Психофизиология функциональных состояний

Психофизиология стресса. Стресс нередко рассматривают как особое функциональное состояние и в то же время как психофизиологическую реакцию организма на воздействие среды, выходящие за границы адаптивной нормы.

Термин «стресс» был введен Гансом Селье в 1929 г. Последнее определение таково: «неспецифическая реакция организма на любое требование извне» (Селье, 1974).

В целом стресс представляет собой неспецифический компонент адаптации, играющий мобилизирующую роль и обусловливающий привлечение энергетических и пластических ресурсов для адаптационной перестройки организма.

Общая картина психофизиологических реакций может быть весьма специфична. В ее формирование вносят свой вклад и качественное разнообразие раздражителя, и индивидуальные особенности организма.

В связи с особенностями раздражителя принято, по крайней мере, два варианта стресса: физический (физиологический, первосигнальный) и психоэмоциональный (второсигнальный).

Стимул, вызывающий стрессовую реакцию, называется стрессором. Раздражитель может стать стрессором в результате его когнитивной интерпретации, т. е. значения, которое человек приписывает данному раздражителю (психоэмоциональный стресс). Например, звук шагов ночью на пустынной улице).

В случае кратковременного стресса, как правило, актуализируются уже сложившиеся программы реагирования и мобилизации ресурсов.

При длительном воздействии стрессогенных факторов возможно 2 варианта: 1 - происходит перестройка функциональных систем, ответственных за мобилизацию ресурсов. Причем нередко эти перестройки могут повлечь за собой тяжелые последствия для здоровья человека (например, сердечно-сосудистая патология и т.п.). Во 2 случае перестройки функциональных систем не происходит. При этом реакции на внешние раздражители имеют преимущественно локальный характер. Например, кофе, никотин действуют на организм через пищеварительный тракт и процессы метаболизма.

Физиологический стресс, как правило, связан с объективным изменением условий жизнедеятельности человека. В отличие от этого психоэмоциональный стресс нередко возникает в результате собственной позиции индивида. Сущность реакции на стрессор заключается в активации систем организма, необходимых для преодоления «препятствия» и возвращения организма к нормальным условиям существования.

Любой раздражитель, вызывающий стрессовую реакцию, должен вначале быть воспринят (хотя и необязательно осознанно) сенсорными рецепторами периферической нервной системы. Восприняв это раздражение, рецепторы посылают импульсы к мозгу. Любой раздражитель получает двойную интерпретацию – объективную (в коре больших полушарий) и субъективную (в лимбической системе). В случае если субъективная оценка говорит об угрозе, т. е. имеет негативную окраску (страх, гнев), она приобретает роль триггера, автоматически запуская последовательность соответствующих физиологических реакций. В случае, когда нет восприятия угрозы, стрессовая реакция не возникает.

Все эти биохимические и физиологические изменения мобилизуют организм на «борьбу или бегство». Когда конфликтная ситуация требует немедленного ответа, адаптивные механизмы работают четко и слаженно, биохимические реакции ускоряются, а следующие за ними функциональные изменения в органах и тканях позволяют организму реагировать на угрозу с удвоенной силой. Стрессадаптивная система нашего организма реагирует одинаковыми изменениями, как на хорошие, так и на плохие события.

Биологической функцией стресса является адаптация. В связи с этим стресс предназначен для защиты организма от угрожающих и разрушающих воздействий, как психических, так и физических. Стресс - это нормальное явление в здоровом организме, защитный механизм биологической системы. Все это справедливо для физиологического стресса. Однако стрессовую реакцию, возникающую у современного человека при психоэмоциональном стрессе, нередко можно квалифицировать как неадекватное возбуждение примитивных защитных механизмов, когда организм активизируется для физической деятельности (борьбы или бегства).

Многократно возникающая и не получающая разрядки стрессовая реакция нередко приводит к дисфункциональным и патологическим нарушениям, характеризующимся структурными изменениями в ткани и функциональной системе органа-мишени. Возникают психосоматические или психофизиологические заболевания.

Принято различать конструктивный и деструктивный аспекты стресса. Другими словами, не всякий стресс вреден. Стрессовая активация нередко является положительной силой, обогащающей человека осознанием своих реальных возможностей. На ранней стадии развития стресса, как правило, улучшаются общее самочувствие и состояние здоровья. Однако, продолжая нарастать, стресс достигает апогея. Эту точку можно назвать оптимальным уровнем стресса, потому что если стресс возрастает и дальше, то он становится вредным для организма.

