Анатомические аспекты сна и бодрствования
ГБОУ
ВПО ИвГМАМинздравсоцразвития России
Анатомические
аспекты сна и бодрствования
Реферат
Выполнила:
студентка 9 группы 2 курса
лечебного факультета
Сиднева Елена Николаевна
Научный руководитель:
Андреева С.А.
Г.
Иваново
г.
Содержание:
Введение
Сон
Система регуляции сна и
бодрствования
Ретикулярная формация
Гипногенная система организма
Интеграция процессов сна и
бодрствования
Вывод
Используемая литература
Введение
Сон-бодрствование - сложный физиологический
процесс, в котором задействованы практически все отделы головного мозга.
Изучение этого процесса с позиций анатомии необходимо для определения этиологии
различных нарушений в этой системе как сопровождающих многочисленные
патологические процессы в организме. Это связано с тем, что все отделы
головного мозга многофункциональны и так же задействованы в выполнении иных
специфических функций, а из этого следует, что при различных нарушениях работы
органов, помимо непосредственного проявления симптомов заболевания нарушается и
сон: сонливость, бессонница. В норме сон не менее важен. Он обеспечивает отдых,
восстановление организма, а так же во сне происходят такие активные процессы
как усвоение информации, синтез гормонов (мелатонин - эпифиз) и БАВ.
Я считаю этот вопрос актуальным и интересным, а
так же необходимым к изучению каждым студентом медицинского ВУЗа, поскольку все
это говорит о том, что система сон-бодрствование крайне важна для нашего
организма.
Сон
Сон - циркадный биоритм пониженной активности
мозга, обеспечивающий отдых организма, при которой выключено сознание и
механизмы поддержания естественной позы, снижена чувствительность анализаторов.
Сон - эволюционно сформированный механизм, роль
которого крайне важна в организме.
) Сон обеспечивает отдых организма, во
время которого восстанавливаются пластические свойства нейронов головного мозга
(способность изменять при определенных обстоятельствах свои функциональные
свойства), усиливаются процессы в клетках нейроглии, которые обеспечивают
нейроны питательными веществами и кислородом. Активируется работа задней доли
гипоталамуса, проявляющаяся в выработке соматолиберина, способствующий
освобождению СТГ гипофиза, который участвует в биосинтезе белка.
) Важна роль сна в усвоение информации. С
этой функцией связано существование сновидений. Сновидения - возникающие во сне
нереальные образы и явления, воспринимаемые как реальная действительность.
Происхождение снов объясняют активацией следов долговременной памяти. И.М.
Сеченов говорил о сновидениях как о «небывалых комбинациях бывалых
впечатлений».
Сон - сочетание активного состояния
специализированных синхронизирующих аппаратов и снижения активности
активирующей восходящей системы. Данные о состоянии отдельных нейронов во время
сна хорошо подтверждают это положение(ЭЭГ) (см. Приложение 1).
Сон проходит в 2 фазы: медленного
(ортодоксального 80%) и быстрого (парадоксального 20%).
Обычно в начале развивается фаза медленного сна,
которая характеризуется расслаблением мышц. В ЭЭГ возникает медленная
электрическая активность в виде синхронизации (частота волн уменьшается,
амплитуда возрастает). Медленный сон по мере углубления проходит 4
последовательные стадии:
- Стадия: дремотное состояние,
преобладают α-волны (8-13Гц),
создается упорядоченный регулярный ритм.
- Стадия: поверхностный сон, характерны θ-волны
(тета) (3-7Гц), и появляются так называемые «сонные веретёна» - тета-ритм,
который представляет собой учащённый альфа-ритм (12-14-20 Гц). С появлением
«сонных веретен» отключается сознание.
- Стадия: неглубокого сна, так же имеются
«сонные веретена» (12-15Гц) и, кроме того, К-комплексы (серия медленных
потенциалов большой амплитуды) в сочетании с высоковольтными δ-волнами
(дельта).
- Стадия: глубокий сон, преобладают δ-волны
(0.5-2Гц). Уменьшается деятельность внутренних органов, тонус мускулатуры,
температура тела, возникает большая часть сновидений, однако они носят иную
форму, нежели нам привычны, кторые мы видим в фазу быстрого сна.
Во время быстрого сна возникают быстрые движения
глаз, фазное подергивание конечностей. На ЭЭГ мы видим десинхронизацию
импульсов (учащение волн, уменьшение амплитуды), как на стадии бодрствования. В
течение 6-8 часов сна 4-5 быстрых фаз.
