Что такое сон


Сo времен глубокой древности ум человека занимали вопросы: что такое сон, чем он вызван и почему все люди и животные испытывают в нем непреодолимую потребность? Сначала сон казался людям загадкой, и они думали, что его посылают боги. Но постепенно с развитием естественных наук фантастические представления о сне стали уступать место научным.

Изучая явления, происходящие в организме во время сна, ученые установили его благотворное влияние. Они доказали, что во время сна организм не замирает, как думали первоначально, а как бы вновь заряжается энергией, израсходованной во время бодрствования. Поэтому после глубокого и здорового сна человек ощущает свежесть и бодрость. Особенно важен и нужен сон для восстановления функций нервной системы и главным образом головного мозга.

Во время сна глубже и реже дыхание человека, медленнее бьется его сердце, понижается деятельность почек, кровь усиленнее притекает к сосудам кожи, понижается температура тела. Все органы и ткани отдыхают и восстанавливают свои функции.

Только мозг, регулирующий все процессы в организме, и во время сна пользуется лишь относительным покоем.

Органы чувств спящего человека сохраняют способность воспринимать раздражения внешнего мира, хотя спящий как будто никак не реагирует на них. Установлено, что самые слабые прикосновения, тихий голос, запахи, свет, тепло, холод воздействуют на спящего человека. При этом дыхание и пульс у него становятся чаще, изменяется и состав крови.

Многие жизненно важные органы находятся в состоянии относительного покоя не только во время сна. Сердце, например, отдыхает в те моменты, когда вслед за сокращением и расслаблением наступает пауза. Дыхательные мышцы отдыхают в промежутках между вдохом и выдохом. Мышцы, осуществляющие движение, также работают не беспрерывно. Но этот относительный покой не может заменить сон.

Биологическое значение сна заключается в восстановлении работоспособности организма, утомленного в период бодрствования.

Что же такое сон и какая причина вызывает его? С давних времен ученые по-разному объясняли причину сна.

В середине прошлого столетия многие ученые считали сон результатом «обескровливания мозга». Чтобы доказать правильность этой теории, они проводили такой опыт. Человека укладывали на специальную кровать-весы и уравновешивали ее. Как только он засыпал, та сторона кровати-весов, где была голова, поднималась вверх. Из этого факта делали вывод; что во сне голова теряет часть своего веса, потому что кровь отливает от мозга. Однако исследования при помощи кровати-весов недостаточно, чтобы считать сон результатом «обескровливания мозга». Из этого опыта неизвестно, уменьшение ли количества крови в головном мозге есть причина сна, или, наоборот, сон вызывает уменьшение крови в мозге.

Другие ученые причиной сна считали переполнение мозга кровью. Доказательств правильности этого взгляда также не существует. Правда, некоторые заболевания мозга (ранения, опухоли) могут переполнить его кровью и вызвать сон. Однако этот сон не имеет ничего общего с нормальным физиологическим сном. Разбудить больного, впавшего в такой сон, очень трудно, а иногда и невозможно, разбудить же человека от нормального сна легко.

Более широко была распространена теория так называемых «ядов сна». Она создана французскими учеными Р. Лежандром и А. Пьероном. Эти ученые и их последователи считали, что сон наступает потому, что в крови накапливаются ядовитые продукты обмена веществ — гипнотоксины. Они подавляют деятельность нервной системы. Ученые приводили убедительные, на первый взгляд, доказательства. У животного, которого несколько суток лишали сна, брали сыворотку крови и вводили ее в кровь другому, хорошо выспавшемуся животному. Это животное тотчас же впадало в глубокий сон. Производили и другой опыт. Нормально выспавшейся собаке вводили спинномозговую жидкость собаки, искусственно лишенной сна. И недавно проснувшаяся собака засыпала. Однако наблюдения за сном в естественных условиях опровергают и эту теорию.

Особенно убедительные данные, опровергающие эту теорию, получили советские ученые. Они наблюдали за сном сросшихся девочек-близнецов Иры-Гали. В этом редком случае уродства одно существо имело две головки, одно туловище, различные нервные системы и общее кровообращение. Если бы теория «ядов сна» была верна, то обе головки должны были бы засыпать только вместе, так как «яды сна» попадали бы в их организм через кровь одновременно. Однако оказалось, что близнецы очень часто засыпали и просыпались в разное время. Когда одна девочка спала крепким сном, другая могла бодрствовать, улыбаться, играть.

В последнее время ведутся наблюдения над другими неправильно развившимися близнецами — Дашей-Машей. Результаты наблюдений над ними совпадают с наблюдениями над близнецами Ирой-Галей.