В 1965 году Селье разработал концепцию «общего адаптационного синдрома» - это усилие организма приспособиться к изменившимся условиям среды за счет включения специальных защитных механизмов, выработанных в процессе эволюции. Общий адаптационный синдром разделяется на 3 стадии. 1 - стадия тревоги, связана с мобилизацией защитных механизмов организма; 2 стадия - стадия сопротивления или резистентности. Характерен максимальный уровень сопротивляемости организма к воздействию вредоносных факторов. Поддерживается состояние гомеостаза (равновесия внутренней среды) в изменившихся условиях.

Если воздействие стрессора будет продолжаться, то в итоге «энергия адаптации», т. е. адаптивные механизмы, участвующие в поддержании стадии резистентности, исчерпают себя. Тогда организм вступает в 3-ю финальную стадию - истощения. В некоторых случаях под угрозой может оказаться выживание организма.

Ни один организм не может постоянно находиться в состоянии тревоги. Вторая стадия отвечает за сбалансированное расходование адаптационных резервов.

Психическое и соматическое (телесное) так сильно переплетены между собой, что не может быть психического феномена без последующего соматического. Все симптомы, вызванные стрессом, являются психосоматическими. Это значит, что в ответе на стресс принимают участие все системы - нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая, желудочно-кишечная и т. д. После продолжительного стресса вследствие истощения всего организма наступает слабость. Как правило, стресс вызывает ухудшение деятельности самого «слабого» звена в организме - уже больного органа, например, язву желудка на фоне хронического гастрита. Часто стресс вызывает цепную реакцию в организме, провоцируя целый ряд заболеваний, начиная с инфекционных. При стрессе, так или иначе, страдают все системы организма.

Психофизиология сна. Цикличность присуща многим явлениям в окружающем мире. Мы привыкли к ритмичной смене дня и ночи, времен года, работы и отдыха. Большое значение для всего живого имеют биологические ритмы, в первую очередь, так называемые циркадные ритмы, обуслов­ленные вращением Земли вокруг своей оси. У человека и многих животных период сна и бодрство­вания приурочен к суточной смене дня и ночи. Такой сон называется монофазным. Если же смена сна и бодрствования происходит несколько раз в сутки, сон называется полифазным.

У ряда животных наблюдается также сезонный сон (спячка), обусловленный неблагоприятными для организма условиями среды: холод, засуха и т. д.

Кроме перечисленных описаны еще несколько видов сна: нарко­тический (вызываемый различными химическими или физическими агентами), гипнотический и патологический. Последние три вида сна обычно рассматривают как следствие нефизиологических воздей­ствий на организм человека или животного.

Наркотический сон может быть вызван различного рода химическими воздействиями: вдыхание паров эфира, хлороформа, введением в организм различ­ного рода наркотиков, например, алкоголя, морфия и других. Кроме того, этот сон может быть вызван электронаркозом (воздействие прерывистого электрического тока слабой силы).

Патологический сон возникает при анемии мозга, мозговой трав­ме, наличии опухолей в больших полушариях или поражении неко­торых участков ствола мозга. Сюда же относится и летаргический сон, который может возникнуть как реакция на сильную эмоцио­нальную травму и может длиться от нескольких дней до нескольких лет. К явлениям патологического сна следует отнести также и снохождение (сомнамбулизм), физиологические механизмы которого до сих пор неизвестны.

Гипнотический сон может быть вызван гипнотическим действием обстановки и воздействи­ями гипнотизера. Во время гипнотического сна возможно выклю­чение произвольной корковой активности при сохранении час­тичного контакта с окружающим и наличием сенсомоторной дея­тельности.

Чередование сна и бодрствования наблюдается на всех этапах эволюционной лестницы: от низших позвоночных и птиц до млеко­питающих и человека. Во время сна происходят значительные физиологические изменения в работе ЦНС, вегетативной нервной системы и других систем и функций организма.

Однако следует отметить и нередкие нарушения ритмичности сна, к которым следует отнести бессонницу и так называемый непреодо­лимый сон (нарколепсию), возникающий во время пассивной езды на транспорте, при выполнении монотонной работы, а также при управлении различными транспортными средствами: автомобилем, электровозом, метро.

