согласно общедоступной теории, мы спим, чтобы обеспечить переработку информации, полученной в течение прожитого дня или предыдущих суток. Классический сон включает в себя 4 стадии медленного и 2 стадии быстрого сна. Информация передается в реорганизованной форме только по завершении третьего цикла. Но мозг не отключается и в последующие 1-2 цикла, а продолжает работать.

В процессе погружения в мир Морфея мозговые структуры на время утрачивают между собой функциональные взаимосвязи, способствующие бодрствованию. Это явление можно отследить на электроэнцефалограммах. Каждая из этих структур замыкается в себе, а затем настраивается на нужный лад и подлежит регулированию, что нельзя осуществить во время бодрствования, когда «серое вещество» находится в активном взаимодействии с окружающей средой. У спящего голова работает немного по-другому.

Даже когда мы спим, наш мозг все равно работает

На стадии медленного сна происходит регулирование внутренних ритмов относительно каждой структуры мозга, в то время как на этапе быстрого процесса наблюдается налаживание гармонических взаимосвязей между этими элементами. В целом же сон имеет одну основную задачу – настроить биоритмы тела на оптимальный режим, который у каждого человека индивидуален. Создается этот эталон в процессе бодрствования, а в качестве базы выступает та или иная поведенческая программа, заложенная на генетическом уровне. Если модель сформирована и работает налажено – для отдыха достаточно небольшое количество сна. Если имеются сбои – человек спит дольше.

Занимателен тот факт, что потребность во сне имеет обратную пропорциональную взаимосвязь с объемом получаемой информации: чем больше ее поступает в серое вещество, тем меньше сна необходимо. Это может быть связано с тем, что в процессе получения усиленной умственной нагрузки человек спит меньше, нежели в случае, когда он большую часть своего времени проводит у телевизора.

Отдых мозга во время сна

Отдыхает ли наш мозг во время сна? Вопрос является объектом споров среди многих людей. И это небезосновательно. На самом деле, как только человек отправляется в мир сновидений, мозг перестраивается на иной режим работы. Если во время бодрствования у него не было возможности анализировать события и классифицировать мысли, то, когда человек уснул, она появилась. Поэтому на первых циклах мозг занимается этими задачами, а по завершении этой работы (как правило, ближе к утру) имеет немного времени на отдых. Но это не значит, что он полностью «отключается» наряду с телом, можно сказать, что он просто включает «эконом» режим. Поэтому со стороны мозга сон воспринимается не так, как со стороны тела.

Работа мозга и сновидения

Когда мозговые структуры функционируют, они налаживают между собой взаимные связи, будто бы переговариваясь. Этот факт целиком и полностью доказывают различные сновидения. Также в этом процессе происходит активная тренировка нервных центров: клетки, которые бездействовали при бодрствовании, начинают выполнять своего рода функциональную гимнастику, чтобы поддерживать оптимальную форму. Именно по этой причине после стресса человек спит «как убитый», ведь его клетки уже получили встряску и не нуждаются в дополнительной информации в виде снов.

Медленная фаза сновидений

Всего на медленную стадию приходится порядка 75-85% всего сна, и она включает в себя несколько состояний:

• дремота;
• сонные веретена;
• дельта-сон;
• глубокий сон.

По мере погружения человека в сон происходит изменение многих функций организма. На первой стадии, именуемой дремотой, а также на втором этапе пульс становится более редким, АД подлежит снижению, кровь течет более медленно. Как только спящий погружается в состояние дельта-сна, его пульс заметно учащается, а давление повышается. Медленный сон – это фаза, отвечающая за регулирование внутренних ритмов касательно каждой мозговой структуры и каждого органа.

Работа органа в быстрой фазе

Работа мозга во время сна быстрого типа является несколько иной. В основном процесс быстрого сна может быть разделен на 2 основные стадии:

• эмоциональная;
• неэмоциональная.

Они поочередно приходят на смену друг другу и действуют так несколько раз, причем первая стадия всегда является более длинной.

Чем быстрый сон отличается от медленного

Есть несколько моментов, которые отличают одну фазу сна от другой, и следует принять их во внимание.

