Чому людина спить? Функції і фази сну

Вирушаючи щовечора спати, ми зазвичай не замислюємося, а чому, власне, людина спить? Чому ми не можемо обходитися без сну? А тим часом проблема природи і функціонального значення сну належить до однієї з найбільш загадкових і важливих в фізіології, біології та медицині. Однозначної відповіді на питання про сутність і призначення сну досі немає. Вчені все ще сперечаються про те, що таке сон і чому він ділиться на дві фази - повільнохвильовий і парадоксальну. Неясні не тільки роль і призначення цих фаз, а й роль і призначення стадій, на які вони поділяються.

Зі свого досвіду ми знаємо, що, лягаючи спати втомленими і навіть розбитими, вранці, після 7-9 годин сну, ми відчуваємо себе бадьорими і свіжими. Звідси начебто випливає однозначний висновок: сон служить для відпочинку, але що уві сні відпочиває? Мозок або тіло? Або і те, і інше?

Більшість вчених вважають, що сон потрібен людині для відпочинку центральної нервової системи, і в першу чергу головного мозку. Про це йдеться навіть в новітніх підручниках і посібниках з фізіології, виданих і в нашій країні, і за кордоном. При цьому деякі автори йдуть далі і уточнюють, що сон потрібен не всьому головного мозку, а в основному корі великих півкуль. Наступні в цьому напрямку вчені заявляють, що сон потрібен не всім клітинам мозку (нейронам), а тільки їх окремим групам або навіть особливим міжклітинним контактам - синапу.

Якщо мозок відпочиває під час сну, то яким чином? Звичайно, під час сну припинення його роботи не відбувається - це призвело б до його смерті. Відпочинок мозку пов`язують зі зміною роботи нейронів - уповільненням частоти їх імпульсації. Однак і тут не все просто. Виявилося, що під час повільнохвильової фази сну одні коркові нейрони зменшують частоту розрядів, а інші, навпаки, збільшують. У чому ж тоді полягає відпочинок? Стає зрозумілим, що гіпотеза про те, що сон потрібен для відпочинку нервових клітин, не надто переконлива. Але якщо сон служить не для відпочинку нервових клітин, то для чого?

Вельми популярним багато років було уявлення про те, що потреба в сні виникає у людини через втому м`язів. Однак хоча втома і сприяє сну (під її впливом сон настає швидше і, як правило, не супроводжується пробудженнями у нічний час), вона не завжди зникає після 7-9 годинного сну. У той же час сон може наступати і без будь-якої фізичної втоми. Інакше кажучи, втома не можна розглядати як неодмінна умова сну.

Зараз існує близько 30 теорій призначення сну. Мабуть, слід визнати, що у сну не одна, а кілька функцій. Основна з них - економія енергії і пластичних речовин ( «будівельного матеріалу »клітин) продиктована життєвою необхідністю. Потреба в сні визначається генетичної запрограмованості, закріпленої мільйонами років еволюції. Ось чому ми не можемо не спати.

У наших далеких предків сон був пов`язаний з несприятливим для активної діяльності часом доби, в основному нічним. Але і в денний час, як тільки організму людини або тварини надається можливість відпочити, а значить заощадити енергію і пластичні речовини, ця можливість тут же реалізується. Цим же пояснюється і зимова сплячка у деяких тварин: витрати по підтримці неспання в цей час стають непомірно високими.

Сон людини і ссавців як форма спокою є лише однією з форм економії енергії. Іншими формами спокою, що дозволяють економити енергію, в ряду хребетних є «первинний сон »у риб і амфібій і «проміжний сон »у рептилій.

Економія енергії може розглядатися як фундаментальна властивість будь-якої матерії, як живий, так і неживої. Таким чином, економія енергії і пластичних речовин у людини і тварин є лише окремим випадком фундаментального закону збереження енергії в природі.

Крім основної функції, сон має і інші - відновну, охоронну, функцію переробки інформації.

А що змушує нас відчувати потребу в сні? Виявляється, інший загальнобіологічий принцип життєдіяльності організмів - періодична зміна функцій і лежать в їх основі фізіологічних і біохімічних реакцій. Пізно ввечері ми зазвичай відчуваємо втому очей - як ніби в них пісок насипали, починаємо їх терти. Це ознака включення механізму, спрямованого на закриття очей. Відповідальним за запуск сну є механізм околосуточной біоритму, а підтримка сну, збереження його структури (тривалість його фаз і стадій, а також їх послідовність) забезпечується іншим механізмом, відомим під назвою «активність - спокій ».

Відео: Галілео. Мозок (частина 7): Сон

Причина того, чому організм людини спить, складається, по видимому, в тому, що він забезпечує найбільш повну релаксацію (розслаблення організму) і економію енергії. Але приблизно те ж саме відбувається і при розслабленому стані. Активність обміну речовин уві сні в порівнянні з розслабленим неспання, за даними американських вчених, знижується всього на 5-10%. Звідси випливає дуже важливий для фізіології і медицини висновок: головний мозок здорової людини при малих і середніх розумових і фізичних навантаженнях в особливому відпочинку у вигляді сну не потребує.

Цей висновок звучить парадоксально, оскільки він суперечить нашому відчуттю втоми в кінці дня, коли ми починаємо гірше міркувати. Існує також і інший різновид відпочинку під час роботи - за рахунок зміни форми активності, коли відносним спокоєм є не припинення активності, а лише її зменшення. В даний час доведено, що організм ефективно використовує обидва ці види відпочинку.

Відео: Як спати і висипатися

З усього сказаного можна зробити для себе хоча б один втішний висновок: якщо важко заснути, не варто засмучуватися. Цілком можливо, мозок просто не втомився. А для тих, хто змушений працювати вночі, є надія, що нейрофізіологи незабаром навчаться вимикати механізм запуску сну, щоб при необхідності можна було працювати вночі так само ефективно, як і днем. Головне при цьому - знайти такий спосіб впливу на мозок, який би не призводив до розладу подальшого неспання.