Alvás, az alvás természete
Mi az álom, mit igényel a szervezet? Az ilyen rutinállapot funkcionális céljának kérdése annyira naivnak tűnik, hogy még csak nem is gondolkodik: természetesen a kikapcsolódásra! Azonban egy ilyen válasz új kérdéseket vet fel: mi a pihenés? Miért olyan hosszú és olyan komplex szervezésű? Miért van a nap bizonyos időszakaira korlátozva? Miért nincs elegendő testpihenés a pihenéshez, de szükség van arra is, hogy kikapcsoljuk az érzékszerveket, amelyekről úgy tűnik, élesen növelik a kedvezőtlen környezeti tényezőkre való kiszolgáltatottságot? Miért vannak olyan meleg vérű állatok, amelyekben "a belső környezet állandósága a szabad élet garanciája", kénytelenek lesznek a hidegvérű ősökhöz hasonlóan minden nap több órán át mozdulni az immobilitás és az inaktivitás állapotába?
Évszázadokon át az alvás ezeket a külső jeleket tekintette, i. E. a nyugalmi állapot és a csökkent reakcióképesség. Ezt a megközelítést nem akadályozta meg még a két állam "belső" természetes alvásán alapuló elképzelése is, amelyek alapvetően különböznek egymástól és az éberségtől (lassú hullám és paradox fázis).
Azonban a közelmúltban növekszik olyan tények száma, amelyek nem illeszkednek az ilyen ábrázolásokba. Tehát, a korai 80-es években a személyzet azt Moscow Orvosi Intézet és V.S.Rotenberg S.I.Kobrin tanul alvás betegek teljes sorvadása izomrendszer, nem tártak csökkentése, bár ezek a betegeknek nem kell szomatikus (testi) „szabadság”. Ezért az alvás nem pihen, és a testi nyugalom egyáltalán nem kötelező a fiziológiai alvás.
Hasonlóképpen meg lehet tekinteni egy ilyen általánosan elfogadott alvás-jellemzőt, mint az isaktivitást, azaz. a mentális retardáció, a külső ingerekre adott válasz hiánya. Először is, az álom "hátsó" jele, hiszen az ébredés küszöbét csak egy ember ébredése határozhatja meg. Másodszor, az aktivitás és az immobilitás nem elegendő jel, mivel számos betegségre és egyéb kórállapotra jellemző: farmakológiai alvás, érzéstelenítés, kóma stb.
Melyik álom fontosabb - lassú vagy gyors?
Az elektroencefinográfia megjelenése a XX. Század második felében. végül szigorúan határozták meg az alvás fázisait, és ezzel megközelítik fiziológiai szerepük tisztázását. Mivel alvás azonosítása, annak fázisai és szakaszai fiziológus alapján folytatott közös, úgynevezett nyomtatás, kritériumok polygrams - elektroencefalogram (EEG), elektromiogram (EMG), EOG (EOG), akkor természetes, hogy meghatározza a lényege az alvás ezek a mutatók. Azonban itt is ugyanazok a nehézségek szembesülnek: nincs egyetlen jel, ami elegendő az alvás meghatározásához. A lassú és paradox alvás különálló tulajdonságait az EEG néha más államokban is megtalálja. Így, különböző formákban a patológia és hatása alatt a farmakológiai szerek a EEG vannak bizonyos változások, hogy „utánozzák” bizonyos szakaszaiban az alvás.
Egy éjszakai álom egy emberről. Látható, hogy az éjszaka folyamán négy alvásciklus jár, és egyenlőtlenek: az első félévben mély lassú alvás uralkodik, és a reggeli órákban - paradoxon, álom kíséretében. A testhelyzet megváltoztatása paradox alvás (színesben kiemelt) időszakok előtt és után jellemző, melyet intenzív mentális aktivitás, szemmozgás és a törzs retikuláris idegsejtjeinek aktivitása kísér.
Valószínűleg az alvás szükséges és elegendő jele ritmusosnak tekinthető, azaz egyes élettani jelek (poligráfiai képek) váltakozása, amelyek lehetővé teszik a normál alvás megkülönböztetését a monoton "álomszerű viszonyoktól". Ennek megfelelően, a kritérium „normalitás” Sleep egy ciklikus váltakozásából lépések 1-2-3-4-REM alvás, amely végül paradox fázis. Az általános megközelítés alapján, a jelenlegi meghatározás az alvás a következő: ez egy „különleges genetikailag meghatározott feltétel az emberi test (és a melegvérű állatok, például emlősökből és madarakból), azzal jellemezve, hogy jogos az egymást követő speciális nyomtatási minták formájában ciklusok fázisai és szakaszai” [1 ].
