Na początek, po co w ogóle śpimy. Jeszcze do niedawna uważano, że sen to mechanizm oszczędzania energii, ochrona przed nadmiarem bodźców z zewnątrz i czas odnowy biologicznej organizmu. Co innego mówią teorie powstałe na podstawie wskazań coraz czulszych przyrządów badających fale mózgowe wysyłane w czasie snu. Jedna z nich mówi o tym, że marzenia senne są niczym innym jak opróżnianiem z mózgu zbędnych, szkodliwych informacji przetworzonych przez neurony. Informacji, które bez potrzeby zajmują miejsce na dysku naszego mózgowego komputera. Inna teoria mówi, że przeciwnie - podczas snu mózg zapisuje w trwalszej formie to, czego nauczył się podczas czuwania. Ta koncepcja poparta jest faktem, że podczas głębokiego snu mózg powtarza wyładowania elektryczne, które następowały podczas czuwania, tyle, że szybciej i wielokrotnie. Żadnej z tych teorii nie należy wiązać z rodzajem snów. Sny nie są ani opróżnianiem „śmieci”, ani przeglądaniem notatek z dziennego wykładu. W taki razie, czym są?
Czym są sny
Powstają dzięki pniowi mózgu. Zawarta w nim sieć (układ siatkowy) komórek nerwowych i łączących je włókien nerwowych przekazuje informacje pochodzące z zewnątrz do odpowiednich okolic kory mózgowej, gdzie są odczytywane. W czasie snu informacji z zewnątrz zaczyna brakować, ale układ siatkowy pnia jest aktywny. Halucynacje senne powstają prawdopodobnie w wyniku jego samopobudzenia. Informacje wytwarzane w ten sposób, a potem wysyłane do kory mózgowej, miałyby pobudzać szczególnie jej część wzrokową - stąd wyrazistość sennych miraży.
Rodzaj snów zależy od pory nocy. Dowiedziono, że pierwsze sny, przychodzące niedługo po zaśnięciu, są krótkie, przyziemne i bez fabuły. Następnie kolej na sny bogatsze, fabularne. Nad ranem sny mają silne zabarwienie uczuciowe z wątkami z dzieciństwa. Te zwykle pamiętamy.
Halucynacje senne nie mają związku z halucynacjami chorych na schizofrenię, pojawiającymi się w hipnozie, czy po zażyciu narkotyków. Podczas halucynacji sennych mózg wysyła silne sygnały zwane falami PGO. To one bombardują impulsami korę wzrokową. W żadnym z wymienionych przypadków (schizofrenia, hipnoza, narkotyki) fale PGO nie występują.
Śpiąc przestajemy się ruszać dzięki tzw. paraliżowi sennemu, który unieruchamia prawie wszystkie mięśnie prążkowane (z wyjątkiem oddechowych i mięśni gałek ocznych). Mięśnie unieruchamia mózg. Dzieje się to w ten sposób, że „polecenia” ośrodków ruchowych kory mózgowej są wyhamowywane zanim jeszcze dotrą do rdzenia kręgowego (a stamtąd dalej do mięśni). Sygnał stop dla impulsów nerwowych wysyła pień mózgu.
Niektórzy ludzie rzucają się przez sen, bo struktury odpowiedzialne za powstrzymanie impulsów nerwowych (znajdujące się w pniu mózgu) bywają zdegenerowane. W takim wypadku mięśnie zmuszane są przez docierające do nich sygnały nerwowe do odgrywania sennych scenariuszy. Jeśli więc śpiącemu śni się bieganie, jego nogi wykonują w powietrzu „rowerek”, a jeśli śni mu się, że walczy, wymachuje rękami.
Podobnie jest z mówieniem przez sen. Nieunieruchomione mięśnie warg mogą wypowiadać słowa ze snu. Sporadyczne mówienie przez sen, śmiech i gwałtowne ruchy świadczą o niewielkich zakłóceniach w wysyłaniu przez pień mózgu sygnałów hamujących impulsy nerwowe biegnące do mięśni.
