Какой отдел головного мозга отвечает за сон. Чем занимается наш мозг пока мы спим? Из чего состоит сон человека

Мозговая активность сохраняется в процессе сна. Отделы центральной нервной системы, отвечающие за слух, зрение, обоняние, тактильную чувствительность, двигательные функции, решают всевозможные задачи, которые жизнь ставит в моменты бодрствования. Разберёмся подробнее, что происходит с мозгом во время сна.

Полноценный отдых обеспечивается последовательным чередованием медленного и быстрого сна. Комплекс из обеих фаз – законченный цикл. Ортодоксальная фаза у взрослого человека составляет до 75%, а парадоксальная – четверть структуры сна. За ночь может происходить последовательная смена четырёх-шести циклов продолжительностью от восьмидесяти до ста минут.

Длительность медленноволновой фазы вначале больше, а к моменту пробуждения укорачивается, уступая время REM-сну. Ортодоксальная фаза подразделяется на четыре периода (учёные называют их стадиями) – дремоту, медленную глубину, ритм «сонных веретен», дельта-волны. БДГ-фаза также неоднородна, включает эмоциональную и неэмоциональную стадии.

Мозговая активность во время ночного отдыха

Здоровый сон обеспечивает полноценную работу всего организма. Сонная особа не сможет управлять автомобилем или решить математическую задачу. Учёные доказали, что мозг не отключается во время сна, происходит обработка полученных за день знаний, отрицательных эмоциональных переживаний, консолидация памяти. Запускается дезинтоксикация мозговых структур, повышается активность иммунной системы, восстанавливается работа внутренних органов. Основной гормон ночи – мелатонин, вырабатываемый эпифизом, защищает от преждевременного старения.

Главный орган человека, его строение и функции

Нервная система выступает главным регулировщиком, обеспечивающим согласованную деятельность всего организма. Анатомы подразделяют её на центральный отдел (головной и спинной мозг) и периферический (нервы). Скопления клеток образуют серое вещество, а волокна с миелином – белое. Мозг человека состоит из двух долей, покрытых корой, ствола и мозжечка.

Попробуем разобраться, какая часть мозга отвечает за сон.

Внимание! Ученые доказали, что анатомических изолированных центров сна и бодрствования не существует.

Нейрофизиологи выделяют три вида зон:

• обеспечивающие функцию ортодоксальной фазы;
• структуры, «ответственные» за БДГ;
• регуляторы циклов.

Гипногенные центры – это скопления нейронов. Деятельность ретикулярной формации спинного, базальных отделов переднего мозга и таламуса обеспечивает генерацию засыпания. Ретикулярная формация среднего мозга, вестибулярные ядра продолговатого, верхнее двухолмие относятся к центрам, поддерживающим парадоксальную фазу. Отдельные области коры и голубоватое пятно (locus coeruleus) регулируют смену фаз.

Поведение мозга в разных фазах сна

Учёные подробно описали работу мозга во сне. Картина электроэнцефалограммы при дремоте соответствует ЭЭГ в периоде спокойного состояния, отдыха (альфа-ритм). Вторая фаза медленного сна отличается регистрацией сонных веретен – всплесков активности волн с высокой частотой и низкой амплитудой (сигма-ритм).

Электрические импульсы во время глубокого сна (третьей фазы ортодоксальной стадии) отличаются большой амплитудой и малой частотой. Они называются дельта-волнами, никогда не регистрируются при бодрствовании.

Человек последовательно погружается в ещё более глубокое царство Морфея. Происходит понижение температуры тела, замедление пульса, дыхания, уменьшение мозговой активности. И внезапно после двадцати-тридцати минут четвёртой фазы мозг перестраивается и перемещается во вторую фазу медленного сна, словно хочет проснуться. Но вместо пробуждения часть мозга, отвечающая за сон, приводит его к следующей фазе – парадоксальной.

Необычность её удивительна: тело и мышцы полностью выключаются, а мозговая деятельность соответствует периоду бодрствования.