Mi rejlik a ciklikus váltakozás mögött? Mi a célja az alvás mindkét fázisának? A fiziológiában, az egyes szervek funkcióinak megértése érdekében a klasszikus pusztító módszert alkalmazzák: ha károsítani vagy eltávolítani ezt a szervet, majd ismerni a következményeket és megfelelően értelmezni őket, megismerheti szerepét. Ezt a megközelítést az alváshoz is alkalmazzák: ne hagyja, hogy a téma vagy a kísérleti állat aludjon egy ideig, és nézze meg, milyen változások vannak a testben és a viselkedésben. Az ilyen kísérleteket először az orosz tudós, M. Manaasein (1843-1903) töltötte be, amely lényegében az "álom tudományának" - a somnológia alapítója lett.
Évszázadunkban az állatokkal végzett kísérletekben és az egészséges emberek megfigyeléseiben többször megpróbáltuk kideríteni, hogy mi az alváshiány (nélkülözés). Azonban csak az elektroencefalográfia alkalmazásával, az ilyen kísérletek tudományos igazolást kaptak. Az utóbbi időben végzett humán kutatások bizonyos mértékig paradox eredményeket hoztak: egy vagy több napon belül a legveszélyesebb, legszelesebb módon történő megfosztás nem vezetett súlyos zavarokhoz a tantárgyak testében és elméjében. Csak nőtt az álmosság, a fáradtság, az ingerlékenység, a távolmaradás. Úgy tűnt, hogy az alváshiány fő eredménye az egyre növekvő igény.
Természetesen az ilyen nyilvános munkák nem haladhatják meg a 2-3 napot; így az elhúzódó alváshiány következményeit csak állatkísérletekben tanulmányozzák. Tehát a nyolcvanas években az amerikai szakemberek egy csoportja (A. Rechshaffen és munkatársai) alapvetően fontos eredményeket ért el. A kísérletek azt mutatták, hogy ha az első jele az alvási EEG (megjelenése alvási orsók és delta hullámok) állatok felébredni, eljön az az idő, „töredezettség” alvás nagyon rövid ideig és a tér „lokalizáció”, ha az alvás bizonyos területein fordul elő az agy [2 ]. Hasonló jelenség a gyakorlati kísérletek során a majmok leírt I.N.Pigarev [3] (Institute for Information átviteli problémák) és L.M.Muhametov munkatársai (MTA Ökológiai és Evolution Severtsov RAS) megfigyelt lassú váltakozva egy agyfélteke alvás a delfinekben és a fülbevalókban [4].
Ha összehasonlítjuk ezeket az eredményeket a krónikus deprivációval kapcsolatos egyéb adatokkal a fizikai módszerek segítségével, váratlan következtetésre jutottunk: lehetetlen teljesen lelassítani a lassú álmot.
A kísérletek azt mutatták, hogy néhány héttel a patkányok krónikus deprivációjának megjelenése után a lassú alvás "nyomása" csökkent, és ha a nélkülözés megállt, akkor a lassú alvás "visszahúzódását" nem figyelték meg. Nyilvánvaló, hogy először ez a "nyomás" növekszik, majd egy bizonyos kritikus szint elérése után a jelenségek fokozatos adaptációja és a lassú alvás szerkezete miatt a nélkülözés feltételei miatt elmarad.
Teljesen ellentétes eredményeket értek el a paradox alvás tekintetében. Kísérletek Rechshaffena és munkatársai kimutatták, hogy nem számít, hogy milyen az alváshiány vagy lefolytatása (összesen alváshiányt, a nélkülözés a szelektív lassú vagy paradox fázis), ennek eredményeként a depresszió mindig döntő paradox alvás. Előbb-utóbb el fog jutni az azonos drámai következményei (változások megjelenése, viselkedése és a belső szervek), ami néhány „álmatlan” hét végén az elkerülhetetlen az állatok halálát. Jellemző azonban, hogy haláluk közvetlen oka nem található meg.
Érdekes, hogy a patkányok tapasztalt drasztikusan csökkent a EEG amplitúdója utáni krónikus megvonása, amely akkor következik be minden alkalommal körülbelül egy nap előtt az állat halálát. Ha ezen a háttéren a kísérlet leállt, a patkány már nem tud elaludni, és az EEG amplitúdót nem állították vissza; a halál még mindig 24 órán belül esett. Következésképpen ez az EEG amplitúdójának csökkenése az agynak valamilyen visszafordíthatatlan károkat okozott, amelyet a paradox alvás elvesztése okozott. Ha a tapasztalat megállt egy késői szakaszában a nélkülözés, de mielőtt a kritikus pillanatban, hogy erős volt a „visszatérés” csak REM alvás, nem számít, milyen a nélkülözés használt - megfosztva minden alvás REM vagy lassú.
