Activitatea structurilor care ne organizează somnul și vegherea constă în activitatea neuronilor individuali. Activitatea lor este subiectul unei atenții deosebite a neurofiziologilor. Microelectrodele se introduc în creierul animalului experimental și se deplasează acolo folosind un micromanipulator cu telecomandă. Când vârful cel mai subțire al electrodului se apropie de neuron, experimentatorul va putea să-și înregistreze descărcarea impulsului.
Atunci când există un somn lent, frecvența descărcărilor de impuls în majoritatea structurilor scade, iar atunci când un somn lent dă loc unei perioade rapide, crește din nou. Modificările activității neuronale se reflectă nu numai în frecvență, ci și în figură, adică în secvența de impulsuri.
Neuroștii au identificat mai multe tipuri de modificări ale activității neuronale în ciclul de veghe-somn. Fiecare tip corespunde structurilor asociațiilor creierului anatomice: etajele inferioare au sisteme senzoriale, cum ar fi retinei sau bulbul olfactiv, o schimbare în natura activității neuronale în formațiunile stem - cealaltă, în hipocamp și septul - al treilea, in cortexul si talamusul - al patrulea. În mod special interesant este ultimul, cel de-al patrulea tip.
In timpul somnului REM si de veghe in timpul neuronilor din cortexul si talamusul comportãm evacuate destul de odinakovo- impulsuri cea mai mare parte unice, susținând intervale neregulate între evacuări. De îndată ce mișcările rapide ale ochilor încep, frecvența impulsurilor crește - la fel ca într-o stare de veghe, când începem să privim ceva. Fie talamusului si cortexul in timpul somnului REM și trezie funcționează în același mod, și diferențele psihologice dintre aceste faze sunt determinate de alte structuri, indiferent dacă aceștia lucrează în mod diferit, dar diferența în activitatea lor nu este încă deschis. Viitorul va arăta care dintre aceste puncte de vedere este corect și poate că cazul va trebui să fie privit într-un fel destul de diferit.
Cu toate acestea, neuronii nu epuizează ierarhia sistemelor creierului. Sub nivelul celulelor nervoase, sau mai degrabă în celulele în sine, au loc nenumărate procese chimice, pe care întreaga activitate a creierului depinde în mare măsură. Impulsurile nervoase sunt transmise de mediatori (vectori); aceste substanțe sunt eliberate în sinapse - distanța dintre doi neuroni. Unele sinapse secretă acetilcolină, altele - noradrenalină, altele - serotonină, al patrulea - acid gammaaminobutiric și așa mai departe.
Pentru a studia rolul serotoninei în procesele cerebrale, cel mai adesea se utilizează precursorii biologici ai acestuia. Acestea includ L-triptofan. Sa dovedit că el crește proporția de somn rapid. Același rezultat a fost obținut din administrarea unui alt precursor al serotoninei, 5-hidroxitriptofan, în vena. Pe de altă parte, introducerea serotoninei în artera carotidă internă indică faptul că are mai mult de a face cu somnul lent. Zhuwe a injectat substanțele pisicilor care contribuie la acumularea de serotonină și norepinefrină în creier și au un somn scurt și cu atât mai lent a devenit mai lung. În creier, cea mai mare parte a serotoninei este conținută în nucleele suturii situate în părțile inferioare ale trunchiului. Distrugerea acestor nuclee cauzează insomnie.
Faptele, după cum vedem, sunt foarte contradictorii și schițe, nu este ușor să le punem într-o imagine armonioasă. Ceea ce se găsește la animale nu se găsește la oameni. Cu toate acestea, în 1969-1972, Zhuwe a încercat să generalizeze aceste fapte. Serotonina joacă un rol important în apariția și întreținerea somnului lent. Dar și un vis rapid depinde de acesta - în esență, în stadiul inițial. Serotonina incepe, apoi procesul include alte substante. Pe scurt, somnul lent are propria chimie, dar propria sa rapiditate. Chimia și vegherea lui.
Apropo, nu am menționat jumătate din substanțele implicate în organizarea somnului și a vegherii și nu am spus nimic despre transformările hormonale și metabolice. Și aici, fiecare fază are propria sa chimie. hormoni suprarenali sunt alocate în principal în a doua jumătate a nopții, atunci când creșterea proporției de somn REM și a hormonului de creștere (HGH) este produs de glanda pituitara, aceasta iese în evidență cel mai mult în somn lent și în prima jumătate a nopții. Putem spune că într-un vis lent crestem mai repede decât într-unul rapid.