1. Количество стадий в медленном сне – 4, а в быстром – 2.
2. В процессе медленного сна движения глаз поначалу являются плавными, а в конце стадии они и вовсе останавливаются. В быстрой фазе все наоборот – глаза двигаются непрерывно.
3. Различается и состояние вегетативной нервной системы: в первом случае человек быстрее растет, поскольку происходит более активная выработка гормона роста.
4. Сновидения также различны. Если речь идет о быстрой фазе, картины насыщены различными действиями, имеют яркую окраску. При медленном сне сюжет является более спокойным или может отсутствовать.
5. Процесс пробуждения. Если разбудить индивидуума в процессе быстрого сна, он просыпается значительно легче, а впоследствии будет иметь гораздо лучшее самочувствие, нежели человек, разбуженный в фазе медленного сна.
6. Температура мозга на подходе к медленной фазе сна постепенно снижается, а в быстрой фазе за счет прилива крови и активного метаболизма, наоборот, повышается. Иногда она может превышать нормальный показатель, наблюдаемый во время бодрствования.

Еще один немаловажный вопрос заключается в том, какая часть мозга отвечает за сон. Ведь до недавнего времени было неизвестно, в какой области мозга происходит работа, связанная со сновидениями. Ученые из Висконсинского университета в результате проведенного исследования смогли сделать сенсационное открытие. В эксперименте было предложено принять участие 46 людям, у которых производилась регистрация электрических волн. Для того, чтобы изолировать участки нейронов, отвечающих за сновидения вне зависимости от фазы сна, использовалась высокоплотная ЭЭГ. Испытуемых несколько раз будили и спрашивали о снах. А затем производилось сравнение полученных ответов с электрической активностью.

Полученные в ходе исследования данные показали, что в процессе сонного состояния снижение активности в задней части коры было непосредственно взаимосвязано с возникновением снов. И наоборот, когда в той же области наблюдалось возрастание низкочастотной активности, испытуемые говорили, что сны отсутствовали, то есть в это время ничего не снится.

Очищение мозга

Американские ученые в ходе проведения некоторых исследований выяснили, что сон нужен еще и для очищения мозга от токсических элементов. По их наблюдениям во время сна мозг потребляет столько же или даже больше энергии, нежели в период бодрствования. Во время испытаний на грызунах специалисты выяснили, что во время сна активность не снижается, а лишь переходит в иное русло. В ночное время, когда происходит очищение внутренних органов от накопившихся шлаков с помощью лимфы, мозг тоже очищается.

Доктор из Нью-Йоркского медицинского центра сообщил, что ресурс мозга предполагает определенные ограничения. Серое вещество способно делать что-то одно: или активно перерабатывать мысли, или обеспечивать вывод токсинов. Если бы этот процесс наблюдался в дневное время, ни один человек не имел бы возможности нормального принятия решений. А если бы происходило постепенное накапливание токсинов в мозге, была бы огромная вероятность возникновения заболевания Альцгеймера.

Какой вывод можно сделать

Таким образом, мы изучили, как работает человеческий мозг во время сна, сколько энергии потребляет, и в каком режиме функционирует, как только мы засыпаем. Наше «серое вещество» — объект наблюдений и споров многих ученых. Когда мы пребываем в объятиях Морфея, он начинает свою, неведомую нам работу, решая большое количество задач. Во время бодрствования он также активничает, но действует в других направлениях. Мозг человека – сложная структура, требующая детального изучения и исследования.

Все млекопитающие и теплокровные существа на планете, и даже и птицы, должны спать. Это особенность организма, которую ученые не могут разгадать до конца и понять, как же она работает. Однако в 50-хгодах прошлого века была изобретена электроэнцефалограмма (ЭЭГ) - это методика, позволяющая следить за тем, что происходит с мозгом во время сна и другими органами и системами. При этом человек спит, его отдых не нарушается, что позволяет получить достоверные данные о функционировании тела.

Однако наиболее актуальным является вопрос о том, как происходит работа мозга во время сна. Ответы на него найдены только частично, но они могут объяснить некоторые важные процессы, происходящие при ночном отдыхе.

Активность по фазам сна

Раньше считалось, что в спящем состоянии активность мозга постепенно снижается, а потом и вовсе прекращается его деятельность. Однако появление ЭЭГ полностью опровергло эту теорию. Оказывается, что мозг во сне никогда не «дремлет», он проделывает титаническую работу, чтобы подготовить нас к последующему дню.