Így megnyújtott alváshiány laboratóriumi állatokban mutatják ismét, hogy az álom két alapvetően különböző állapotban a test - lassú hullámú és paradox (gyors) fázisban, megerősítve a ragyogó találgatás M.Zhuve első kifejezve majdnem 40 évvel ezelőtt.
Az egyik legfontosabb kérdés, hogy izgatott fiziológus, mivel az idő Pavlov - létezése az agyban „alvó központ”. Az év második felében a század, a közvetlen tanulmányozása neuronok szabályozásában vesz részt az alvás-ébrenlét, azt mutatta, hogy a normál működés thalamocorticalis rendszer az agy, amely egy tudatos emberi tevékenység ébrenlét, csak akkor lehetséges részvételével bizonyos kéreg alatti, úgynevezett aktív szerkezetek [5]. Tetteikkel nyomán a membrán a legtöbb agykérgi idegsejtek depolarizált 10-15 mV, mint a többi potenciális - (65-70) mV. Csak az állam a tónusos depolarizációjából neuronok képesek feldolgozni információkat, és válaszoljon a beérkező jeleket, hogy őket a többi idegsejt (receptor és intracerebrális).
Mint látszik, ezek a rendszerek tónusos depolarizáció vagy agyi aktiváció (feltételesen „ébrenlét center”), néhány - talán öt vagy hat. Ezek található minden szinten az agy tengelye a hordó a retikuláris formáció, a locus coeruleus és dorzális raphe a hátsó hypothalamus bazális előagy magjaiban. Neuronok ezen osztályok szekretálnak mediátorok - glutaminsav és aszparaginsav, acetilkolin, norepinefrin, szerotonin és hisztamin, amelyek szabályozzák az aktivitását számos peptidet velük ugyanabban vezikulumokban. Az embereknél a bármelyikének megsértése műveleteinek ezeket a rendszereket nem kompenzálja a másik, az összeegyeztethetetlen a tudat és a kómához.
Az agy felépítésének általános szerkezete és annak fragmense (alább), ahol az éberség és a paradox alvás központjai főként (színnel kiemelve) helyezkednek el; a megfelelő mediátorok jelennek meg.
(Kép nagyítása)
Úgy tűnik, hogy ha az agy "ébrenléti központokkal" rendelkezik, akkor legalább egy "alvási központ" léteznie kell. Az elmúlt években azonban kiderült, hogy a pozitív visszacsatolás mechanizmusa magába foglalja az "ébrenléti központokat". Ezek olyan speciális neuronok, amelyek gátolják az aktiváló neuronokat, és gátolják magukat. Az ilyen neuronok szétszóródnak az agy különböző részeiben, bár legtöbbjük a fekete anyag retikuláris részében található. Mindegyikük különbséget tesz egy és ugyanazon mediátor - gamma-amino-vajsav, az agy fő gátló anyaga. Csak az aktiváló neuronok gyengítik a tevékenységüket, hogyan kapcsolódnak be a gátló neuronok, és tovább gyengítik. Egy ideig a folyamat lefelé fejlődik, amíg egy bizonyos "trigger" nem indul el, és az egész rendszer az ébrenléti állapotra vagy a paradox alvásra vált. Ez a folyamat objektíven tükrözi az agyi elektromos aktivitás (EEG) képi változását az emberi alvás teljes ciklusában (90 perc).
Az elmúlt években a figyelmet a kutatók vonzott még egy evolúciósan ősi agy fékrendszer segítségével, mint a közvetítő a nukleozid adenozin. Japán élettanász O.Hayaysi kimutatták munkatársaival, hogy szintetizálódik az agyban prosztaglandin D2 részt vesz a modulációs neuronális adenozinergicheskih. Mivel a fő enzim, ez a rendszer - prostaglandinaza-D - lokalizált az agyhártya és az érhártya plexust, nyilvánvaló szerepe e struktúrák kialakulását bizonyos típusú alvás patológia: hiperszomnia bizonyos koponyasérülések és gyulladásos meningeális membránok, afrikai „álomkór” okozta tripanoszómák , amelyet a tsetse légycsípés, stb.
