Які частини мозку пов’язані зі сном?

Зрозуміло, що сон є дуже важливим процесом для життя живих істот, але... Які ділянки мозку беруть участь у процесі сну? Які відносини між ними дозволяють появу кожної фази сну?

У цій статті ми опишемо, що таке процес сну, які фази його складають, а також які регіони мозок залучається, активується або гальмується в кожній фазі, тобто ті області, які пов’язані з нервовим контролем спати.

• Пов'язана стаття: «Частини людського мозку (і функції)»

Визначення та фази сну

Сон - це стан, що виникає внаслідок зниження свідомості, що дозволяє тілу та мозку відпочити.. Відбувається зниження мозкової активності, викликане втомою. Сон є основною, життєво важливою потребою, необхідною для хорошого функціонування та регулювання різні регіони залучені до цього процесу, щоб жива істота перебувала в оптимальному стані і могла Залишайся живим.

У стані неспання електрична активність мозку несинхронізована з хвилями швидкої частоти, які називаються бета-хвилями. Коли об’єкт спокою, розслаблений, хвилі стають трохи повільними, викликаючи альфа-хвилі.

Під час сну виділяють дві основні стадії: NREM або повільний сон, і REM сон, також званий парадоксальним сном, тому що хвилі знову збільшують свою частоту, генеруючи бета-хвилі так само, як і під час неспання.

У фазі швидкого сну окрім збільшення частоти мозкової діяльності спостерігаються також посилення рухів очей, десинхронізації та зниження м’язового тонусу.

Сон NREM необхідний для того, щоб мозок відпочив і відновився після неспання; з іншого боку, швидкий сон буде пов'язаний перш за все з процесами навчання, консолідуючи отриману протягом дня інформацію.

• Вас може зацікавити: «5 фаз сну: від повільних хвиль до швидкого сну»

Частини мозку, пов’язані зі сном: органічні основи акту сну

Спочатку вважалося, що сон виступає як пасивний процес, викликаний чуттєвими розбіжностями, відсутністю стимуляції. Але нейропсихолог Джузеппе Моруцці довів це ретикулярна формація середній мозок, розташований в стовбур головного мозку, має функцію генерування неспання; зі свого боку, довгастий мозок він відповідає за гальмування попередньої структури, що дозволяє відпочити.

Таким чином, цей учений зміг підтвердити, враховуючи гальмівну функцію довгастого мозку, що Сон - активний процес.

• Пов'язана стаття: «Чи всі тварини сплять?»

Ділянки мозку, які беруть участь у сні NREM

Як ми вже зазначали, в цій фазі сну відбувається зниження мозкової активності, що дозволяє мозку відпочити і відновитися.

Функція вентролатеральної преоптичної області була особливо важливою для процесу сну, розташоване в гіпоталамус бічна область мозку, пов’язана переважно з ендокринною функцією, з гормонами. У різних експериментах з тваринами було виявлено, що пошкодження або руйнування цієї ділянки викликає повне безсоння, утруднення сну, навпаки, його стимуляція породжує сонливість і сонливість.

Нейромедіатор ГАМК, месенджер, пов'язаний зі зниженою мозковою активністю, проектується з вентролатеральної преоптичної області до туберомамілярного ядра, також розташованого в гіпоталамуса, до дорсального виступу, розташованого в стовбурі мозку, до ядра raphe, розташованого в стовбурі мозку і відповідального за вироблення серотоніну, і до locus coeruleus, також розташований у стовбурі мозку і пов’язаний з виробленням нейромедіатора норадреналіну. Ці прогнози викликають гальмування цих ділянок.

Як ми зазначали на початку, вентролатеральна преоптична область пов'язана зі зниженням активації і, отже, зі сном; цей факт підтверджується гальмівною функцією, яку він виробляє у вищезгаданих областях гіпоталамуса та стовбура мозку. Також було доведено, що ці регіони пов’язані з активацією мозку та поведінкою.

Так само, також було помічено існування схеми взаємного гальмування під назвою «тригер-генератор»., в цьому контурі відбувається почергове гальмування вентролатеральної преоптичної області та ділянок тулуба та гіпоталамуса, які виступають, це означає, що активація одного призведе до дезактивації іншого, таким чином вони не зможуть працювати, дозволяючи чергувати періоди сну та чування.