Когда мы спим, происходит прохождение через две основные фазы: медленного и быстрого сна. Медленный сон еще называют ортодоксальным или глубоким, именно из него начинается ночной отдых. После этого идет быстрая фаза, ее также именуют парадоксальной или фазой быстрого движения глаз.

Мозг во время сна ведет себя по-разному, в зависимости от того, через какую фазу он проходит. Рассмотрим более подробно, какой механизм действия нейронов в нем запускается в определенные моменты.

1. Мозг и медленный сон. Во время засыпания нейронные колебания в мозге постепенно затухают, все мышцы тела максимально расслабляются, сердцебиение замедляется, снижается давление и температура тела. За погружение в сон отвечает отдел мозга, называющийся гипоталамус. В нем есть группа нервных клеток, которые тормозят выработку нейротрансмиттеров (химических передатчиков, отвечающих за обмен импульсами между нервными клетками). Активизация этой группы нейронов мозга отвечает за начало ночного отдыха.
2. Деятельность мозга во сне быстрой фазы. Во время парадоксального сна возбуждение таламуса осуществляется холинергическими рецепторами, в которых передача возбуждения происходит посредством ацетилхолина. Эти клетки расположены в среднем мозге и верхней части варолиева моста. Их высокая активность ведет к тому, что появляется всплеск нейронных колебаний. Мозг во сне этой фазы выполняет почти такие же функции, как и при бодрствовании. Однако трансмиттеры моноамины, которые направляются в кору головного мозга из верхней части его ствола, такой активности не испытывают. Следовательно, передача информации от таламуса в кору происходит, но мы ее воспринимаем как сон.

Детоксикация во сне

Мозг во сне выполняет различные функции, но последние исследования подтвердили, что главной из них является детоксикация. По мнению экспертов, за этот процесс отвечает глимфатическая система, открытая всего несколько лет назад учеными. Как выяснилось во время экспериментов, проводимых на мышах, активность этой системы во время сна возрастает более чем в 10 раз. Процесс выведения вредных белковых соединений помогает предотвратить такие патологии, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Происходит «очистка» следующим образом:

• клетки, поддерживающие нейроны в головном мозге, во время сна уменьшаются в размере, они будто съеживаются;
• межклеточное пространство увеличивается в мозговом веществе;
• мозговая жидкость практически вымывает токсины, скопившиеся между клетками.

Как предполагают ученые, на детоксикацию мозг тратит много энергии. Возможно, он не может одновременно бодрствовать и «очищаться», и потому мы вынуждены проводить некоторое время во сне.

Достоверные данные по этому поводу будут известны только тогда, когда эксперименты начнут проводить на людях, а не на животных.

Другие функции

Несмотря на то, что детоксикацию ученые считают одним из наиболее важных открытий последних лет, кроме этой задачи мозг во сне выполняет и другие важные для организма функции.

Рассмотрим, какую именно работу он проделывает, и как она отражается на нашем самочувствии днем:

Подведем итоги

Мозг человека - это уникальная структура, возможности которой еще до конца не открыты. Если раньше считалось, что он полностью отключается во время сна, то сейчас известно, что это не так. В то время как мы отдыхаем, активируются нейронные связи, которые отвечают за различные функции нашего организма.

Полноценный сон важен для поддержания нормального физического и психологического состояния человека, потому ему нужно отводить положенное время.

О том, что сон делится на несколько стадий, одна из которых - стадия быстрого сна, ученые догадались 55 лет назад. Честь этого открытия принадлежит студенту Чикагского университета Юджина Азерински и его научному руководителю Натаниэлю Клейтману.

Оказалось, что человек вроде бы и спит, но его глазные яблоки энергично движутся, а сам он видит яркие, запоминающиеся сны. Мало того, бодрствование с закрытыми глазами занимает пятую часть всего времени сна, и в это время клетки мозга весьма активны: они, как показывают сегодняшние исследования, заняты переработкой информации.