Fazy powracające cyklicznie
Sen jest złożony z powracających cyklicznie faz. Można je badać rejestrując częstotliwość fal wysyłanych przez mózg we śnie. Mózg oczywiście wysyła fale elektryczne ciągle, nie tylko we śnie, ale niektóre rodzaje fal, o kreślonej częstotliwości i długości powstają wyłącznie w śpiącym mózgu. Zasypianie zaczyna się wysyłaniem fal alfa świadczących o zrelaksowaniu mózgu. Potem następuje kilkuminutowy sen płytki, a po nim faza przejściowa do snu głębokiego, trwająca 10-20 minut. W czasie snu głębokiego, będącego fazą najdłuższą, blisko godzinną, mózg wysyła wolne fale delta (stąd faza ta zwana jest wolnofalową). W tej fazie najtrudniej człowieka dobudzić, a wyrwany ze snu wydaje się nieprzytomny. Wszystko co działo się we śnie do tej pory określa się fazą NREM, czyli nie-REM. Po niej pojawia się właśnie faza REM (nazwana tak od szybkiego ruchu gałek ocznych, po angielsku „rapid eyes movement”. Ta faza zwana jest paradoksalną, nie dlatego, że przeżywamy w niej paradoksy sennych marzeń, ale dlatego, że zapis fal wysyłanych przez mózg jest podczas jej trwania taki jak podczas czuwania. Podczas fazy REM człowieka bardzo łatwo obudzić. Prawdopodobnie jest ona rodzajem ewolucyjnego zabezpieczenia przed niebezpieczeństwami czyhającymi na śpiącego. W ciągu przespanej nocy występuje cztery, pięć pełnych cykli faz trwających 1,5 godziny.
Zaskakujące skutki bezsenności
Wbrew często spotykanej opinii, nie tylko. Co więcej, bardzo często spotyka się mylne określanie fazy REM jako fazy snu glębokiego. Tymczasem jest to sen płytki. Śnimy w różnych fazach, także już w trakcie zasypiania. Natomiast sny fazy REM są bardzo rozbudowane i pełne emocji. W czasie fazy wolnofalowej (sen głęboki) nie śnimy.
Dlaczego niemowlęta śpią długo, a ludzie w podeszłym wieku krótko? Niemowlęta śpią długo i co więcej mają bardzo wydłużoną fazę REM. Tłumaczy się to tym, że REM to jakby próbny rozruch komputera (rozwój układu nerwowego niemowląt nie został jeszcze zakończony). U niemowląt neurony odpowiedzialne za zachowania instynktowne (wrodzone, a nie wyuczone) trenują „czuwanie” w czasie snu. To pozostałość z czasów, kiedy instynkt odgrywał u ludzi większą rolę niż dzisiaj. Pozostałość (niemowlę budzi byle szmer) bardzo uciążliwa.
Ludzie w podeszłym wieku potrzebują mniej snu, bo ich mózgi pracują już mniej wydajnie. Nie trzeba więc długiego czasu ani na wymazanie zbędnych wrażeń, ani na utrwalenie tych istotnych.
Okazuje się, że niewyspania wcale nie trzeba odsypiać. Utrata nawet kilkudziesięciu godzin snu nie wymaga równie długiego odespania. Człowiek jest w stanie wytrzymać bez snu ok. 200 godzin. Ale już po stu godzinach pojawiają się zaburzenia pamięci, halucynacje, zaburzenia kojarzenia i logicznego myślenia. Rekordzista pozostawał w stanie czuwania 11 dób. Spiker radiowy Peter Tripp (8 dób bez snu) dowiódł szkodliwości takich eksperymentów: po pięciu dniach zaczęło mu się wydawać, że podpala przedmioty dotykiem, po kolejnym zegary nabrały cech ludzkich, następnego dnia przestał poznawać się w lustrze. Skończył eksperyment w przeświadczeniu, że świat jest pełen potworów, z których kilka chce go pochować żywcem.