Важно знать! Во время сна активность мозга наиболее высока именно в период REM-фазы. У человека возникает скачок артериального давления, происходит учащение частоты дыхания и сердечных сокращений, наблюдается гипертермия. БДГ-фаза совмещает отключение двигательной функции и усиление — мозговой.

В эмоциональную стадию регистрируется тета-ритм. В неэмоциональную – он ослабевает, уступая место усилению альфа-ритма.

Сознание и подсознание

Тета-ритмы быстрого сна продуцирует гипоталамус – отдел мозга, сохраняющий активность в период бодрствования, а также главный в нейроэндокринной регуляции, коррекции гомеостаза, участвующий в формировании памяти и эмоций. Засыпание отключает воздействие коры, рассудок освобождается от рамок условностей в то время, как подсознание продолжает работать. Благодаря активности подкорковых структур возникают оригинальные идеи и приходят нетрадиционные решения.

Суть ночной работы головного мозга

Значение процесса огромно. Взрослому необходимо спать не менее семи часов в сутки. Если бы функция сна ограничивалась лишь физическим отдыхом, природа не заставляла бы человека на треть суток полностью отключаться от реальности.

Исследователи проследили, что происходит с мозгом во время сна:

• Функциональные связи отдельных частей мозга временно прекращаются в период медленного сна.
• В парадоксальную фазу происходит обмен информацией между церебральными структурами.
• Обрабатываются и сортируются воспоминания.
• Строятся ассоциативные цепочки.
• Межклеточное пространство очищается от токсинов.

Важно знать! Отмечен удивительный феномен – необходимость сна для организма обратно пропорциональна интенсивности умственного напряжения. Мозг человека, расслабляющегося у телевизора, желает отдыхать больше, чем в период подготовки к защите диссертации.

Формирование сновидений

С древнейших часов и до настоящего времени не угасает интерес человечества к вопросу о том, почему снятся сны.

Онейрология не указывает конкретного механизма возникновения ночных сюжетов и переживаний, но предлагает список интересных гипотез.

Краткий перечень некоторые из них:

Известный психиатр Хартман допускает, что сны возникли в процессе эволюции человечества как лечебный механизм для избавления от отрицательных переживаний, сохранения психического здоровья. Доказано – сновидения продуцируются мозгом в фазу БДГ-сна. В 2004 году в ходе экспериментов удалось подтвердить, что за возникновение ночных грез отвечают части мозга, формирующие эмоции и зрительные восприятия.

Методы исследования мозговой активности

В неврологии применяются различные методы исследования. Одни из них дают представление об анатомической картине, помогают выявить опухоль, абсцесс или врожденную аномалию. Это – магнитно резонансная либо компьютерная томографии, ультразвуковая диагностика, некоторые другие. Существуют методики регистрации электрических потенциалов мозга, позволяющие оценить его функциональное состояние:

• Реоэнцефалография – исследование системы артерий и вен головы. Записывается значение сопротивления тканей при воздействии на них слабого электрического тока.
• Магнитоэнцефалография – регистрация магнитных полей, возникающих в результате церебральной активности.

Совет! Чтобы понять, отдыхает ли мозг во время сна, наиболее часто используется электроэнцефалография – запись импульсов из различных частей мозга. ЭЭГ помогает диагностировать нарушения, выявить локализацию очага, конкретизировать нозологию, оценить качество лечения.

Феномен гипнопедии

В связи с увеличивающимся потоком информации возрастает интерес к феномену гипнопедии – обучению в процессе физиологического сна. Предложение рекламных агентов проснуться утром с хорошим объемом знаний заманчиво. Не будем вступать в спор ни с противниками, ни с последователями данного метода, лишь напомним несколько рекомендаций:

Для полноценного усвоения важно, чтобы мозг успел пройти необходимое число циклов. При недостаточном времени сна, человек рискует получить дневную сонливость, а не свежие знания.

Патологии мозга: влияние на качество сна

Любая болезнь отрицательно сказывается на качестве сна. В свою очередь, диссомнии являются факторами риска соматических заболеваний – гипертонии, сахарного диабета, рака, поражений щитовидной железы, ожирения.

