Введение

Цикл сна — это колебание между фазой медленных волн и фазой быстрого сна (парадоксального). Его иногда называют ультрадианным циклом сна, циклом сон-мечтание или циклом REM-NREM, чтобы отличать его от циркадного чередования сна и бодрствования. У человека этот цикл длится от 70 до 110 минут (90 ± 20 минут). В сне взрослых и младенцев наблюдаются циклические колебания между спокойным и активным сном. Эти колебания могут сохраняться и во время бодрствования в виде циклов активности и отдыха, но их сложнее заметить.

Характеристики

Электроэнцефалография позволяет определить время циклов сна благодаря выраженному различию в мозговых волнах, наблюдаемому во время фазы быстрого сна и фазы медленного сна. Дельта-волновая активность, коррелирующая с медленноволновым (глубоким) сном, в частности, демонстрирует регулярные колебания на протяжении всей ночи. Секреция различных гормонов, включая ренин, гормон роста и пролактин, положительно коррелирует с дельта-волнами, в то время как секреция тиреотропного гормона – отрицательно. Вариабельность сердечного ритма, известная тем, что увеличивается во время фазы быстрого сна, закономерно также обратно коррелирует с колебаниями дельта-волн в течение примерно 90-минутного цикла. Для определения стадии сна, в которой находится спящий, электроэнцефалография комбинируется с другими приборами, используемыми для этой дифференциации. Электромиография (ЭМГ) является важным методом для различения фаз сна: например, снижение мышечного тонуса обычно является признаком перехода от бодрствования к сну, а во время фазы быстрого сна наблюдается состояние мышечной атонии (паралича), что приводит к отсутствию сигналов на ЭМГ. Фаза быстрого сна, как следует из названия, характеризуется быстрым движением глаз, которое можно увидеть с помощью электроокулографии (ЭОГ). Кроме того, методы, основанные на кардиореспираторных параметрах, также эффективны при анализе архитектуры сна, если они используются в сочетании с другими вышеупомянутыми измерениями (такими как электроэнцефалография, электроокулография и электромиография). Гомеостатические функции, особенно терморегуляция, нормально функционируют во время фазы медленного сна, но не во время фазы быстрого сна. Таким образом, во время фазы быстрого сна температура тела имеет тенденцию отклоняться от среднего значения, а во время фазы медленного сна – возвращаться к норме. Чередование фаз, таким образом, поддерживает температуру тела в допустимом диапазоне. У людей переход между фазой медленного и фазой быстрого сна происходит резко, в то время как у других животных он менее выражен.

Длина

Стандартным показателем средней продолжительности цикла сна у взрослого мужчины считается 90 минут. N1 (NREM стадия 1) – это стадия от сонливости до засыпания. На этой стадии начинают снижаться мозговые волны и мышечная активность. N2 – это стадия легкого сна. К этому моменту прекращаются движения глаз. Снижается частота мозговых волн и мышечный тонус. Также снижается частота сердечных сокращений и температура тела. N3 или даже N4 – самые сложные стадии для пробуждения. В это время расслабляется всё тело, замедляются дыхание, кровяное давление и температура тела. Национальный фонд сна обсуждает различные стадии NREM-сна и их значимость. Они описывают фазу быстрого сна (REM) как «уникальное состояние, в котором обычно происходят сновидения. Мозг активен, а тело парализовано». Эта уникальная фаза обычно наступает, когда человек видит сны. Значение в 90 минут для средней продолжительности цикла сна было популяризировано Натаниэлем Клейтманом примерно в 1963 году. У младенцев цикл сна длится около 50–60 минут; средняя продолжительность увеличивается с возрастом. У кошек цикл сна длится около 30 минут, в то время как у крыс – около 12 минут и до 120 минут у слонов (в этом отношении онтогенез цикла сна представляется пропорциональным метаболическим процессам, которые варьируются в зависимости от размера организма. Однако более короткие циклы сна, обнаруженные у некоторых слонов, усложняют эту теорию). 7–8 часов сна, вероятно, включают в себя пять циклов, средние два из которых, как правило, длиннее первого и четвертого.

Пробуждение

Непровоцированное пробуждение чаще всего происходит во время или после фазы быстрого сна, когда температура тела начинает повышаться.