Системы, регулирующие сон и бодрствование
К настоящему времени оформились представления о
существовании в мозге двух систем, регулирующих сон и бодрствование. Одна их
них - восходящая ретикулярная формация, раздражение которой вызывает
пробуждение и вторая, более сложно устроенная, гипногенная система, активность
которой определяет длительность и глубину сна.
Прежде чем перейти к рассмотрению этих структур
стоит понять, что к одним и тем же участкам коры головного мозга поступает 2
антагонистических вида импульсации - десинхронизирующие (пробуждающие) и
синхронизирующие (вызывающие сон). Таламическая система, передний гипоталамус и
каудальные отделы ствола относятся к синхронизирующим, т.е. вызывающим сон,
структурам. А восходящую ретикулярную формацию - к десинхронизирующим.
Ретикулярная формация
сон бодрствование мозг организм
Восходящая активирующая ретикулярная система
расположена в верхних отделах ретикулярной формации ствола мозга и задних
отделах гипоталамуса.
При раздражении этой системы на энцефалограмме
появляется десинхронизация (частота волн увеличивается, амплитуда уменьшается)
(см. Приложение 1), что у спящих животных сопровождается пробуждением, а у
бодрствующих повышением бдительности. Все периферические стимулы оказывают
влияние на эту систему через коллатерали, которые отходят к ней от
чувствительных путей, идущих к коре больших полушарий. Непосредственное
электрическое раздражение корковых полей и некоторых других глубинных
образований мозга может также вызвать пробуждение. Раздражение всех отделов
мозга, а также активность систем мозга, воспринимающих внешние и внутренние
влияния, оказывают пробуждающее воздействие через восходящую активирующую
систему.
Подтверждает это положение опыт с перерезкой
мозга и повреждением верхних отделов ретикулярной формации: животные
погружаются в сонное состояние, из которого вывести их не удается. Недавно
появились сообщения, что при хорошем уходе у животных после операции через
несколько недель появляются признаки бодрствования, увеличивающиеся со
временем. Возможно имеется еще одно звено активирующей системы, которое берет
на себя осуществление этой функции, или в описанных опытах разрушается не вся
восходящая система об этом сказать трудно. Возможно существуют активирующие
аппараты в лимбических структурах (миндалина, гиппокамп, таламус), функционально
тесно связанные с аппаратами ретикулярной формации и гипоталамуса.
Таким образом ретикулярная формация отвечает за
бодрствование организма.
Гипногенная система организма
За длительность и глубину сна отвечает
гипногенная система. По своей архитектуре гипногенная система сложна и включает
многие аппараты мозга. Химически она неоднородна, так как в качестве медиаторов
используются ацетилхолин, серотонин, гамааминомасляная кислота - ГАМК. Имеются
три главные гипногенные зоны (подсистемы), обеспечивающие возникновение и
развитие медленного сна (различных его стадий):
) Задний нижний отдел ствола головного
мозга и влияющий на него каротидный синус;
) Передний гипоталамус и прозрачная
перегородка;
) Таламическая синхронизирующая система;
Подтверждение функций этих структур было
осуществлено в ряде опытов.
) Нижние отделы ствола.
Моруцци описал синхронизирующий аппарат, при
раздражении которого возникают электрофизиологические и поведенческие
проявления сна. Роль этого образования сейчас хорошо выявлена: при отделении
его (путем перерезки) продолжительность сна у кошки уменьшается более чем в три
раза. Животное бодрствует большую часть суток. Разработан интересный способ
анализа: в артерию вводят наркотическое вещество, выключающее временно функции
определенных структур. Нейроны этого отдела крайне чувствительны к действию
токсических веществ. Введение наркотика в сосуд, снабжающий нижний ствол
кровью, приводит к тем же результатам, что и перерезка: удлиняется время
бодрствования. Этот аппарат тесно связан с каротидным синусом - образованием,
расположенным в развилке наружной и внутренней сонных артерий, которое
сигнализирует в мозг об уровне артериального давления и некоторых химических
показателей. Раздражение каротидного синуса ведет к усилению деятельности
синхронизирующего заднестволового аппарата, снятие раздражения-к обратному
эффекту.
Роль барорецепторов этой зоны была подмечена уже
давно, ведь не случайно артерии носят название «сонных». Известно, что в
Индонезии на острове Бали знахари двухминутным массажем каротидного синуса
вызывают сон. Совсем недавно французские нейрофизиологи описали в области
нижнего ствола еще один синхронизирующий аппарат. Структуры каудального отдела
ствола мозга либо могут тормозить нейроны, принадлежащие восходящей
активирующей системе, либо непосредственно посылают синхронизирующие импульсы в
промежуточный мозг и кору головного мозга. Однако в последние годы
высказывается мнение, что не сами образования каудального отдела вызывают
синхронизацию корковых биопотенциалов, а возникает перерыв восходящей активации
в результате повреждения цепи циркуляции импульсов между корой,
таламо-гипоталамическими и каудальными образованиями ствола головного мозга.