Болезни головного мозга – новообразования, кисты, эпилепсия, воспаление мозговых оболочек, травмы и цереброваскулярная патология вызывают нарушения памяти, двигательных, речевых функций. Они не только являются причиной проблемного засыпания, но и способствуют изменению структуры сна.

Заключение

Для нормальной жизнедеятельности важно не только соотношение сна и бодрствования, но и соблюдение циркадных ритмов. Даже при отключении сознания, мозг человека не останавливает работу. Активность этого важнейшего органа в момент погружения в объятия Морфея изучена достаточно, однако, остаётся масса вопросов, ответы на которые предстоит найти.

Долгое время считалось, что сон – это пассивное состояние, когда головной мозг «отключается». Однако исследования, проведенные в последнее время, показали, что речь идет об активном процессе, в течение которого происходят большие изменения в мозговой деятельности, что, в свою очередь, приводит к снижению отзывчивости к стимулам со стороны окружающей среды и возникновению специфической умственной деятельности – человек видит сновидения. Однако даже в глубоком сне сознание не полностью отделено от внешнего мира. Изменения положения тела обеспечивают адаптацию к условиям, размеру пространства. Благодаря этому мы не падаем с кровати, даже постоянно двигаясь. А работает ли во время сна? Так ли ему необходим ночной отдых? Давайте, посмотрим.

Фазы сна и мозговая деятельность

В 1930 году ученые обнаружили, что электрическая активность нейронов сильно отличается во время бодрствования (быстрая активность) и с момента засыпания (медленная активность).

• Фаза 1 – засыпание. Этот этап характеризуется прогрессивной психологической релаксацией, расслаблением мышц, замедлением частоты сердцебиения.
• Фаза 2 – неглубокая. На этой стадии человека могут разбудить малейшие стимулы (легкое прикосновение, звук). При пробуждении на этом этапе человек может быть уверен, что не спал вообще.
• Фаза 3 и 4 – глубокая. Это самый глубокий сон, когда мышцы полностью расслаблены, дыхание медленное, пульс сердца, кровяное давление, температура тела снижены. Качество и количество 3-4 фазы оказывают решающее влияние на ощущение свежести после пробуждения.
• Фаза REM. Примерно через 1-2 часа после засыпания происходит значительное изменение мозговой активности, похожее на состояние бодрствования. Происходит физиологическое возбуждение всего организма. Сердцебиение и артериальное давление становятся нерегулярными, потребление кислорода увеличивается, дыхание ускоряется. Тем не менее, человек спит, более того, он расслаблен. Глаза за закрытыми веками движутся быстро и нерегулярно, человеку сниться сон. При пробуждении на этом этапе 80% людей имеют живые сновидения.

Что делает с мозгом нехватка сна?

Зачем нужен ночной отдых? Разве не лучше было бы выпить кофе, энергетический напиток или другой стимулятор и продолжать бодрствовать? Ведь у каждого человека так много работы, которую он часто не успевает сделать за день. Работа не ждет. Клиенты, счета-фактуры, экзамены.

Ошибка. Сон – естественная физиологическая потребность, это естественный механизм регенерации, издавна эволюционно развивающийся. Если бы он не был необходимым, то давно «удалился» бы в ходе эволюции, как ненужный. Но этого не произошло. Наверное, на это есть причины. Каковы они? Что делает мозг во сне?

Сон имеет регенеративное значение, как для всего тела, так и для души. В это время организм потребляет наименьшее количество энергии, что обеспечивает возможность восстановления мышц, органов. Температура тела снижается, падает артериальное давление, замедляется дыхание, исчезает или уменьшается функция некоторых чувств. Средняя продолжительность ночного отдыха у людей – 7-8 часов, но здесь принимаются во внимание индивидуальные потребности (некоторым людям нужно спать 10 часов в день, другим – лишь 6 часов).

Сон занимает около 1/3 человеческой жизни. Его нарушение, недостаток вызывает психологические проблемы, но отдыхает ли мозг во время сна, аналогично телу? Нет, он продолжает свою активность, обрабатывая предыдущие события.