З іншого боку, було помічено, що ця схема не завжди працює добре і можуть виникнути дисбаланси та декомпенсації, що призводять до розладів сну і неспання, таких як нарколепсія, катаплексія (виникає втрата м’язового тонусу), сонний параліч і гіпнагогічні галюцинації.

Так само було доведено, що гіпокретинергічні нейрони бічного гіпоталамуса (тобто нейрони, які секретують гіпокретин) відповідають за регуляцію та стабілізацію змінний ланцюг сну і неспання, тригер-генератор, змушуючи його залишатися увімкненим і таким чином дозволяючи людині або тварині залишатися в стані неспання або неспання.

Так само це також було помічено дія аденозину, речовина, що з’являється після кортикальної активності на базальному передньому мозку (в основному пов’язана з функціями когнітивні функції, такі як увага та навчання), викликає гальмування або дезактивацію цього, тим самим дозволяючи появу спати.

З іншого боку, аденозин може також діяти, дезактивуючи гіпокретинергічні нейрони бічного гіпоталамуса, пов’язані зі станом неспання, як ми бачили.

• Вас може зацікавити: «Частини нервової системи: анатомічні структури та функції»

Ділянки мозку, які беруть участь у швидкому сні

Як ми вже згадували в перших розділах, активність або мозкові хвилі під час швидкого сну подібні до активності неспання, показує високу електричну частоту, що спостерігається за допомогою електроенцефалограми.

Характерною та відмітною ознакою фази REM є поява хвиль PGO (виступ-колінчасто-потилична), що свідчить про те, що людина перебуває в REM. Хвилі PGO – це великі та короткі електричні хвилі, які починаються в мосту, прямуючи до бічних колінчастих ядер, а потім до потилична частка, зокрема до первинної зорової кори.

Область з найбільшою залученням до REM ґрунту — дорсолатеральний виступ, який складається з холінергічних нейронів, продуцентів нейромедіатора ацетилхоліну. Ця область гальмується згаданими вище ядрами raphe і locus coeruleus через проекцію норадреналіну і серотоніну відповідно і тим самим дозволяючи і з'являтися NREM сну або стану чування.

Аналогічно, було помічено, що перибрахіальна область, розташована в мосту, яка складається з ніжково-понтинного і латеродорсального тегментального ядра, разом з верхнім проміжним ретикулярним ядром вони утворюються холінергічними нейронами, які виробляють ацетилхолін, одна з функцій якого, як ми вже говорили, полягає в контролі над REM сон.

А) Так, залежно від регіону, куди проектуються холінергічні нейрони, вони викличуть або дозволять різні функції фази REM: Проекції на таламус (одну з основних областей проходження інформації в мозку) і на базальну частину переднього мозку дозволяють активація і десинхронізація кори, а також зв'язки з латеральним колінчастим ядром дозволяють або пов'язані з PGO.

Також вважалося, що проекції на текту середнього мозку, розташовану в стовбурі мозку, контролюють швидкі рухи очей, а зв’язок з бічної преоптичною зоною може бути пов’язана з ерекцією пеніса під час сну.

Нарешті, зв’язки з нейронами магноклітинного ядра довгастого мозку, також розташованого в стовбурі мозку, дозволяють йому пригнічувати рухові нейрони спинного мозку, що викликає атонію м’язів, втрату м’язового тонусу, характерну для швидкого сну.

• Пов'язана стаття: «Поради, як добре виспатися та подолати безсоння»

Ділянки, які беруть участь в активації мозку

Також цікаво знати, які ділянки мозку пов’язані з активацією або збудженням, оскільки вони будуть важливими і будуть брати участь у нейронному контролі сну.

Основною ділянкою, що бере участь у діяльності мозку, є висхідна ретикулярна активаторна система, також відомий як SARA. Він складається з нейронів у верхній частині стовбура мозку, гіпоталамуса і базального переднього мозку. Ці шляхи з’єднують таламус і кору головного мозку, дозволяючи їм передавати сенсорні сигнали і правильно реагувати на них.

У разі поранення або пошкодження цієї системи буде зміна і зниження свідомості. Таким чином, оптимальне функціонування SARA призведе до правильного стану неспання, не допускаючи станів розслаблення або сну.