мини|десно|200п|Beba spava Spavanje je prirodno, periodično i fiziološki reverzibilno stanje umanjene budnosti, koje karakterišu smanjena percepcija i reagovanje na spoljašnje draži. Ono je praćeno kompleksnim bihevioralnim (hrkanje, mrmljanje, okretanje u krevetu itd.) i biološkim procesima (izmena srčane frekvencije, disanja, lučenja hormona itd.).Kostić, V. . Beograd: Medicinski fakultet. Može se definisati i kao nesvesno stanje iz koga se osoba može probuditi senzornim ili drugim dražima, i u tom smislu se razlikuje od kome, koja je takođe nesvesno stanje, ali se iz nje na ovaj način ne može probuditi.
Spavanje je univerzalni oblik ponašanja koji se javlja kod svih životinjskih vrsta, od insekata do sisara.
Iako spavanje već vekovima fascinira ljude i predmet je konstantnog istraživanja od strane mnogih naučnih disciplina, njegove fiziološke funkcije nisu sasvim poznate i u velikoj meri se mogu podvesti pod hipoteze, iako čovek spavajući provede približno trećinu života. Ono je od posebne važnosti za psihijatriju jer se gotovo sve psihijatrijske bolesti između ostalog manifestuju nekim oblikom poremećaja spavanja, pa su ovi poremećaji često u sklopu standardizovanih dijagnostičkih kriterijuma za određene psihijatrijske bolesti. (Tenth Edition). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
Neurofiziologija cirkadijalnog ritma i spavanja мини|десно|200п|Položaj pinealne žlezde Biološke funkcije spavanja nisu potpuno razjašnjene. Zna se da ono nastaje u mozgu i da postoji zbog mozga, jer je to jedini organ za koji je utvrđeno da ima koristi od spavanja. Smatra se da je njegova najbitnija uloga restorativna, što obuhvata oporavak integriteta neurona i maturaciju sinapsi, čime se omogućava konsolidacija pamćenja i olakšava učenje. Nervni centri za spavanje nisu jasno anatomski definisani, već se sastoje od nekoliko razbacanih grupa neurona. Neuroni uključeni u započinjanje i održavanje sporotalasnog spavanja nalaze se u retikularnoj formaciji produžene moždine, talamusu, hipotalamusu i medijalnim bazalnim jedrima telencefalona, dok se neuroni uključeni u započinjanje i održavanje budnosti nalaze u retikularnoj formaciji mezencefalona, subtalamusu, talamusu i medijalnim bazalnim jedrima telencefalona. Mala grupa holinergičkih neurona koji učestvuju u REM spavanju dodatno je grupisana u gornjem delu retikularne formacije moždanog mosta (ponsa) (vrste spavanja će detaljnije biti opisane u istoimenom odeljku). Štaviše, veruje se kako upravo ta grupa nervnih ćelija, koja se naziva frontalno polje džinovskih ćelija (FTG), direktno inicira REM spavanje. Dokazano je da stimulacija retikularne formacije srednjeg mozga, koja se naziva ascendentni retikularni aktivirajući sistem (ARAS), izaziva buđenje životinje koja spava i razaranje ovog sistema prouzrokuje komatozno stanje, a sličan efekat ima i stimulacija zadnjeg hipotalamusa, dok stimulacija prednjeg hipotalamusa uzrokuje spavanje. Zapravo, budno stanje zavisi upravo od ARAS-a, koji šalje impulse preko relejnih jedara talamusa do kore velikog mozga, a upravo priliv ovih impulsa dovodi do fizioloških izmena kortikalnih aktivnosti, tj. kortikalnog tonusa, koji je osnova svih kognitivnih i motornih funkcija. Prema klasičnoj, tzv. pasivnoj teoriji spavanja, spavanje je pasivan proces, odnosno stanje opšteg smanjenja neuronske aktivnosti i smanjenog priliva draži, zbog čega se ARAS nalazi u stanju pasivne inhibicije. Ispostavilo se, međutim, da se radi o mnogo složenijem procesu, pa tako stimulacija pontinih rafe jedara, prednjeg dela hipotalamusa i orbitalnog dela frontalnog korteksa takođe može izazvati NREM spavanje. Neuroni ascendentnog retikularnog aktivacijskog sistema luče acetilholin, noradrenalin ili serotonin; neuroni prednjeg hipotalamusa gama-aminobuternu kiselinu (GABA), a neuroni zadnjeg hipotalamusa histamin. Prema važećoj, aktivnoj teoriji spavanja, prelazak iz stanja spavanja u stanje budnosti i obrnuto uzrokovan je nebalansiranim reciprocitetom u aktivnosti neurona u ARAS, pa kada su dominantno aktivni noradrenalinski (u lokusu ceruleusu) i serotoninski (u rafe jedrima) neuroni dolazi do smanjene aktivacije acetilholinskih neurona (u retikularnoj formaciji ponsa), što dovodi do stanja budnosti. Ako je balans aktivacije obrnut, tj. u korist acetilholinskih neurona, dolazi do REM spavanja. Takođe, pojačano lučenje GABA i smanjeno lučenje histamina uzrokuje NREM spavanje smanjujući aktivnost moždane kore i talamusa. Kada se lučenje GABA smanji, a histaminsko poveća, nastupa budnost. (Twenty-Third Edition). New York City: The McGraw-Hill Companies, Inc.