В мозгу происходит переживание новых событий, повторение, запечатление навыков, знаний. Это, в особенности, происходит в фазе сновидений. Качественный сон в темноте также имеет противоопухолевые эффекты из-за выделения гормона мелатонина, вырабатываемого во время ночного отдыха в непрерывной темноте (должно отсутствовать любое освещение).

Мозг продолжает интенсивно работать, запоминая информацию, накопленную в течение дня. Ответственные мозговые области быстро анализируют события предыдущего дня. Происходит также обработка сигналов, поступающих от внутренней телесной области. Согласно специалистам, мозг ночью работает больше, чем в течение дня, увеличивается даже потребление кислорода. Важно отметить, что «спящий мозг» задействует иные зоны, чем при дневной деятельности.

Недостаток сна усугубляет последующее изучение новых вещей, навыков. В течение дня снижается мозговая активность, концентрация внимания, что может быть сопряжено с риском в определенных профессиях (водители, врачи, сотрудники службы безопасности и др.). Более 50% водителей-дальнобойщиков говорят, что, по крайней мере, единожды при вождении впадали в кратковременный сон. Недостаток ночного отдыха также вызывает подавленное настроение, головные боли, . Его длительное отсутствие связано с ожирением – человек чувствует сильную нехватку энергии, пытаясь дополнить ее с помощью приема пищи.

Новые исследования показали, что во время сна в мозгу происходит выведение токсичных веществ, накапливающихся в течение дня.

Из-за недостатка полноценного отдыха некоторые мозговые центры попадают в микросон, что приводит к фрагментированной и неинтегрированной мозговой активности с индивидуальным отключением некоторой когнитивной функции, в отличие от оптимально отдохнувшего мозга.

Что делает мозг во время сна?

После получения ответа на вопрос (отрицательного), спит ли мозг во время сна, рассмотрения общей картины его деятельности вы, логично, поинтересуетесь, что происходит с мозгом во время сна, чем конкретно он занят?

Принимает решения

Когда человек спит, его мозг работает на полной скорости, он не успокаивается, а обрабатывает информацию, подготавливает фон для решений, принимаемых в течение следующего дня. Новое исследование показало, что неутомимый орган во время ночного отдыха обрабатывает сложные стимулы, используя их для принятия решений в состоянии бодрствования.

Создает и укрепляет воспоминания

Мозг создает новые воспоминания, очищает старые и соединяет первые со вторыми, поэтому отсутствие ночного отдыха значительно влияет на память.

Если человек не спит или часто просыпается, его способность обучения или запоминания новой информации снижается на целых 40%. Следовательно, ночное обучение – абсолютная неуместность. Кроме того, в состоянии ночного бодрствования недостаточно формируется мелатонин, важный для иммунной системы.

Создает новые контексты

Полученная в течение дня информация, в ходе ночного отдыха обретает совершенно разные контексты, чем видимые в состоянии бодрствования. Результатом этой деятельности является утреннее пробуждение с новой идеей, что следует делать для решения какой-то задачи.

Учится выполнять физические задачи

Мозг хранит информацию в долговременной памяти через шпиндели сна. Это короткие всплески мозговых волн, возникающие во время фазы REM. Этот процесс очень важен для хранения информации, относящейся к моторным задачам и функциям, таким как новые танцевальные движения, удары теннисной ракеткой. Поэтому для улучшения своих физических навыков важно не только тренироваться, но и достаточно спать.

Сон – одна из самых ценных физиологических потребностей. Не отказывайтесь от него. Вспомните пословицу «утро вечера мудренее». Это правда. После полноценного ночного отдыха, благодаря не прекращающейся мозговой активности, человек помнит и знает больше, чем в уставшем состоянии после рабочего дня.

Когда вы ложитесь спать, то наверняка думаете, что ваш мозг тоже полностью отключается. Но это далеко не так! А чем же на самом деле он занимается?

