Психофизиология как наука

     3 и 4 стадию иногда объединяют в  одну,  которую  в  этом случае называют дельта-сном 

      Парадоксальный сон

     Вслед за  медленным  сном  наступает  парадоксальный сон. Быстрый сон  (парадоксальный  или  сон  с  быстрыми движениями глаз) обнаруживается внезапной  десинхронизацией  на  ЭЭГ,  то есть вместо медленных дельта-волн появляются быстрые бета-волны.  Поведенчески эта стадия начинается угасанием тонуса  мышц шеи, когда отмечается биоэлектрическое молчание на ЭМГ.  Вслед  за  этим отмечается угнетение спинномозговых рефлексов.

      Параллельно отмечается изменение ЧСС и дыхания (как резкое замедление, так и напротив учащение). Амплитуда спонтанных КГР минимальна. Активируются вегетативные проявления. Увеличивается снабжение мозга кровью,  выделяется желудочный сок.  Быстрый сон связан с увеличением выброса  гормона стресса  -  кортизола.  Под  закрытыми веками быстро двигаются глазные яблоки,  что и дало этой стадии еще  одно  название  - стадия быстрых движений глаз. 

     Пробуждающиеся в эту стадию люди в 80% случаев сообщают о том, что видели сон. 

          Нейроные структуры, ответственные за  развитие стадий сна.

     В настоящее время считается доказанным, что медленный сон обеспечивается  активностью бульбарных ядер (ядер шва) и таламических синхронизирующих влияний.  Переход  от состояния медленного сна к парадоксальному сну или бодрствованию сопровождается  деполяризацией  нейронов   неспецифической системы таламуса.

     Существует реципрокный механизм регуляции парадоксального сна.  Нейронные системы, расположенные в передней части преоптической области гипоталамуса оказывают облегчающее влияние на развитие этого сна, а расположенные в вентролатеральном ядре - тормозное влияние. Облегчающее влияние оказывает также система нейрогуморального влияния,  связывающая аркуатное ядро и гипофиз. Можно полагать, что быстрый сон обеспечивается активацией адренергических и холинергических образований.

     В глубоком сне происходит диссоциация  между  полушариями головного мозга. По-видимому, особое отношение ко сну имеет правое полушарие.

     Исследование быстрого сна методом позитронной эмиссионной томографии выявило ряд структур, метаболизм глюкозы в которых возрастает при появлении быстрых движений глаз. Среди  них отмечается правые лобная область,  дорсальная префронтальная кора (связанная с саккадическими движениями  глаз), сингулярная извилина,  медиальная префронтальная кора, билатеральные верхняя и нижняя париетальные доли (включенные в  зрительное пространственное внимание).  Пробуждение коррелировало с теми же структурами,  исключая нижнюю париетальную долю.

     Отмечено нарастание активности базальных ганглиев как  во время сна с быстрыми движениями глаз, так и при пробуждении.

     Сновидения обеспечиваются активностью ядер варолиева моста и  лимбической  системы (гиппокампа и амигдалы).  Нейронные образования варолиева моста осуществляют в быстром сне угнетающие  влияние  на двигательный аппарат спинного мозга и задних отделов мозгового ствола. За счет этого в быстром сне происходит  диссоциация между эмоциональным переживанием и двигательным его выражением. 

                 Периодичность стадий сна

     Ночной сон состоит из 4 - 6 циклов,  включающих и медленный, и быстрый сон.  Каждый цикл длится приблизительно 1,5 часа.

     Состав стадий от цикла к циклу меняется, в зависимости от времени сна.  Рисунок сна обеспечивается активностью вентрального латерального ядра  таламуса  и системой скорлупа-бледный шар- черная субстация.

     В первом цикле первая и вторая стадии длятся около 15 минут каждая.  Третья стадия составляет около 20 минут, за которой следует четвертая,  длящаяся до 45 минут. Затем она прерывается  10 минутной стадией быстрых движений глаз и начинается новый цикл.

     Длительность первых  двух стадий второго цикла не отличается от первого,  3-я стадия сокращается до 15 минут,  а 4-я до 20  минут,  тогда  как длительность стадии быстрых движений глаз, напротив, возрастает до 15-20 минут.

     В более  поздних циклах 4-я стадия отсутствует,  а стадия быстрых движений глаз увеличивает свою длительность от цикла к циклу.

     Таким образом,  быстрый сон составляет примерно 25% всего ночного сна, на долю же дельта-сна приходится 20-30%. 

           Возрастные особенности сна.

     На 36-37 неделях внутриутробного развития ЭЭГ сна и бодрствования у детей начинает различаться.

     Общеизвестно, что  новорожденные  большую  часть  времени спят, и период бодрствования у них незначителен по отношению к периоду сна. В то же время практически весь сон новорожденного представлен быстрым сном.