К числу основных законов психической деятельности человека относится циклическое чередование сна и бодрствования.

Сон человека имеет правильную циклическую орга­низацию. В течение сна различают пять стадий. Четыре стадии медленноволнового сна и одна стадия быстрого. Иногда говорят, что сон состоит из двух фаз: медленной и быстрой. Завершенным цик­лом считается отрезок сна, в котором происходит последовательная смена стадий медленноволнового сна, быстрым сном. В среднем отмечается 4 - 6 таких циклов за ночь продолжительностью пример­но 1,5 часа каждый.

Углубленное изучение сна стало возможным только после изобре­тения электроэнцефалографии. Именно с помощью ЭЭГ были выяв­лены существенные различия, как между стадиями сна, так и между состоянием сна и бодрствования.

Первая стадия является переходной от состояния бодрствования ко сну, что сопровождается уменьшением альфа-активности и появлением низкоамплитудных медленных тета - и дельта-волн. Длительность пер­вой стадии обычно не больше 10 - 15 минут. В конце этой стадии могут появляться короткие вспышки так называемых сонных веретен, хорошо видимых на фоне медленноволновой активности. Однако пока верете­на сна не достигнут длительности 0,5 с, этот период считается первой стадией сна. В поведении эта стадия соответствует периоду дремоты с полусонными мечтаниями, она может быть связана с рождением инту­итивных идей, способствующих успешности решения той или иной проблемы.

Вторая стадия занимает чуть меньше половины всего времени ночного сна. Эта стадия получила название стадии «сонных веретен», так как наиболее яркой ее чертой является наличие в ЭЭГ веретенооб­разной ритмической активности с частотой колебания 12 – 16 Гц. Длительность этих «веретен», хорошо выделяющихся из фоновой высокоамплитудной ЭЭГ со смешанной частотой колебаний, состав­ляет от 0,2 до 0,5 с.

Третья стадия характеризуется всеми чертами второй стадии, к которым добавляется наличие в ЭЭГ медленных дельта - колебаний с частотой 2 Гц и менее, занимающих от 20 до 50% эпохи записи. Это переходный период длится всего несколько минут.

Четвертая стадия характеризуется преобладанием в ЭЭГ медленных дельта - колебаний с частотой 2 Гц и менее, занимающих более 50% эпохи записи ночного сна. Третью и четвертую стадии обычно объединяют под названием дельта - сна. Глубокие стадии дельта - сна более выражены вначале и постепенно уменьшаются к концу сна. В этой стадии разбудить челове­ка достаточно трудно. Именно в это время возникают около 80% сновидений, и именно в этой стадии возможны приступы лунатизма и ночные кошмары, однако человек почти ничего из этого не помнит. Первые четыре стадии сна в норме занимают 75—80% всего периода сна.

Пятая стадия сна имеет ряд названий: стадия «быстрых движений глаз», или сокращенно БДГ, «быстрый сон», «парадоксальный сон». Во время этой стадии человек находится в полной неподвижности вследствие резкого падения мышечного то­нуса, и лишь глазные яблоки под сомкнутыми веками совершают быстрые движения с частотой 60—70 раз в секунду. Количество таких движений может колебаться от 5 до 50. Причем была обнару­жена отчетливая связь между быстрыми движениями глаз и сновиде­ниями. Характерно, что слепым от рождения людям снятся только звуки и ощущения. Глаза их при этом неподвижны. Считается, что по интенсивности БДГ можно судить о яркости и эмоциональности сновидений.

Кроме того, на этой стадии сна электроэнцефалограмма приобре­тает признаки, характерные для состояния бодрствования (в спектре преобладают низкоамплитудные высокочастотные составляющие). Название «парадоксальная» возникло из-за видимого несоответствия между состоянием тела (полный покой) и активностью мозга. Если в это время разбудить спящего, то приблизительно в 90% случаев можно услышать рассказ о ярком сновидении, причем точность деталей будет существенно выше, чем при пробуждении из медлен­ного сна.

Парадоксальная стадия сна имеется у многих видов млекопита­ющих и даже у некоторых видов птиц. Отмечено также, что у животных доля парадоксального сна имеет тенденцию увеличи­ваться с увеличением степени развития коры. Однако парадок­сальный сон у животных и человека протекает по-разному. Чело­век в парадоксальном сне неподвижен (двигаются только глаза). У животных двигаются усы, уши, хвост, подергиваются лапы, проис­ходят мигательные и сосательные движения, а у собак слышны даже повизгивания.