Такой сложный сон

Если вы считаете, что засыпаете и сладко спите всю ночь, то сильно ошибаетесь. На самом деле сон может быть разным, и он состоит из нескольких фаз. Учёные давно пытались выяснить их последовательность и продолжительность, и один из исследователей выявил следующие этапы:

1. Засыпание. На данном этапе могут возникать некоторые галлюцинации или образы, которые обычно связаны с пережитыми за день событиями. Человеку кажется, будто бы он «проваливается» в сон, погружается в него.
2. Далее идёт лёгкий сон, который может длиться от десяти до тридцати минут. В этой стадии человека довольно легко разбудить, ведь его мозг, по сути, ещё не переключился с режима бодрствования полностью и окончательно.
3. Первая стадия медленного сна.
4. Вторая стадия медленного сна. Такая фаза считается наиболее глубокой, человек совершенно не осознаёт свои действия и не отдаёт себе отчёт в том, что происходит. И поэтому именно в этот период некоторые люди начинают разговаривать или проявлять двигательную активность: вставать с кровати или даже перемещаться.
5. Далее идёт стадия быстрого сна, которую некоторые учёные называют «REM». На данном этапе мышцы полностью расслабляются, тело обездвиживается, вероятны лишь периодические непроизвольные сокращения и вздрагивания. В это время спящий видит очень яркие и порой невероятно реалистичные сны. Причём если его разбудить в такие моменты, он будет чётко всё помнить и расскажет сновидение в мельчайших подробностях. А вот проснувшийся на этапе медленного сна о своих ночных приключениях почти ничего не вспомнит.

С момента засыпания до начала быстрого сна обычно проходит около 50-70 минут, и потом эта фаза повторяется примерно каждые полтора часа.

Её продолжительность в первой половине ночи обычно составляет не более десяти минут, но потом она постепенно увеличивается (длительность медленного сна при этом, соответственно, сокращается) и достигает 20-30 минут, а к утру может доходить до часа. Так что самые продолжительные и яркие сны чаще всего снятся именно перед пробуждением.

Быстрый сон занимает примерно пятую часть всего периода сна, то есть можно сделать вывод, что человек расслабляется и полноценно спит всего около шести часов за ночь (при восьмичасовом сне).

Ночные занятия нашего мозга

Итак, что делает мозг во время сна человека?

1. Принятие решений. Да, мозг во сне обрабатывает всю полученную за день информацию и систематизирует её, что помогает после пробуждения быстрее находить правильные решения.
2. Запоминание и структурирование информации. Обычно все данные, полученные за день, откладываются в так называемой кратковременной памяти. И поэтому такая информация в скором времени забывается. Но во сне мозг как бы перемещает её в долговременную память, и поэтому мы запоминаем много важного, причём именно во сне. Кроме того, мозг как бы разбирает все данные, размещает их по полочкам, словно создавая архив. А ещё он связывает новую информацию со старой, полученной ранее. Так что если вы не выспитесь, то ваша способность к запоминанию может снизиться на целых 40%!
3. Избавление от токсинов. Да-да, во сне мозг как бы прибирается в нашем организме, избавляясь от всего вредного и ненужного. И такая удивительная функция была обнаружена в процессе наблюдения за мышами. Во время сна они избавлялись от веществ, которые могли бы повреждать нервные клетки. Достигается это за счёт увеличения пространства между клетками, благодаря чему токсины легко выводятся.
4. Закрепление мышечной памяти. Так как во время сна данные откладываются в долговременной памяти, то это позволяет нам не только запоминать данные, но и закреплять и доводить до автоматизма некоторые моторные навыки, такие как танцевальные движения, удары в спорте, вождение автомобиля.
5. Творческая обработка информации. Доказано, что сон может стимулировать творческую активность. Пока человек спит, в его мозге могут образовываться совершенно неожиданные и интересные ассоциации и связи, что позволяет принимать креативные решения, искать новые альтернативы, а также видеть необычные варианты развития событий. И до всего этого во время бодрствования никто бы не додумался.