Есть и другие данные, которые не подтверждают правильность теории самоотравления организма. Всем известно, например, что человек может преодолеть сон, а иногда и не чувствует потребности в нем, если он увлечен работой, пережил сильное волнение и в некоторых других случаях.

Большой известностью пользуется теория нервных центров сна швейцарского ученого В. Гесса и австрийского ученого К. Экономо. По этой теории, сном управляют особые центры, которые находятся под корой головного мозга.

Все эти и многие другие теории объясняли лишь отдельные стороны сна, но не отвечали на основной вопрос: что такое сон? Поэтому их нельзя было признать подлинно научными.

Наиболее полное и правильное объяснение сна дает теория академика И. П. Павлова. Она основана на учении об условных рефлексах. Многие годы И. П. Павлов изучал высшую нервную деятельность. Результаты многочисленных опытов и творческих наблюдений над животными и людьми привели его к выводу, что у высших животных и человека сон и бодрствование связаны с работой высших отделов центральной нервной системы — коры больших полушарий головного мозга.

В основе работы головного мозга лежат два нервных процесса — возбуждение и торможение; они возникают под влиянием внешних и внутренних раздражителей.

Возбуждение заставляет организм работать. Торможение, наоборот, задерживает деятельность органов и выключает процесс возбуждения в самой нервной клетке. В согласованной работе всех органов и тканей организма участвуют оба процесса. Возбуждение и торможение могут распространяться на большие или меньшие области коры головного мозга, т. е. иррадиировать.

Очень наглядно раскрывается это свойство мозговой деятельности на примере тормозного процесса. Мелкие животные — мышь, кролик — при виде удава, вместо того чтобы убежать и тем самым спасти свою жизнь, остаются на месте в состоянии оцепенения и становятся добычей удава. В основе такого состояния лежит широко распространенный по мозговой ткани тормозной процесс. Нечто подобное наблюдается и у человека под влиянием испуга, когда, вместо того чтобы бежать от опасности, у него «подкашиваются» ноги.

И. П. Павлов установил, что если перестать подкреплять образованный условный рефлекс (см. ст. «Высшая нервная деятельность»), то он исчезнет. Такое «угасание» условного рефлекса происходит потому, что развивается торможение нервных клеток коры головного мозга. Если внешние раздражители, способствующие возникновению торможения в коре головного мозга, продолжают действовать долго, торможение постепенно захватывает все более и более обширные зоны коры головного мозга, и когда вся кора полностью окажется в состоянии торможения, наступает глубокий сон.

Таким образом, сон — это один из видов торможения, которое охватывает кору головного мозга и нижележащие нервные центры.

Всякий раз, когда нервным клеткам коры головного мозга угрожает истощение или перевозбуждение, в них развивается так называемое охранительное торможение, т. е. защитная реакция коры на внешние раздражители.

Бывает, что вполне здоровые люди засыпают всякий раз после сильного возбуждения (например, ссоры). В этих случаях сон выполняет функцию охранительного торможения и защищает нервные клетки коры головного мозга от перевозбуждения и истощения.

Но сон может наступить и тогда, когда нет утомления или истощения нервных клеток. В лабораториях удается вызывать тормозной процесс с явлениями сна у совершенно бодрого животного. Для этого достаточно длительного действия внешнего раздражителя (например, однообразного тиканья часов). Это приводит не только к возникновению торможения в коре головного мозга, но и к его распространению. Таким образом, возникшее в коре устойчивое торможение под влиянием внешнего раздражителя, например колыбельной песни, однообразного тиканья часов, начинает иррадиировать, т. е. распространяться на все клетки коры. В результате кора мозга начинает отдыхать.

Однако бывает такое состояние, когда тормозной процесс не захватывает всю кору головного мозга и в ней остаются отдельные очаги устойчивого возбуждения. При помощи этих «сторожевых» пунктов, как называл их Павлов, организм сохраняет связи с внешним миром. Вот почему спящая мать может не реагировать даже на сильные раздражители, но немедленно просыпается от слабого плача ребенка. Можно привести и другой пример: шум морского прибоя не нарушает сна морских животных, например моржей. Но если до их слуха донесется сигнал тревоги, изданный вожаком, то все стадо мгновенно пробуждается и бросается в море, хотя этот звук и значительно слабее шума прибоя.

Исследования И. П. Павлова и его учеников показали, что нервные клетки коры головного мозга от действия на организм чрезмерно сильных раздражителей могут «заболеть», если запаздывает или неполно развито охранительное торможение. Предрасполагают к развитию болезни клеток коры головного мозга инфекционные болезни, поражающие нервную систему, отравление ядами, слабость нервной системы, хронический алкоголизм, недостаточный сон и др. И чем сильнее вредное воздействие, тем больше область поражения нервных клеток.