  В  конце первого месяца появляются медленная активность. Сонные веретена появляются на втором месяце. С третьего месяца во время сна появляются высокоамплитудные медленные волны. В 6 месяцев происходит формирование основных ритмов сна.  К концу первого года жизни период медленного сна резко возрастает. В тоже время полное соответствие сна сну взрослого  возникает только в пубертатный период. 

      Психофизиология внимания 

     Внимание - это способность ограничить круг объектов и явлений, с которыми человек имеет дело в процессе познания и интеллектуальной деятельности, для повышения эффективности взаимодействия с ними и улучшения качества переработки поступающей информации.  

      Модель внимания Д.Е.  Бродбента 

      Одну из первых моделей внимания,  ставшую отправной точкой для  всех  других,  предложил  Д.Е.  Бродбент. В дальнейшем она получила название модели фильтра.  При ее создании автор опирался на одноканальную теорию К.  Шеннона и У.  Вивера, полагавших, что обработка информации в центральной нервной системе ограничена только одним каналом,  пропускная способность которого и определяет объем внимания.

      Д.Е. Бродбент предположил,  что  нервная  система,  имея большое  количество сенсорных входов,  в процессе коммуникации может пользоваться лишь одним каналом.  На входах канала устанавливаются фильтры, отбирающие наиболее значимые в данный момент сигналы. Невостребованная информация некоторое время хранится  в кратковременной памяти перед фильтром и может попасть в коммуникационный канал только в том случае,  если произойдет сдвиг внимания.

    Согласно Д.Е.  Бродбенту, сообщения, проходящие по отдельному нерву,  различаются как по количеству импульсов, так и по качеству передаваемой информацию.  При возбуждении  нескольких нервов одновременно мозг может принять все сообщения,  которые обрабатываются     параллельными      сенсорными      каналами.  В  каждом  канале  имеется  свой нервный код,  по которым и отбираются сигналы для переработки.

Если  в  дальнейшем на эту информацию обращается внимание,  то она передается в канал с ограниченной пропускной способностью, где  и происходит ее дальнейшая обработка.  Отличительной особенностью представлений Д.Е. Бродбента, является то, что отбор материала  производится не по его содержанию,  а по физическим характеристикам воспринимаемого сигнала.

    Теория Д.Е.  Бродбента не объясняет, почему происходит смена внимания,  если человек не знает о том,  какая информация находится перед фильтром.  Кроме  этого,  проведенные эксперименты продемонстрировали частичную обработку той информации, на которую не обращается активное внимание. 

     Другие модели внимания

     Имеющиеся данные дают основание утверждать, что хотя анализ игнорируемой информации и прекращается на довольно  ранних стадиях,  но тем не менее в той или иной степени осуществляется. В связи с этим возникло предположение,  что обработку проходят все сигналы, которые затем поступают в мозг, однако, одни (на  которые  обращается  внимание)  достигают  центральной нервной системы полностью, тогда как другие предварительно определенным образом ослабляются. Такая гипотеза была предложена А.М. Трейсман.

     Согласно этой гипотезе, все сенсорные стимулы поступают в логический анализатор,  где происходит анализ всей информации. Однако, некоторые сигналы имеют низкий порог осознания, поэтому даже  в ослабленном виде способны активировать вход.

     Согласно модели А.М.  Трейсман,  до начала подробного анализа сигнала возникает решение  о  необходимости  обрабатывать его характеристики. При это сначала анализ информации происходит на основе общих физических свойств явлений, а позднее анализируется и смысл. Фильтр может располагаться в этом случае в двух возможных местах.

     J. Deutch и D. Deutch предположили, что практически все сигналы достигают логического анализатора,  где они,  в соответствии предыдущим опытом испытуемого,  распределяются по значимости вне зависимости от силы их воздействия в  настоящий момент. Таким  образом,  анализ сигналов происходит на неосознанном уровне,  тогда как результат анализа  осознается.

      В последствие эта модель была пересмотрена Д.А. Норманном. Согласно его представлениям, все сигналы поступают на некоторый переключатель внимания, то есть не происходит предварительной селекции информации на уровне  перцепции.  Д.А.  Норман  предположил,  что переключатель внимания в данном случае работает как аттенюатор,  то есть прибор, уменьшающий количество информации,  но не отключающий ее полностью. Обработка же информации происходит на  уровне  кратковременной памяти.   Эта модель была названа моделью процесса активного синтеза. В  ней значительное внимание уделяется контексту и синтаксиcу, которые могут предуведомить механизмы восприятия  информации относительно ожидаемых сигналов и позволяют выбрать правильный сигнал,  когда он появится,  даже если он и  не  будет достаточно четким.  Д.А.  Норман полагает, что процесс анализа посредством синтеза идет прямолинейно, то есть полному анализу подвергается только один канал, и возможна ситуация, когда нерабочий канал вообще не рассматривается.