Несколько интересных фактов о работе мозга во время сна:

• Поговорка «Утро вечера мудренее» на самом деле имеет научные обоснования, так как за ночь мозг перерабатывает, усваивает и систематизирует информацию. Поэтому утром мы встаём со свежей и трезвой головой, многое вспоминаем, понимаем и переосмысливаем.
• Свою таблицу химических элементов Менделеев увидел именно во сне, и это – лишнее доказательство того, что мозг действительно работает ночью.
• С возрастом сны обычно становятся более сложными, их сюжеты порой напоминают запутанные истории из фильмов. И связано это с тем, что человек набирается опыта, и часто некоторые образы и эмоции во время бодрствования его мозгом блокируются, но ночью начинают всплывать в подсознании.
• Сон – это отражение реальности. Причём оно может быть довольно странным, так как мозг по-своему интерпретирует и модифицирует происходящее. А иногда в сновидения всплывает то, что случилось несколько дней или даже месяцев назад. Кроме того, могут проводиться аналогии, связанные не с реальным отношением, а с эмоциями. Например, если вам снится, что вы сдаёте экзамен по предмету, который не выучили, то, вероятно, вы пережили неприятную ситуацию, связанную с невозможностью добиться чего-то или принять верное решение.
• Перед важным событием непременно нужно поспать! Так что ночная подготовка к экзаменам или конференциям – не лучший вариант.
• Учёный Келвин Холл проводил исследования и выяснил, что в снах многие гораздо чаще сталкиваются с неудачами и неприятностями, нежели с победами и успехом. А с возрастом сны наполняются негативом и даже агрессией. Именно поэтому часто добрые сны снятся лишь детям, причём до переходного возраста.

Теперь вы знаете, что сон – это не только приятное, но ещё и полезное и продуктивное занятие.

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: 

Как устроены сновидения, какая часть мозга отвечает за сон – вопросы, которыми уже много лет задаются исследователи со всего мира. Происходящие после окончания бодрствования процессы по большей части остаются загадкой. Ученым удалось лишь приоткрыть завесу тайны, окутывающую погружение в сон.

Одним из доказанных фактов является наличие нескольких стадий сна.

Их существование обнаружили в 50-х годах прошлого века, изучая электронные импульсы. Фазы формируют цикл, длящийся 1 – 1.5 часа. В течение ночи смена периодов происходит неоднократно.

Выделяют две основных фазы сна:

1. быстрый;
2. медленный.

В медленной фазе человек постепенно погружается в глубокий сон. Головной мозг посылает спинному сигнал приостановить деятельность нейронов движения. Обмякают руки, ноги, тело полностью расслаблено. Сложно разбудить человека, находящегося в этой фазе.

Через определенный промежуток времени происходит восстановление активности. Наступает быстрая фаза. Самые яркие сновидения спящий видит именно в этот момент. Человек может разговаривать, его очень легко разбудить. Поэтому на вопрос, работает ли мозг во время сна, можно ответить положительно.

Медленная фаза сновидений

Изучая глубокий сон, ученые пришли к выводу, что погружение в него сопровождается определенными процессами.

В это время:

1. замедляются нейронные колебания;
2. расслабляются мышцы;
3. уменьшается число ударов сердца;
4. снижается температура и давление.

В медленном сне орган, который в режиме бодрствования посылает частые волны, практически погружается в спящее состояние. Волны становятся плавными и медленными. Активность снижается.

Большинство исследователей склоняются к тому, что в этой фазе происходит восстановление мозговых функций. Есть ученые, считающие, что даже погружение в глубокий сон не снижает активность некоторых нейронов (находящихся в гипоталамусе и переднем мозге).

Функционирование мозга в быстрой фазе

Работа мозга во время быстрого сна кардинально меняется. Специалисты зафиксировали, что уровень нейронных колебаний во многом повторяет уровень колебаний в режиме бодрствования. Повышается температура, стабилизируется давление. Именно в этой фазе рождаются сновидения.

Органическое соединение, называемое ацетилхолином, способствует возбуждению таламуса. Активная деятельность клеток вызывает появление всплеска нейронов, а в сером веществе вновь выполняется работа, как при бодрствовании. Продолжительность быстрой фазы становится длиннее под утро.

Участок мозга, отвечающий за сновидения

Опытным путем ученые определили, что в центральном отделе нервной системы есть часть, отвечающая за деятельность человека в периоды отдыха и бодрствования. Она называется ретикулярной формацией ведущего ядра мозгового ствола. Переплетение нервных клеток способствует выработке некоторых нейромедиаторов, например, серотонина. Нарушение функций этой зоны вызывает бессонницу. Однако когда человеку снятся сны, мозг отдыхает. Если нет, это может говорить о каких-либо нарушениях.