мини|лево|200п|Šematski prikaz biološkog časovnika čoveka Regulatorni biološki mehanizmi u velikoj meri imaju promenljiv, oscilatorni tip kontrole važnih vremenski zavisnih fizioloških funkcija. Život na Zemlji odvija se u skladu sa brojnim ritmičkim promenama. Temperatura, količina padavina i trajanje dana i noći menjaju se sa promenom godišnjih doba (kretanje Zemlje oko Sunca); svakodnevno dolazi do smenjivanja ciklusa dana i noći (kretanje Zemlje oko svoje ose), kao i plime i oseke (kretanje Meseca oko Zemlje). Kako bi se uspešno adaptirale i opstale, životinje moraju prilagoditi svoje ponašanje cikličnim promenama sredine u kojoj žive. (Third Edition). Baltimore: Lippincott Williams & Wilkins. Ove ciklične promene aktivnosti organizma nastale usled uticaja periodičnih promena spoljnih faktora nazivaju se biološki ritmovi. Ciklus spavanja i budnosti jedna je od funkcija ljudskog organizma koje se smenjuju u skladu sa cirkadijalnom periodičnošću, odnosno vezana je za spoljne promene ciklusa svetla i mraka. Normalna periodičnost ciklusa iznosi nešto preko 24 sata, ali se može poremetiti ako se osoba izoluje od uticaja smenjivanja svetlosti i mraka ili promeni vremensku zonu. Strukture odgovorne za kontrolu endogenog (unutrašnjeg) 24-časovnog cirkadijalnog ritma su suprahijazmatska jedra hipotalamusa, koja se nalaze sa obe strane iznad optičke hijazme (raskrsnice). Njihovi neuroni, iako nisu deo retikularnog aktivacionog sistema, takođe igraju bitnu ulogu u kontroli ritma spavanja i budnosti. Ova jedra primaju informacije o smenjivanju ciklusa svetla i mraka putem retinohipotalamičkih vlakana direktno iz mrežnjače i kao odgovor uzrokuju nervne i humoralne signale koji usklađuju brojne biološke ritmove. Ona deluju na odgovarajuće neurone kičmene moždine, koji dalje utiču na aktivnost neurona u gornjem cervikalnom ganglionu, čiji se aksoni projektuju u pinealnu žlezdu (epifizu). Kao odgovor na nervne signale iz gornjeg cervikalnog gangliona, epifiza luči hormon melatonin. Melatonin se pojačano sintetiše i luči pri mračnom okruženju, a vrlo malo pri svetlom, pa se smatra da on koordiniše promene koje nastaju zbog smenjivanja ciklusa svetla i mraka. Njegovo lučenje je moguće samo u uslovima prirodnog mraka, a ne kada je, na primer, soba zamračena u toku dana. Maksimalno lučenje ovog hormona dostiže se između 2 i 4 sata ujutro. Razaranje suprahijazmatskih jedara dovodi do poremećaja ciklusa spavanja i budnosti.
Cirkadijalni ritam spavanja čoveka sastoji se od oko 8 sati spavanja i 16 sati budnosti.