Периоды БДГ - сна возникают приблизительно с 90-минутными интервалами и продолжаются в среднем около 20 минут. У нор­мальных взрослых эта стадия сна занимает примерно 20—25% времени, проводимого во сне. У младенцев эта доля значительно выше: в первые недели жизни около 80% всего очень длительного времени сна составляет парадоксальный сон.

Медленный и парадоксальный сон в равной степени необходим организму. Стадии сна образуют своеобразную систему, в которой воздействие на одно звено влечет за собой изменение в состоянии другого звена.

Потребность во сне зависит от воз­раста. Так, общая продолжительность сна новорожденных состав­ляет 20 23 часа в сутки, в возрасте от 6 месяцев до 1 года - около 18 часов, в возрасте от 2 до 4 лет - около 16 часов, в возрасте от 4 до 8 лет - 12 часов, в возрасте от 8 до 12 лет - 10 часов, в возрасте от 12 до 16 лет - 9 часов. Взрослые спят в среднем 7 - 8 часов в сутки.

Лишенный сна человек погибает в течение двух недель. В результате 60 – 80 - часового отсутствия сна у человека наблюдается сни­жение скорости психических реакций, портится настроение, происхо­дит дезориентация в окружающей среде, резко снижается работоспо­собность, возникает быстрая утомляемость при умственной работе и меньшая ее точность. Человек теряет способность к сосредоточенному вниманию, могут возникнуть различные нарушения моторики (тремор и тики), возможны и галлюцинации, иногда наблюдаются внезапная потеря памяти и сбивчивость речи. При более длительном лишении сна могут возникнуть психопатии, и даже паранойяльные расстройства пси­хики.

В науке описано несколько случаев длительного отсутствия сна, которые наряду с явлениями сомнамбулизма (лунатизма) и летаргического сна до сих пор не нашли объяснений.

Во время сна в организме происходит ряд физиологических изменений. К наиболее характер­ным симптомам сна относятся снижение активности нервной системы и прекращение контакта с окружающей средой за счет «выклю­чения» сенсомоторной сферы. Пороги всех видов чувствительности (зрение, слух, вкус, обоня­ние и осязание) во сне возрастают. По величине порога можно судить о глубине сна. Рефлекторная функция во время сна резко ослаблена. Условные рефлексы заторможены, безусловные значительно понижены. При этом некоторые виды корковой деятельности и реакции на опреде­ленные раздражители могут сохраняться во время нормального пери­одического сна. Например, спящая мать слышит звуки движений больного ребенка. Такое явление получило название частичного бодрствования. Большинство мышц во сне находится в расслабленном состоянии, причем человек способен длительно сохранять определенную позу тела. При этом усилен тонус мышц, закрывающих веки, а также кольцевого мускула, запирающего мочевой пузырь. По мере погру­жения в сон ритмы сердца и дыхания замедляются, становясь все более равномерными.

Следует подчеркнуть, что хотя в целом во сне понижается уровень обмена веществ, одновременно с этим активизируются процессы восстановления работоспособности всех клеток орга­низма, интенсивно идет их размножение, происходит замена бел­ков.

Биологические ритмы. Все живые организмы, начиная от простейших одноклеточных и кончая такими высокоорганизованными, как человек, обладают биологическими ритмами, которые проявляются в периодическом изменении жизнедеятельности и, как самые точные часы, отмеряют время. Интенсивность большинства физиологических процессов на протяжении суток имеет тенденцию повышаться в утренние часы и падать в ночное время. В ходе исторического развития человек и все другие живые существа, населяющие нашу планету, усвоили определенный ритм жизни, обусловленный ритмическими изменениями геофизических параметров среды, динамикой обменных процессов. Одна из быстроразвивающихся наук XX века — биоритмология, т.е. наука, изучающая циклические биологические процессы, имеющиеся на всех уровнях организации живой системы. Дело в том, что живая система постоянно находится в состоянии обмена веществ с окружающей средой и обладает сложной динамикой процессов, является саморегулирующейся и самовоспроизводящей системой.