Регулирование отдыха происходит в гипоталамусе, куда посылают сигналы нервные клетки, содержащие нейромедиаторы. Далее эта информация передается в кору головного мозга.

Получается, что нервные клетки вызывают активную деятельность гипоталамуса и происходит всплеск нейронных колебаний, схожий с тем, что наблюдается при бодрствовании.

Важно, что гипоталамус непосредственно влияет на формирование циркадных ритмов. За это ответственна группа нейронов среднего гипоталамуса. Она получает информацию от сетчатки, которая считывает, светло или темно в помещении. В темноте начинается выработка мелатонина, способствующего быстрому засыпанию.

Исследовательские работы Балкина и Брауна

Ученые Томас Балкин и Аллен Браун провели исследование, главной целью которого было установление точного отдела, ответственного за сновидения, а также выяснение того, отдыхает ли мозг во время сна.

Исследователи воспользовались позитронно-эмиссионным томографом. Данные показали, что в периоды бодрствования и сна активны разные отделы. Когда человек не спит, его поступки регулируются префронтальной корой, а во время отдыха активность проявляет лимбическая система, ответственная за память, эмоции.

Кроме того, результаты эксперимента подтвердили, что отключается зрительная кора, когда человек засыпает, но остается активной экстрастриарная кора, ответственная за визуальные стимулы. Поэтому сновидения часто выглядят достаточно реальными.

Данные исследований Висконсинского университета

Ученые провели еще одно крупное исследование. Для участия в эксперименте отобрали 46 добровольцев. Во время отдыха к испытуемым присоединяли электроэнцефалограф, чтобы следить за изменениями электрических импульсов. Сон при этом был рваным, поскольку участников эксперимента периодически будили.

Люди рассказывали о том, что им снилось в данный момент. Их истории сопоставляли с показателями электрических импульсов. Исследование показало, что в период отдыха снижается работа в отдельной части коры, отвечающей за появление сновидений. Напротив, при отсутствии видений активность повышается. Когда добровольцы говорили об увиденном, нейронные зоны работали более активно.

Эксперимент показал, что регуляция сна зависит от следующих отделов:

• затылочной коры;
• прекунеуса;
• задней поясной извилины.

Замедление мозговой активности перед сном

Ученые сходятся во мнении, что важна не только активность мозга во время сна, но и ее замедление перед ночным отдыхом. Это позволит лучше отдохнуть и убережет человека от бессонницы. Попробуйте следующие методы для снижения мозговой активности:

• установите четкий режим. Засыпайте и просыпайтесь в одно время, вне зависимости от того, будний день или выходной. Используйте будильник;
• перед ночным отдыхом повторяйте определенные действия. Это может быть прием ванны, чтение книги и пр. Но избегайте использования гаджетов;
• создайте тишину, оставьте только приглушенный свет и не ложитесь в кровать с телефоном.

При хронической бессоннице следует получить консультацию врача.

Утреннее пробуждение и усиление мозговой активности

Усиление мозговой деятельности начинается задолго до пробуждения. В среднем в 4 – 5 часов утра организм уже начинает готовиться к новому дню. Увеличивается продолжительность быстрой фазы, человек чаще просыпается именно под утро.

Если же вы тяжело встаете с кровати, попробуйте разбудить себя при помощи нехитрых способов:

• примите бодрящий душ;
• включите любимую музыку;
• когда завтракаете, читайте газету или книгу;
• сделайте зарядку или займитесь медитацией;
• хорошо подкрепитесь.

Ученые еще долгие годы могут спорить о структуре человеческого мозга и его связи со сновидениями. Предположения о том, как работает этот важный орган, неоднократно менялись в процессе исследований. Не так давно считалось, что он полностью отключается при ночном отдыхе, и лишь недавно это мнение опровергли. В одном исследователи сходятся – важно обеспечить качественный отдых для того, чтобы организм работал полноценно. Лучшего средства для восстановления активности, чем сон, пока не существует.