Közvetlen regisztrációs egyetlen idegsejtek aktivitását kísérletek laboratóriumi állatokon azt mutatta, hogy a nyomán (az állam a tónusos depolarizáció) karaktert bit thalamocorticalis sejtek nagyon egyedi. De az elmélyülő alvás és felemelkedése szinkronizált aktivitást EEG kezdenek dominálni az erősebb gátló posztszinaptikus potenciálok periódusok váltakozásával felmagasztalása - nagyfrekvenciás kitörések idegi kisülések (pl mintázata idegi aktivitás az úgynevezett „pack-pause”).
Ezután van egy "kórusos" idegsejt-aktivitás, és az információ feldolgozásának feltételei az agyban nem csak az érzékszervekből származnak, hanem a memóriában is tárolódnak. Az agykérgi és a talamikus neuronok impulzusának átlagos gyakorisága azonban nem csökken, de a GABA-ergikus (gátló) neuronokban is jelentősen nő. Ami az idegsejtek aktiválódását illeti, azok kibocsátása kevésbé gyakori. Ezek a neurofiziológiai jelenségek jól illeszkednek a szellemi aktivitás fokozatos gátlására vonatkozó ismert adatokkal, a lassú alvás elmélyülésében emberekben [6].
Ha az idegi aktivitás szempontjából az ébrenlét a tonikus depolarizáció állapotát, majd a lassú alvás-tonikus hiperpolarizációt jelenti. Ebben az esetben a fő ionáramok mozgásának iránya (kationok Na +, K +, Ca 2+, anionok Cl -), valamint a legfontosabb makromolekulák a sejtmembránhoz fordulnak szemben.
Így azt mondhatjuk, hogy közben a lassú alvás visszaállítja az agy homeosztázis, zavarta a nyitvatartási idő alatt ébrenlét. Ettől a szempontból az ébrenlét és a lassú álom olyan, mint "ugyanazon érme két oldala". Időszakok tónusos depolarizáció hiperpolarizációval kell rendszeresen cserélni egymással, hogy állandó belső környezet és az agy megfelelő működését biztosító thalamocorticalis rendszer - altalaj emberi magasabb mentális funkciókat. Ez megmagyarázza, hogy miért az agy nem egy „központ a lassú hullámú alvás” - ez jelentősen csökkenti a megbízhatóságát az egész rendszer, tenné, mereven determinisztikus, teljesen független a „szeszélye” a központ, ha bármilyen megsértése munkáját.
Másrészt viszont érthetővé válik, hogy a lassú alvás teljes elfojtása szinte lehetetlenné válik: rendszerint a tevékenységet időszakosan helyettesíti a nyugalom, az ébrenlét lassú alvás, amely lefedi az egész agyat. Ismeretes, hogy mesterséges krónikus nélkülözéssel az ébrenlét és a lassú alvás mechanizmusa diffúz és egyidejűleg működik. Ebben az esetben a normális viselkedés természetesen szenved, de a csökkentő hatás ellenére az agyi homeosztázis visszaáll.
Mindazonáltal itt nem minden egyszerű. Legutóbb Pigarev történő kísérletek azt mutatták, hogy a macskák, mint a szinkronizálás az EEG primer neuronok a vizuális és auditív kéreg nem reagál bizonyos ingerekre, és kezdenek egyre reagálni impulzusok érkeznek a kéreg a belső szervek [7]. Figyelembe véve a speciális észlelt Ca - csatorna a membrán számos agykérgi idegsejtek, amelyek alatt vannak nyitott hiperpolarizációjának, akkor feltételezhető, hogy a lassú alvás az agy megszűnik az információ feldolgozása és bevétel feldolgozásából származó külső jelek a interoceptív impulzusokat.
Így a XXI. Század küszöbén. Úgy tűnik, a lassú alvás funkciója végül láncolni kezd: ez az agyszövet homeosztázisának helyreállítása és a belső szervek kezelésének optimalizálása. Az alvási higiénia esetében ez azt jelenti, hogy megerősíti a régieket, a világot, de valamilyen oknál fogva elfelejtett szabályt: jó alvás nélkül nem lehet jó éberség!
A helyzet teljesen más, mint egy paradox álom, amely a lassú alvástól ellentétben kifejezett aktív természetű [8]. A paradox alvás az agy hátulján, a variólium híd és medulla oblongata régiójában található, egyértelműen meghatározott központból indul ki, és a mediátorok az acetilkolin, a glutamin és az aszparaginsav. Paradox alvás közben az agysejtek rendkívül aktívak, de az érzékszervekből származó információ nem jön hozzájuk, és nem táplálódik az izomrendszerbe. Ez az állam paradoxonja [9].