Итак, как теперь известно, из каждых восьми часов мы понастоящему спим лишь шесть часов с небольшим. В фазе быстрого сна наш мозг не принимает новой информации от органов чувств и не подает команды мышцам: он перерабатывает полученную и (sic!) создает программы поведения на будущее, приводит в порядок и укрепляет нашу память, что позволяет на следующее утро пользоваться ею более эффективно. То, что утро вечера мудренее, люди заметили в незапамятные времена. Но почему? Долгие десятилетия исследователи считали, что сон укрепляет память, поскольку служит пассивной защитой от наслоения новых впечатлений. Мы забываем, потому что новая информация выталкивает прежде полученные воспоминания. А когда мы спим, новая информация не поступает, и у мозга есть возможность разложить полученную за день информацию по полочкам, где она и может закрепиться. Оказалось, однако, что сон укрепляет память весьма активно, и в этом процессе участвует его быстрая фаза.

Что видят грызуны во сне?

Ученые пока не знают точно, как функционирует наша память. Есть предположение, что вчерашние события всплывают снова благодаря активизации связей между сотнями, тысячами или, возможно, даже миллионами нейронов. Так образуются активные зоны, возбуждая которые опять и опять, мы даем задание мозгу закрепить полученные сведения или вернуть что-то давно позабытое. Поэтому и говорят, что повторенье - мать ученья. Таким образом группа клеток, которые вместе возбуждаются, образуют воспоминание, например, о пройденном накануне на уроке географии или о том, где лежат ключи от квартиры.

Современные приборы позволяют наблюдать за тем, какие именно зоны мозга работают в данный момент, чем и воспользовались нейробиологи Мэтью Уилсон и Брюс Мак-Нотон из Университета Аризоны. Они вживили в мозг крыс импланты, позволяющие регистрировать активность нейронов, и пустили животных бегать от кормушки к кормушке по замкнутому маршруту. Когда крысы проходили разные участки маршрута, у них активировались разные клетки гиппокампа - структуры мозга, ответственной за пространственную память. Активность разных «клеток места» так тесно соотносилась с физической локализацией крысы, что исследователи могли следить за перемещением животных по маршруту, просто наблюдая за тем, какие клетки в данный момент работают. Когда крысы набегались и заснули, экспериментаторы продолжали записывать активность «клеток места» и обнаружили, что клетки возбуждаются в прежнем порядке, как если бы крысы во сне проходили маршрут.

Обучение во сне: миф или реальность?

Но мозг во сне не просто проводит бессознательную тренировку памяти, он может избирательно укреплять те ее участки, которые более всего в этом нуждаются. В 2005 году Мэтью Уолкер из Гарвардской медицинской школы просил добровольцев печатать на клавиатуре бессмысленные последовательности, такие, как 4-1-3-2-4. Это что-то сродни игры на фортепиано с листа, с не известных ранее нот. То, что после доброго сна движения пальцев становились более быстрыми и координированными, в общем, очевидно. Однако тщательные исследования показали, что хорошо выспавшиеся люди не просто быстрее печатали, но особенно преуспели в печатании тех последовательностей, которые вначале давались им труднее всего. Мозг всю ночь гонял их память по этим последовательностям, и в результате к моменту пробуждения они лучше всего и запомнились. Мало того, исследования Уолкера показали, что те участники его эксперимента, которые выспались, при выполнении задания значительно меньше задействовали участки своего мозга, ответственные за сознательные усилия, но активнее - те зоны головного мозга, которые обеспечивали более быстрые и точные удары по клавишам.
br>Вывод прост до банальности: тот, кто хочет хорошо учиться и эффективно работать, должен хорошо спать. В 2004 году Ульрих Вагнер и его сотрудники из Любекского университета (Германия) поставили весьма своеобразный эксперимент. Сначала они обучили добровольцев решать определенный тип математических задач длинным и скучным способом и дали им для практики 100 задачек. Затем подопытных отослали на 12 часов, посулив на будущее еще 200 заданий. Исследователи не сказали своим подопечным, что существует более простой способ решения подобных задач, однако многие добровольцы ко второму занятию дошли до этого варианта решения самостоятельно. И тут-то обнаружилась разница между сном и бодрствованием. Среди тех, кто между двумя сеансами спал, простой метод решения обнаружили 59%, а среди тех, кто бодрствовал, - только 23%. Это привело исследователей к выводу, что наш мозг в состоянии решить проблему, даже если предварительно не знает о других возможностях ее решения, и во сне он справляется с этим лучше, чем наяву. И делает он это преимущественно в стадии быстрого сна. Чем дольше человек спит, тем продолжительнее становится эта фаза. Поэтому для некоторых аспектов консолидации памяти необходимо проспать более шести часов. Зато после долгого сна мозг работает гораздо эффективнее, и об этом следует помнить творческим личностям, продлевающим свой день за счет бессонной ночи.

