Развитие представлений о физиологических механизмах сна

12.09.2016
Благодаря научным исследованиям стремительно накапливались новые данные, однако интегрировать их в целостную концепцию оказалось весьма не просто. В настоящее время сосуществует несколько гипотез относительно механизмов сна (нейрофизиологическая, нейрогуморальная, иммунная, информационная), значения отдельных стадий сна, взаимодействия (взаимоотношения) между отдельными стадиями сна и деятельностью при бодрствовании. Теперь уже очевидно, что сон высших млекопитающих (включая человека) — особое состояние высшей нервной деятельности, и оно не однородно.

Краткая история вопроса такова. В первой трети XX в. И.П. Павлов на основе экспериментов, выполненных преимущественно на собаках, пришел к выводу, что сон представляет собой широко разлившееся внутреннее торможение, выполняющее охранительную функцию. В павловских лабораториях было показано, что сон может развиваться на основе дифференцировочного, угасательного и других видов внутреннего торможения. Например, в опытах сотрудника павловской лаборатории Н.А. Рожанского в качестве дифференцировочного сигнала применяли звук метронома, а в качестве положительного сигнала — кололку. Когда собака дремала, звук метронома погружал ее в глубокий сон. Отсюда был сделан вывод, что «развитие внутреннего торможения производит в нейронах коры изменения того же рода, какие наступают и при развитии сна». Эти факты послужили основанием считать, что сон и внутреннее торможение по своей природе — один и тот же нервный процесс. Было также установлено, что сон может развиваться и на основе угасательного торможения. Например, с угашением ориентировочной реакции связаны хорошо известные факты усыпляющего действия однообразных ритмических раздражителей (маленьких детей укачивают и убаюкивают монотонной песней). Другие виды внутреннего торможения также могут вызывать сон. Так, запаздывательное торможение углубляет сон.

Говоря о представлениях павловской школы о сне, нельзя не упомянуть случай, который И.П. Павлов приводил для иллюстрации своей концепции. В Германии в клинику профессора А. Штрюмпеля поступил больной, который в результате травмы фактически потерял зрение и слух, вернее, у него слышало одно ухо и остатки зрения сохранил один глаз. Когда оба «эти окна в мир» (по образному выражению И.П. Павлова) закрывали, у больного развивайся сон. В дальнейшем в павловской лаборатории были проведены опыты на собаках по деафферентации (лишали собак дистантных рецепторов), результаты которых оказались близкими к наблюдениям, полученным в клинике профессора Штрюмпеля. Был сделан вывод, что сон наступает при исключении постоянного притока афферентации в кору больших полушарий от органов чувств.

Решающее значение в понимании нейрофизиологических механизмов сна имели работы по исследованию биоэлектрических процессов головного мозга. Прежде всего, это открытие Г. Бергером альфа-ритма. Конечно, нужно иметь в виду, что оно было подготовлено предшествующими исследованиями. В XIX в. англичанин Р. Кэтон обнаружил возникновение биоэлектрического потенциала при воздействии на мозг сенсорными сигналами. Аналогичные наблюдения независимо от Кэтона были сделаны казанским исследователем В.В. Правдич-Неминским. В то же время И.М. Сеченов впервые в XIX в. зарегистрировал ритмические потенциалы от продолговатого мозга лягушки. Таким образом, открытия XIX и XX вв. подготовили инструментарий для углубленного исследования функций головного мозга, в том числе и физиологии сна.

Исследованию физиологических механизмов сна способствовала также разработка техники приготовления препаратов головного мозга животных. Ф. Бремер в 30-х годах XX столетия показал, что перерезка спинного мозга кошки на границе с головным (препарат «изолированного мозга» — encephale isole) приводит к тому, что в ЭЭГ преобладают ритмы, характерные для бодрствующего мозга. При более высокой перерезке, на межкалликулярном уровне, получали препарат спящего мозга (препарат «изолированные полушария» — cerveau isole) (рис. 10.1). Дополнительные факты дали эксперименты по электрической стимуляции стволовых структур головного мозга. Они, в свою очередь, были дополнены экспериментами по регистрации одиночных нейронов мозга во время сна и бодрствования, а также морфологическими исследованиями строения и связей структур мозгового ствола. По совокупности полученных результатов было сделано заключение о том, что структуры мозгового ствола осуществляют функцию пробуждения (arousal). Термин «бодрствование» был введен в 1923 г. англичанином Г. Гедом. Бодрствование представляет собой набор состояний, отличающихся друг от друга прежде всего по интенсивности активации головного мозга. Этот термин отражает связь между уровнем активности нервных центров и различными видами поведения.

В настоящее время сон рассматривают как генетически детерминированное физиологическое состояние, которое характеризуется потерей активных связей субъекта с окружающим его миром. Сон жизненно необходим для высших животных и человека. Он необходим для восстановления энергии мозга после активного бодрствования. Во время сна активность ряда мозговых структур часто выше, чем во время бодрствования. Сон — активный физиологический процесс.
Развитие представлений о физиологических механизмах сна