Анатомия и физиология детей и подростков - М. Р. Сапин 2007

Нервная система (общий план строения и развития нервной системы)
Центральная нервная система
Высшая нервная деятельность - Сон

Для жизни организмов, обитающих на земле, характерна суточная периодичность (смена дня и ночи, т.е. циркадный ритм). Из внешних факторов, которые формируют циркадную ритмику, на первое место ставят освещенность и связанные с ней раздражители, влияющие на деятельность нервных центров, регулирующие состояние гормональной сферы и интенсивность обмена веществ. Большинство млекопитающих не рождаются с готовым суточным ритмом, а постепенно приспосабливаясь к нему, формируют собственный внутренний ритм. Смена сна и бодрствования — одно из проявлений внутреннего суточного ритма организма.

Естественный сон может быть монофазным, т.е. один раз в сутки (как правило, ночной сон) и полифазным, т.е. сон с «перерывами» (дневной и ночной), характерный для детей первых 7 лет жизни. Электроэнцефалографический анализ сна позволил изучить отдельные стадии сна. Ночной сон имеет продолжительность 7— 8 ч и состоит из 4—5 циклов. Каждый цикл начинается фазой «медленного» сна и завершается «быстрым» сном. Длительность цикла у взрослого человека относительно постоянна и составляет 60—100 мин. В первых двух циклах преобладает «медленный сон» δ-сон, а в последних — «быстрый сон» (ß-сон). У взрослого человека на долю «медленного» сна приходится примерно 6,5 ч, а на фазу быстрого сна — 1,5 ч. У новорожденного — на долю быстрого сна приходится 50—60 % общей длительности сна.

Физиологические Функции сна. Являясь одним из проявлений внутреннего суточного ритма организма, сон в целом В настоящее время рассматривают как активное состояние. Функциональное значение отдельных стадий сна различно.

Во время 5-сна (медленного сна) происходят восстановительные процессы в различных тканях, органах и системах организма. Происходит восстановление функций органов, физической и умственной работоспособности, осуществляются ростовые процессы. В коре головного мозга происходят процессы упорядочения информации, накопленной во время бодрствования, — перевод информации из блоков кратковременной памяти в блоки долговременной памяти. При этом часть информации, не имеющей биологической значимости, вытесняется из ЦНС, что приводит к снижению информационных и эмоциональных перегрузок.

Быстрый сон (ß-сон, или парадоксальный сон) ярко представлен у новорожденных. Лишь спустя несколько дней возникают симптомы медленного сна и устанавливается периодичность смены этих двух состояний в течение ночи. Одной из характерных черт быстрого сна является возникновение быстрых движений глаз. Одновременно происходят изменения в костной и мышечной системах, связанные со снижением мышечного тонуса. Различия между быстрым и медленным сном отчетливо видны по анализу вегетативных функций. Так, в период медленного сна наблюдается уражение дыхания, пульса, снижение артериального давления. В фазе быстрого сна возникает «вегетативная буря» — учащается и становится нерегулярным Дыхание, возникает неритмичный и частый пульс, повышается артериальное давление, усиливается гормональная активность. Быстрый сон — это совершенно особое, по сравнению с медленным сном, состояние мозга. Во время быстрого сна восстанавливаются функции нейронов мозга и синапсов. Быстрый сон играет большую роль в снижении непродуктивного, тревожного напряжения. Он необходим человеку для периодической оценки ситуации, т.е. выполняет сторожевую функцию, а также осуществляет подготовку организма к переходу в состояние бодрствования.

Полагают, что общая длительность сна изменяется за счет ß-сна, т.е. за счет его укорочения или удлинения.

Механизмы сна. Сущность современных теорий о механизме сна сводится к представлению о том, что сон это активный процесс, возникающий благодаря возбуждению тормозных (гипногенных) структур и торможению активирующих структур мозга. Предполагается, что орбитофронтальная кора и преоптические ядра гипоталамуса активируют ядра шва, которые начинают оказывать тормозные влияния на ретикулярную формацию ствола мозга. При торможении ретикулярной формации ствола ослабевает ее тормозное влияние на неспецифические ядра таламуса, благодаря чему происходит торможение коры полушарий большого мозга и развивается медленный сон. С другой стороны, торможение ретикулярной формации ствола мозга приводит к тому, что полностью снимается ее активирующее влияние на кору полушарий мозга. Этот период соответствует появлению быстрого сна. Смена медленного сна на быстрый осуществляется с участием двух типов нейронов ретикулярной формации моста: нейронов фазы быстрого сна (холинергических нейронов) и нейронов фазы медленного сна (норадренергических). Возбуждение нейронов быстрого сна на фоне медленного сна вызывает переход в быстрый сон. Возбуждение нейронов медленного сна на фоне быстрого сна — к его смене на медленный сон.

По мнению ряда авторов, смена сна и бодрствования зависит от состояния холинергических нейронов мозга. При их возбуждении тормозится секреция норадреналина нейронами голубого пятна и одновременно увеличивается образование серотонина в ядрах шва. Эти процессы вызывают наступление сна. При торможении холинергических нейронов, наоборот, возрастает секреция норадреналина и уменьшается продукция серотонина, наступает бодрствование. Известно, что серотонин, продуцируемый нейронами ядер шва, имеет отношение к развитию медленного сна. Норадреналин, продуцируемый нейронами голубого пятна, участвует в развитии парадоксального сна, а также, возможно, в смене медленного и быстрого сна. К развитию быстрого сна имеет отношение и гормон эпифиза мелатонин. Следовательно сон представляет собой состояние, при котором активны гипногенные (тормозные) структуры мозга. Эти структуры продуцируют гипногенные биологически активные вещества и медиаторы. При бодрствовании подавлена деятельность гипногенных структур и усилена деятельность центров, активирующих кору полушарий большого мозга. Эти центры продуцируют биологически активные вещества и медиаторы антигипногенной направленности.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ и самоконтроля:

1. Расскажите о методах исследования высшей нервной деятельности.

2. Расскажите о мотивациях и эмоциях, механизмах их формирования.

3. Объясните, какие рефлексы называют безусловными, какие — условными. Как эти рефлексы формируются?

4. Перечислите (и объясните) признаки условных рефлексов, стадии их образования.

5. Расскажите, как вы понимаете роль сна в жизни человека, назовите стадии и объясните механизмы сна.

Механизм формирования условных рефлексов. Основу условного рефлекса составляет рефлекторная дуга, формирующаяся на базе дуги безусловного рефлекса. Обязательным компонентом условного рефлекса являются тормозные Нейроны, обеспечивающие тонкую и динамическую дифференцировку проявления условного рефлекса.

Согласно взглядам И.П. Павлова, при воздействии на организм условного раздражителя и безусловного стимула в коре полушарий большого мозга формируются два очага возбуждения. Очаг возбуждения, возникший в результате воздействия безусловного раздражителя, является более сильным и притягивает к себе возбуждение из очага, возникающего в результате воздействия условного раздражителя. После нескольких повторных воздействий условного и безусловного раздражителей между двумя зонами коры устанавливается устойчивый путь движения воздействия. В результате изолированное действие только условного раздражителя приводит к реакции, вызываемой безусловным раздражителем. Процесс закрепления временной связи — это, по сути, вопрос о механизмах памяти.