Что нужно делать по ночам

Спрашивается, почему люди эволюционировали таким путем, что некоторые познавательные функции осуществляются у них только во сне? Почему мозг не может обрабатывать информацию в дневное время? Возможно, дело в том, что сон возник в результате эволюции задолго до высшего познания. В мире, где чередуются свет и тьма, эффективнее днем охотиться, а ночью спать (или наоборот). Так уж сложилось, что суточные ритмы играют в нашей жизни определяющую роль. И мозгу пришлось приспособиться к этим обстоятельствам и разумно использовать время сна на обработку информации, полученной в период бодрствования. Но это лишь одна из гипотез.

Другая состоит в том, что, возможно, наше сонное познание использует те же ресурсы мозга, которые при бодрствовании заняты получением информации, то есть обработкой сигналов от органов чувств. Поэтому для качественного укрепления памяти необходимо, чтобы организм перестал получать эти сигналы и освободил ресурсы для складирования информации. Естественно, отключать внешние каналы удобнее всего в то время, когда организм спит, а сон присущ всем теплокровным животным.

Впрочем, гипотез может быть и больше. Ученые до сих пор не понимают, как мозг осуществляет обработку ранее полученной информации? Какие химические вещества или молекулы участвуют в механизмах памяти? Что позволяет мозгу запоминать одни факты и забывать другие? И исследование сна - один из способов ответить на эти вопросы.

Не лишне будет вспомнить и о великих идеях, увиденных во сне. Так, Менделееву приснилась его Периодическая таблица химических элементов, а Фридрих Август Кекула увидел структуру молекулы бензола (она предстала в виде свернутой в кольцо змеи, бьющей хвостом).

Михаил Потапов: 

Мозг использует периоды сна для того, чтобы избавиться от токсинов, накопившихся в нем в течение дня.

Группа американских ученых полагает, что этот механизм является одной из основных причин сна. Они обнаружили, что во время сна нейроны уменьшаются в размерах и между ними возникают пространства, которые заполняются мозговой жидкостью.

Ученые также высказывают предположение, что нарушения в механизме удаления токсичных белков могут иметь отношение к возникновению болезней мозга.

Биологов уже давно интересует вопрос о том, почему все животные погружаются в сон, несмотря на то что это делает их более уязвимыми для хищников.

Известно, что сон играет важную роль в формировании воспоминаний и обработке усвоенной информации, однако ученые из медицинского центра при университете Рочестера пришли к выводу, что одной из главных функций сна может быть очищение мозга.

Мозг обладает ограниченным количеством энергии, и похоже, что он должен выбирать между двумя различными функциональными состояниями - бодрствованием или сном - говорит доктор Майкен Недергаард, одна из исследователей.

Результаты наблюдений ученых основаны на открытии в прошлом году так называемой глимфатической системы, которая действует в мозгу специально для удаления вредных веществ.

Ученые, которые сканировали мозг мышей, обнаружили, что во время сна глимфатическая система увеличивает свою активность в 10 раз, передает ВВС.

Клетки мозга - возможно, глиальные клетки, которые окружают и поддерживают нейроны, - съеживаются во время сна. Это приводит к увеличению межклеточного пространства в веществе мозга, что в свою очередь усиливает приток жидкости, которая выносит из мозга токсины.

По словам доктора Неделигаарда, этот механизм является критически важным для нормального функционирования мозга, однако он может работать только в периоды сна.

Пока это только предположение, но похоже, что мозг тратит массу энергии на прокачивание жидкости через свои ткани, а это несовместимо с обработкой информации, - говорит она.

По ее словам, истинное значение этих результатов станет очевидным только после исследований на людях, и проведение подобных экспериментов с использованием магнитно-резонансной томографии относительно несложно организовать.