«Биологические часы» в организме — отражение суточных, сезонных, годовых и других ритмов физиологических процессов. Одним из условий существования живых систем является свойственная живой материи ритмичность биологических функций. Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма. Тем самым выявляется важное адаптивное значение биоритмов для жизнедеятельности организма.

Биологические ритмы описаны на всех уровнях - начиная от простейших биологических реакций в клетке и кончая сложными поведенческими реакциями. Живой организм является совокупностью многочисленных ритмов с разными характеристиками. Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам. Жизнь на нашей планете связана с вращением Земли вокруг своей оси, определяющим суточный ритм, и с вращением вокруг Солнца, от которого на Земле зависит смена времен года. Большинством живых организмов сезонный ритм воспринимается как смена времен года. Он определяет рост, развитие и гибель растений. Вращение Земли вокруг своей оси обусловливает ритмичное изменение факторов внешней среды: температуры, освещенности, относительной влажности воздуха, барометрического давления, электрического потенциала атмосферы, космической радиации и гравитации.

Повторяемость процессов - один из признаков жизни. При этом важное значение имеет способность живых организмов чувствовать время. С ее помощью устанавливаются суточные, сезонные, годовые, лунные и приливно-отливные ритмы физиологических процессов. Ритмы физиологических процессов в организме, как и любые другие повторяющиеся явления, имеют волнообразный характер. Исследования показали, что внутренние суточные ритмы растений и животных не точно соответствуют 24-часовой периодичности земных суток. Они немного отличаются в большую или меньшую сторону (чаще в меньшую). Так, для растений они лежат в пределах 23 - 28 ч., для животных - 23 - 25 час. Такие внутренние суточные ритмы живых организмов называются циркадными (в переводе с латинского «цирка» означает около, «диес» — день, сутки). Благодаря биоритмам живой организм гораздо легче приспосабливается к условиям внешней среды, которые регулируют деятельность циклов и отдельных их фаз. Такое действие внешних условий на живой организм принято называть синхронизирующим, а сами факторы воздействия синхронизаторами.

Многие биологические ритмы поддаются систематизации. По длительности некоторые из них могут совпадать с соответствующими геофизическими циклами. К таким ритмам относятся суточные, сезонные, годовые, лунные, приливно-отливные изменения жизнедеятельности в организмах. Благодаря им наибольшая активность и усиленный обмен веществ в организме совпадают с наиболее благоприятными для этого внешними условиями и временем суток, месяца, года. Функциональные ритмы, обеспечивающие непрерывную жизнедеятельность организма, как правило, имеют короткие циклы от долей секунды до минут. К их числу относятся, например, циклы нервно-мышечного возбуждения и торможения, а также множество других процессов на уровне молекул, клеток, отдельных органов. Иногда функциональные ритмы сочетаются с суточными ритмами. Так, например, в сердце, кишечнике и других органах животных амплитуда ритмов меняется в течение суток. По степени зависимости от внешних условий биоритмы подразделяются на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние). Экзогенные ритмы полностью зависят от изменения внешней среды. Это биохимические процессы. Эндогенные ритмы протекают при постоянных оптимальных условиях внешней среды и имеют широкий диапазон частот: от двух тысяч циклов в секунду до одного цикла в год. К эндогенным относятся ритмы сердцебиения, пульса, дыхания, кровяного давления, умственной активности, изменения глубины сна и другое. Существуют ритмы промежуточного характера. К ним можно отнести, например, серию постепенно затухающих мышечных сокращений, возникающих в результате одиночного внешнего раздражения.

Суточным ритмом охвачен весь организм человека, представляющий собой единую систему взаимодействия всех органов, тканей и клеток. Ритмичность физиологических процессов, отражающая единство организма и среды, их взаимодействие проявляются в организме человека в том, что их максимумы и минимумы приурочены к определенным часам суток. А объясняется это тем, что характер проявления физиологических реакций организма в разное время суток различен и в основном зависит от факторов внешней среды. Благодаря приспособлению к ритмически изменяющимся условиям внешней среды в организме человека происходит физиологическая подготовка к активной деятельности даже тогда, когда организм находится в состоянии сна. И, наоборот, организм человека готовится ко сну задолго до засыпания.

Биологические ритмы важны для жизнедеятельности, они вовсе не определяют роковым образом физические, психические возможности человека, а тем более поведение личности в целом. В организме человека имеются беспредельные возможности для компенсации временного снижения тех или иных функций.

41