) Другая гипногенная зона находится в
области переднего гипоталамуса и прозрачной перегородки. Раздражение этих
структур электрическим током любой частоты приводит к синхронизации
электроэнцефалографических ритмов и наступлению сна. Животное проделывает все
ритуалы, характерные для его естественного сна (облизывание, мышечное
расслабление, зевота). Разрушение этого аппарата приводит к длительному
бодрствованию и резким нарушениям восстановительных процессов.
) Еще одно важное звено в системе
синхронизирующих аппаратов - таламическая синхронизирующая система. Раздражение
низкочастотным электрическим током определенных ядер таламуса приводит к
синхронизации потенциалов мозга и сну. Некоторые исследователи считают его
главной гипногенной структурой, так как сон, наступающий при его раздражении,
длителен и неотличим от нормального, а также вызывается легче, чем при
раздражении других структур.
) При низкочастотном раздражении сон
можно вызвать, воздействуя на другие структуры мозга и даже периферические
нервы. (Высокочастотное раздражение, как правило, приводит к пробуждению и
десинхронизации.) Все это свидетельствует о распространенности синхронизирующих
и десинхронизирующих аппаратов в нервной системе. Несомненно имеются сгущения,
где они представлены более значительно. При разрушении этих скоплений и
возникают эффекты противоположного характера - уменьшение или увеличение
длительности сна.
Экспериментальные исследования также показали,
что в реализации медленного и быстрого сна принимают участие различные формации
мозга: медленный сон - гипногенные зоны, быстрый сон - ретикулярная формация.
Фаза парадоксального сна развивается при
активации голубого пятна (средний мозг). Нейроны голубого пятна выделяют
норадреналин и оказывают разнонаправленное влияние на многие структуры мозга. В
развитии этой фазы принимают участие также верхний отдел каудального и среднего
орального ретикулярных ядер моста мозга.
До сих пор крайне трудно определить место
быстрого сна в системе сон - бодрствование. По целому ряду показателей эта фаза
отражает более глубокий сон, в реализации которого принимают участие древние
аппараты мозга, что послужило основанием для обозначения его как археосна. По
другим показателям быстрый сон представлялся более поверхностным, чем
медленный. Это привело к тому, что уже в настоящее время выделяют быстрый сон
как особое третье состояние (бодрствование, медленный сон, быстрый сон).
Интеграция процессов сна и бодрствования
Итак, существуют две системы, регулирующие сон и
бодрствование. У систем имеются подсистемы, включающие различные формы сна в
определенной последовательности. Все наводит на мысль о существовании в мозгу
координирующего аппарата, который в определенное время регулирует включение
отдельных систем в целом, а затем и их подсистем. В этом нас, убеждают
наблюдения над больными людьми, когда все подсистемы работают, но резко
нарушается закономерная последовательность их включения. Координирующий аппарат
не находится в одном каком-либо отделе мозга. Речь идет о сложном комплексе с
преимущественным расположением в передних отделах больших полушарии мозга,
лимбической системе, гипоталамусе. Дальнейшие исследования позволят более четко
и обоснованно представлять подобную точку зрения.
Освещая современные представления о регуляции
сна и бодрствования, нельзя не вернуться к гуморальным факторам в происхождении
сна. Поиски гипнотоксинов - веществ, накопление которых вызывает сон, ведутся
очень давно. Имеется целый ряд исследований, результаты которых трудно
объяснить без участия какого-то гуморального агента. В исследовании немецкого
физиолога Кроля показано, что экстракт вещества головного мозга спящего
животного при внутривенном введении его вызывает сон у подопытного животного в
результате раздражения таламуса.
Вывод
Регуляция процесса сон-бодрствование - сложный
физиологический процесс, в котором задействованы практически все отделы
головного мозга. Эти отделы выполняют так же иные специфические функции и
поэтому, при различных нарушениях в этих структурах, помимо непосредственного
проявления симптомов заболевания нарушается и сон: сонливость, бессонница. В
норме сон не менее важен. Он обеспечивает отдых, восстановление организма, а
так же во сне происходят такие активные процессы как усвоение информации,
синтез гормонов (мелатонин - эпифиз) и БАВ.
Использованная литература:
1) Интернет-ресурс
#"514759.files/image005.gif">
Приложение 2