Многие дегенеративные заболевания головного мозга, ведущие к утрате его клеток - как, например, болезни Альцгеймера и Паркинсона - сопровождаются формированием в сосудах мозга бляшек, состоящих из токсичных белков.

Исследователи считают, что к возникновению таких заболеваний имеет отношение механизм очистки мозга, но подчеркивают, что необходимы новые исследования.

Как работает мозг во время сна

Каждый человек примерно треть своей жизни проводит во сне. Всё, чем занимался весь день, какие события происходили, с какими людьми общался, какие задачи - лёгкие или неразрешимые ставил перед собой, что предстоит в ближайшем будущем ещё сделать - всё это и ещё многое другое переваривает и расставляет по своим местам наш мозг во время сна. Даже ту информацию, которую вы в течение дня забыли. Оказывается, что в это время наш мозг не отдыхает, а очень даже активен. Как работает мозг во время сна?

Я помню ещё со школьных времён, как на уроки литературы задавали выучить наизусть большие отрывки прозы из литературных произведений. Это тебе не стихотворение, ну никак не запоминается. Пока мама не посоветовала мне на ночь начитывать прямо из книги текст и ложить книгу под подушку. И так несколько ночей подряд до самого урока литературы. На уроке вызывает меня самую первую учительница рассказывать отрывок, а у меня страх, что я ничего не помню. И вдруг не понятно откуда из какой-то ячейки памяти сами собой появляются строчки заданного произведения и я рассказываю без запиночки весь отрывок. То же самое было и в институте во время экзаменов, когда долго и упорно готовишься, уставший ложишься спать с чувством, что ничего не помнишь, а на экзамене откуда-то всплывает в голове правильный ответ.

Ученые выяснили, что во время сна в мозгу появляется система, защищающая полученную информацию. Причём, особенно ту информацию, которая была подана с эмоциональными переживаниями.

Кроме того, что мозг не упускает ничего из полученного и увиденного нами за день, он самостоятельно выстраивает в логические цепочки всё то, что днём казалось не решаемым, поэтому мы наутро кажемся себе мудрее, чем были вчера. Вот откуда одна из первых русских пословиц «Утро вечера мудренее», использованная во многих народных произведениях. Эта простая народная мудрость, оказывается, имеет довольно серьезное научное подтверждение. Во время сна новая информация в мозг не поступает, а уже полученная проходит обработку мозгом с использованием хронологического упорядочения ваших событий и анализа с помощью вашего уже накопленного жизненного опыта. Вам наверняка известно из школьного курса по химии, что Дмитрию Ивановичу Менделееву его Периодическая таблица химических элементов приснилась во сне.

Получается, спит человек, отдыхает, а мозг его в это время непрерывно работает, человек не просто восстанавливает силы, но и видит сны. Ученые доказывают, что все теплокровные животные, даже некоторые птицы, тоже во сне видят сны. По их мнению, это процесс перезагрузки человеческого мозга, во время которого вся ненужная информация «выбрасывается», а важная на утро будет вам подана вашим мозгом как единственно правильная, отфильтрованная и упорядоченная им во время сна.

Если вам приснился не цветной и радужный сон, а какая - нибудь страшилка, это тоже один из результатов работы мозга во сне - реакция на ваши стрессы и страхи. Такой сон призывает обратить внимание на какой-то важный момент жизни.

Но пусть работа вашего мозга во время сна будет направлена на переработку только позитивной, радостной информации, и пусть вам снятся только радужные сны.

Во время сна мозг работает с большей активностью

Ученые Университета Калифорнии доказали, что головной мозг во время сна, работает с большей активностью, словно что-то вспоминает, например, информацию, которую ему дали опытные преподаватели, когда он проходил курсы налоговых консультантов.

Американскими учеными также было проведено несколько научных исследований, в области работы головного мозга человека во время сна. Исходя из этого, ученые пришли к общему мнению, что во время сна вызванного анестезией, мозг человека активно работает. Его активность напрямую связана с воспоминаниями каких-либо событий.

Для более подробного изучения головного мозга, американские ученые исследовали поведение некоторых нейронов мозга, которые по своей природе, включены в процесс формирования памяти.

Благодаря современной технике, специалисты смогли изучить активность отдельно выбранных нейронов головного мозга, а также они определили в какой именно момент, начинается наибольшая активная работа мозга.

