Somnul este studiat în principal de psihologie și medicină. Faptul că organismele își petrec ore în somn în fiecare zi și că privarea de somn poate avea consecințe catastrofale demonstrează importanța somnului. Funcțiile și mecanismele somnului sunt destul de complexe și doar parțial înțelese.

fiziologiei
Neuronii (celulele nervoase) din creier și trunchiul cerebral produc substanțe diferite pentru a semnaliza între ele, numite neurotransmițători. Aceștia acționează asupra altor grupuri de neuroni și acționează astfel asupra apariției somnului și a trezirii. Atât tranziția de la starea de veghe la somn, cât și alternarea somnului cu undă lentă (BVS) și a somnului REM (somn paradoxal) sunt rezultatul activității unui număr de centri nervoși care aparțin formarea reticulară.

În trunchiul cerebral se află nucleele nervilor cranieni și un număr de nuclee mari, dintre care unele fac parte din sistemul de reglare a activității motorii (de exemplu, nucleul ruber), iar altele sunt nuclee subcorticale senzoriale (de exemplu, oliva rostralis). Aceste nuclee sunt formate din substanță cenușie densă. În plus, căile nervoase trec prin trunchiul cerebral, care sunt mănunchiuri dense de axoni paraleli. Spațiile care rămân între structurile tulpinii enumerate sunt umplute cu o substanță gri liberă numită formațiune reticulară (formatio reticularis). Această substanță cenușie este compusă din grupuri de neuroni împrăștiați, între care trec multe fibre nervoase și creșteri dendritice. În unele locuri, celulele nervoase sunt mai dens împachetate, formând numeroasele nuclee ale formațiunii reticulare. Aceste nuclee nu sunt de obicei clar delimitate și se suprapun parțial. Prin urmare, uneori nu vorbim de nuclee, ci de zone de formare reticulară.

Fibrele nervoase care transportă informații către nuclei talamici specifici dau colaterale formațiunii reticulare. Astfel, informațiile care vin de la receptorii senzoriali ajung la cortexul cerebral în două moduri diferite - o cale specifică care trece printr-unul dintre nucleii talamici specifici și ajunge doar la zona corticală senzorială corespunzătoare și o altă cale nespecifică care trece prin formarea reticulară a creierul mijlociu.

Sistemul de conducere nespecific se numește sistemul de activare reticulară ascendentă (BPAC). Denumirea prescurtată PAS - sistem de activare reticulară este adesea utilizată. Sarcina sa principală este creșterea continuă a excitabilității neuronilor corticali și astfel menținerea nivelului de vigilență. După cum am spus, neuronii reticular modulatori au activitate spontană. În plus, sunt excitați suplimentar de fiecare stimulare a receptorilor senzoriali. Cu cât neuronii reticulari sunt mai entuziasmați, cu atât o persoană este mai energică. Când frecvența potențialelor de acțiune pe care VRAS le conduce către cortex scade, unul rămâne treaz, dar nivelul de veselie scade. Atunci când fibrele nervoase ascendente, care pornesc de la VRAS și sunt direcționate către talamus și cortex, sunt întrerupte, persoana cade într-o stare asemănătoare comei.

De asemenea, cortexul trimite fibre către formațiunea reticulară mezencefalică, care excită neuronii reticulari. Astfel, se obțin conexiuni circulare, prin care zonele corticale individuale cresc nivelul de vigoare al întregului cortex, adică prin medierea VRAS cortexul se poate excita. De exemplu, dacă, ca urmare a reflexiei prelungite (procese care au loc în cortex) ajungem la un gând important care ne entuziasmează foarte mult, nivelul nostru de veselie va crește semnificativ.

Apariția somnului cu undă lentă

În trecut, debutul BVS a fost privit ca un proces pasiv din cauza oboselii sistemului de activare reticulară ascendentă (VRAS). Astăzi se știe că atât apariția BVS, cât și alternanța BVS și REM-somn sunt procese active care sunt reglate de mai multe grupuri de neuroni modulatori situați în RF ale trunchiului cerebral, hipotalamusului și regiunilor bazale ale creierului anterior. Acest lucru nu înseamnă că VRAS își păstrează funcția neschimbată - în timpul BVS efectul activator al VRAS asupra cortexului este semnificativ slăbit, ca urmare a efectelor de retenție ale unor structuri cerebrale menționate mai sus și datorită fluxului redus de informații senzoriale.

În funcție de mediatorul pe care îl secretă, neuronii modulatori legați direct de debutul somnului pot fi împărțiți în neuroni noradrenergici, neuroni serotoninergici, neuroni histaminergici și neuroni colinergici. Neuronii noradrenergici, serotoninergici și histaminergici se reunesc sub denumirea de neuroni aminergici.

Unii neuroni GABA-ergici joacă un rol important în dezvoltarea BVS, precum și pe cei care secretă galanina mediator peptidică pe lângă γ-AMK. Există, de asemenea, neuroni glutamatergici în tegmentul podului. Există conexiuni bidirecționale complexe între neuronii aminergici și colinergici. De exemplu, neuronii serotoninergici și noradrenergici rețin neuronii colinergici și există un feedback pozitiv între neuronii glutamatergici și colinergici.

Starea de veghe se caracterizează prin activitate ridicată atât a neuronilor colinergici, cât și a aminergicilor și a prezenței echilibrului între ei. În timpul BVS, activitatea tuturor neuronilor modulatori este scăzută, dar echilibrul dintre ei este menținut. Acest echilibru este deranjat când începe somnul REM.

Apariția somnului paradoxal

În timpul somnului cu undă lentă, activitatea neuronilor aminergici scade progresiv și atinge nivelul său cel mai scăzut până la sfârșitul perioadei respective de undă lentă. În același timp, efectul inhibitor pe care îl exercită asupra neuronilor colinergici scade. Drept urmare, activitatea neuronilor colinergici începe să crească. Activarea neuronilor colinergici este accelerată și de feedbackul pozitiv dintre aceștia și neuronii glutamatergici ai punții. Astfel, echilibrul dintre neuronii aminergici și colinergici este perturbat în favoarea acestora din urmă, rezultând somnul REM. Somnul REM se caracterizează printr-o activitate ridicată a neuronilor colinergici, care atinge niveluri apropiate de cele observate în starea de veghe. În același timp, activitatea neuronilor aminergici rămâne destul de scăzută.