Imaginați-vă că în nucleul cusăturii, producția de serotonină a crescut, iar în nucleul albastru și creierul mijlociu producția de noradrenalină a început să slăbească. Creierul trece în modul alfa-ritm. Sistemul de activare este pe cale să înceteze, iar sistemele de somn se vor aprinde. Dar ce motiveaza plantele neurale de a intensifica productia de serotonina? Ce include mecanismele care implică somn?
În primul rând - un ritm de cicada. Pentru ritmul circadian de milenii, toată chimia organismului sa adaptat, căutând cei mai buni catalizatori și inhibitori pentru toate statele sale. Modificările circadiane ale fundalului umoral și ale nivelului metabolic în creier slăbesc activitatea sistemului de activare. Acest lucru este facilitat de o scădere a fluxului de informații senzoriale și musculare și de oboseală generală moderată. Începem să adormem. Pe electroencefalograma, avem valuri lente: activitatea mecanismelor de sincronizare crește. Acestea suprimă rămășițele influențelor activatoare și reconstruiesc munca creierului. Acumularea de serotonină, în special în structurile trunchiului, contribuie la dezvoltarea somnului lent. Suntem deja în puterea axelor somnoros.
Dintre factorii care au contribuit, am menționat oboseala generală. Care este fundalul acestui sentiment? De ce ne-am obosit? Sistemul nervos? Dar se pot obosi celulele nervoase? Comparați neuronul cu inima. Ciclul de excitare și contracție a inimii durează câteva zecimi de secundă, se odihnește la fel de mult. Ciclul excitației neuronului este mult mai scurt - o mie de secundă. Cu toate acestea, nu există niciun motiv să credem că pentru odihnă el nu are aceleași microîntreruperi între muncă. Deși nu există dovezi clare că odihna pentru neuroni necesită un vis.
Totuși, oboseala nu este un mit. Mai întâi de toate, musculatura scheletică este obosită. Oboseala musculară ne obligă să luăm o poziție orizontală, relaxând mușchii. Relaxarea stinge un flux puternic de impulsuri trimise sistemului nervos central prin fibrele musculare contractate, ceea ce ajută la reducerea nivelului de veghe. De ce, atunci, nu poti sa te culci in timp ce trebuie sa dormi? Pentru că, indiferent de modul în care încercăm să ne relaxăm, mulți mușchi vor fi încă constrânși de o anumită tensiune. Conștiința noastră trebuie să se "întoarcă" complet de la mușchi, să le ofere ei înșiși. În plus față de oboseala fizică, există încă oboseală mentală și emoțională - nu epuizarea celulelor nervoase, ci epuizarea forțelor mentale și mentale care necesită o restaurare.
La mijlocul secolului XX sub influența ciberneticii idei au început să se contureze conturul teoriei informațiilor de somn, sau mai degrabă, ipoteza informații. Conform uneia dintre modificările sale inițiale în seara creierul devine tot mai dificil de asimilat informațiile care se acumulează în timpul zilei, el a fost obosit de suprasarcină și începe să simtă nevoia de curățare de memorie pe termen scurt a excesului de mărfuri. Și trebuie să spun că, dacă memoria pe termen lung nu are frontiere persoană - cel puțin, ele nu sunt detectate, - volumul de memorie pe termen scurt, așa cum este dovedit prin experimente psihologice, foarte mici. Ceva trebuie să fie aruncat peste bord, și ceva de tradus în memoria pe termen lung. Face informații de estimare și transcodarea sale o dată în timpul stării de veghe: continuu și semnalele sosesc de oriunde, suprapuse una peste alta. Recodificarea nu este un lucru ușor. Toate acestea necesită concentrare, aprofundare în sine: trebuie să ne deconectăm de lumea exterioară (și aceasta este tocmai esența somnului) și să mergem la un regim special. Ne trezim când procesarea informațiilor sa încheiat: nu mai este nevoie să dormim.
Această ipoteză oferă o idee despre scopul somnului? La urma urmei, nu numai că indică stimulul care determină creierul să meargă să doarmă, dar explică și de ce dormim. Dar să lăsăm această întrebare fără răspuns, căci nu am atins încă vise. Pentru ceea ce îi vedem și ce reprezintă ei, trebuie să discutăm mai întâi.