Neuroendokrine promene tokom spavanja Postoji kompleksna veza između hormona i spavanja. Neki hormoni mogu uticati na spavanje, kao što spavanje može uticati na lučenje pojedinih hormona. Pored melatonina, smenjivanje ciklusa spavanja i budnosti utiče i na sekreciju drugih hormona koji deluju u skladu sa cirkadijalnim promenama. Hormon rasta se najviše luči ranije tokom spavanja, a njegovu sekreciju podstiče sporotalasno spavanje. Spavanje takođe utiče na pojačano lučenje prolaktina, mada ono svoj vrhunac dostiže kasnije nego hormon rasta, negde sredinom noći. Međutim, talasi hormona rasta i prolaktina mogu se sporadično lučiti i na samom početku spavanja, bez obzira na vreme kada se spava. Veruje se da ova dva hormona deluju na proces spavanja mehanizmom pozitivne povratne sprege, pa tako hormon rasta stimuliše sporotalasno, dok prolaktin povećava REM spavanje. Sa druge strane, lučenje tireostimulišućeg hormona dostiže vrhunac uveče, pre samog početka spavanja, dok je tokom samog spavanja inhibisano, a dodatno ga podstiče produžena budnost. Hipotalamo-hipofizno-nadbubrežna osovina je takođe najneaktivnija na početku noćnog spavanja. Na početku spavanja se inhibiše i lučenje kortizola, dok se njegov nivo, kao i nivo adrenokortikotropina povećavaju pri kraju spavanja, neposredno pre buđenja, pa je verovatno kako ova dva hormona učestvuju u izazivanju budnosti. Loša higijena spavanja i produžena budnost mogu imati uticaj na endokrini sistem, pa na primer, pacijenti sa opstruktivnom apnejom u spavanju luče manje količine hormona rasta i prolaktina, a pri dužem nespavanju uveče dolazi do pojačane aktivnosti hipotalamo-hipofizno-nadbubrežne osovine, koja je u normalnim uslovima tada manje aktivna.
Vrste spavanja Spavanje je kompleksan proces, sastavljen od više faza, od kojih svaka ima specifične karakteristike. Tokom njega dolazi do različitih bioloških i bihevioralnih promena i događaja koji su u vezi sa odgovarajućim fazama spavanja. Bihevioralne događaje, kao što je mrmljanje ili okretanje u krevetu, moguće je neposredno posmatrati, dok se za registrovanje fizioloških (prvenstveno neurofizioloških) promena tokom spavanja u naučne ili dijagnostičke svrhe koristi polisomnografija. To je neinvazivna metoda kojom se tokom (obično celovečernjeg) spavanja mere različiti fiziološki parametri. Osnovni parametri koji se prate u neurofiziološkim ispitivanjima (naučnoistraživačkim i kliničkim) jesu elektroencefalogram (EEG), elektrookulogram (EOG; merenje aktivnosti pokreta očiju) i površinski elektromiogram (EMG; ispitivanje električne mišićne aktivnosti) mišića u predelu brade i vrata. Takođe, u zavisnosti od cilja obavljanja polisomnografije, prate se i drugi parametri (EKG, zasićenost krvi kiseonikom, položaj tela, intenzitet disanja, pokreti ekstremiteta...), koji se mogu kombinovati i sa podacima o ponašanju osoba tokom spavanja dobijenim audio i video tehnologijom, kako bi se došlo do što preciznijih i obuhvatnijih informacija.
Elektroencefalografske karakteristike budnosti i spavanja мини|лево|200п|Dete pripremljeno za polisomnografsko ispitivanje Električne promene u neuronima mozga, posebno u onim lociranim bliže njegovoj površini, mogu se registrovati preko elektroda spojenih za površinu lobanje putem slanog gela koji provodi elektricitet. Ove elektrode registruju promene i šalju ih do elektroencefalografske mašine. Zapis koji ova mašina generiše zove se elektroencefalogram, koji u stvari predstavlja razliku u potencijalu između dve tačke na površini lobanje. Električne promene registruju se u vidu moždanih talasa.
Najzastupljeniji talasi u budne, opuštene osobe sa zatvorenim očima su alfa-talasi, frekvencije od 8 do 13 Hz i voltaže od oko 50 mikrovolti. Ovi talasi su povezani sa smanjenim nivoom pažnje i kada se oni generišu osoba obično opisuje da se oseća opušteno i srećno, a najčešće se registruju sa potiljačnog (okcipitalnog), a zatim sa čeonog (frontalnog) i temenog (parijetalnog) režnja. (Eleventh Edition) [Medicinska fiziologija]. Beograd: Savremena administracija.
Kada ljudi usmere pažnju na neki spoljni objekat ili intenzivno razmišljaju, alfa-talase zamenjuju asinhroni beta-talasi, koji imaju manju amplitudu i veću frekvenciju od preko 14 do 30 Hz. Oni su povezani sa povećanom pažnjom i budnošću, a ne sa percepcijom. Na primer, ako otvorimo oči u potpunom mraku i pokušamo nešto da vidimo, dolazi do generisanja beta-talasa, iako ništa ne opažamo. Registruju se uglavnom sa temenog i čeonog režnja prilikom njihove aktivnosti.
Postoje i gama-talasi, frekvencije od 30 do 80 Hz, koji su povezani sa višim mentalnim funkcijama, objedinjavanjem informacija iz različitih delova mozga u smisaone celine, povećanom koncentracijom i budnošću. Osim u budnom stanju, javljaju se i tokom REM spavanja.