Это исследование возглавлял профессор нейрофизики Маянк Р.Мета. проводились на лабораторных мышах. На протяжении всего исследования ученые смогли изучить механизмы, которые проходят в новых и старых центрах головного мозга, гиппокамп и неокортекс.

Немногим ранее, предыдущие исследования показывали, что связь между новыми и старыми центрами головного мозга считается критичной для формирования памяти во сне. Сегодня новые результаты исследования показывают обратное. Функция формирования памяти во время сна характеризует одинаковое воздействие на обе части головного мозга.

Ученые обнаружили в коре головного мозга нейроны, которые активизируются во время так называемого медленного сна. Это открытие может помочь в поисках средств от бессонницы и некоторых неврологических расстройств, считают авторы исследования.

Дмитрий Геращенко из Медицинской школы Гарварда и его коллеги в экспериментах с животными обнаружили группу клеток коры мозга, которые активны во время спонтанного или вынужденного сна, связанного с длительной невозможностью заснуть. Они выявили специфический тип нейронов коры, которые вырабатывают оксид азота - вещество, регулирующее поток крови в мозге. Как установили авторы статьи, эти нейроны активны во время медленного сна в коре мозга мышей, крыс и хомяков.

Медленный сон - одна из фаз сна, на которую приходится около трех четвертей его длительности, это фаза самого глубокого сна. Ранее выдвигались гипотезы, что эта стадия связана с восстановительными функциями сна, а также со способностью к обучению. Группы нейронов, которые активны во время сна, были ранее обнаружены в гипоталамусе и переднем мозге. Однако до сих пор роль клеток коры мозга во время медленного сна оставалась неясной, так как предполагалось, что они находятся в покое во время этой стадии.

Сейчас написано огромное количество публикаций касающихся работы мозга во сне. Всё это ужасно сложно, все эти фазы сна, мозговые волны. В последнее время меня всё чаще волнует разрастающаяся пропасть между реальным миром и миром снов. Подобные мысли бродили во мне и искали повод выйти на страницы моего блога. Поводом послужила прочтённая мною на днях публикация.

То, что в раннем детстве для нас практически не существует разницы между сном и бодрствованием, думаю, знают все. Почему же имеет место такое явление. Тут всё дело в мышлении, точнее в его месте. В детстве мы почти полностью мыслим правым полушарием. Познание мира происходит посредством образов. Поэтому детские воспоминания по своей структуре так похожи на сны.

Как я уже писал ранее, постепенно взрослея, нас учат мыслить готовыми понятиями, определениями, которыми набивают наш мозг. Именно в этом вся беда и опасность левополушарного мышления. Как следствие мы наблюдаем асимметрию нашего мозга. Наше левое полушарие оказывается перегружено за время дневной работы. Что бы как-то выровнять ситуацию, в то время когда наше левое полушарие спит, на сцену выходит правое полушарие и мы погружаемся в мир образного мышления.

Все те образы, которые мы наблюдаем в течение дня, полностью перехватываются правым полушарием. От него не ускользает ни одна деталь. Мышление образами отличается от мышления понятиями тем, что окружающий мир воспринимается таким, какой он есть. При таком способе восприятия невозможно упустить ни одну деталь.

Подобная работа мозга во время сна открывает нам безграничные возможности. Вся беда в том, что мы практически отучились понимать образное мышление мы снова пытаемся интерпретировать его в рамках известных нам понятий сразу после пробуждения. В этом и заключается ошибка всех сонников и толкователей снов. Правое полушарие работает на нас, вот только понять его речь нам трудно.

В свете всех этих рассуждений остаётся непонятно, как на основании дневных образов во сне мы способны видеть будущее Вероятно, в течение дня нас постоянно окружают так называемые путеводные знаки, по которым легко предугадать исход всех событий.

То, что мы всё это видим во сне лишний раз подтверждает нашу невнимательность и зацикленность на мелочных проблемах дня. Выходит, правы те, кто утверждает, что настоящее прошлое и будущее существуют одновременно? А может это магнитное поле Земли так влияет на наш разум?

Источники: www.rosbalt.ru, www.realfacts.ru, www.trental.ru, www.sunhome.ru, hronist.ru