В бодрствовании нейроны головного мозга работают обособленно, каждая группа нейронов занимается решением отдельной задачи, поэтому в сумме волны ЭЭГ во время бодрствования получаются невысокими. Отличием работы мозга во время сна является то, что в это время те же группы нейронов начинают работать согласованно, происходит суммация электрических потенциалов этих нейронов, и волны на ЭЭГ приобретают большую высоту и размах. Поэтому момент засыпания, когда картина ЭЭГ резко изменяется, обнаружить не так уж сложно.
Проведение ночной записи ЭЭГ также позволило обнаружить, что вроде бы один спокойный сон включает в себя два совершенно разных состояния. Первое называется фазой медленного сна, из-за того что на ЭЭГ в это время регистрируются медленные, широкие и крупные волны, усиливающиеся по мере углубления сна. Эта фаза занимает почти все время (около 75 %) сна, и характеризуется признаками замедления сердцебиения и дыхания, падения артериального давления, расслаблением мышц. Это состояние соответствует классическому представлению о сне как о пассивном восстанавливающем состоянии. С течением времени после засыпания фазы медленного сна становится все глубже, разная степень ее глубины характеризуется различными феноменами на ЭЭГ сна.
Однако примерно через час в картине сна происходят резкие изменения. Картина ЭЭГ становится похожей на бодрствующую – высокие медленные волны исчезают, им на смену приходят хаотичные «быстрые ритмы». Мышцы в это время максимально расслаблены, но периодически возникают вздрагивания. Это легче всего можно увидеть у спящих животных, когда они начинают вздрагивать, поскуливать и перебирать лапами, поскольку у них эта фазы сна случается чаще. Но самым важным отличием такого состояния сна от медленной фазы являются характерные движения глаз. Быстрые движения глаз за закрытыми веками в этот период могут быть заметны даже стороннему наблюдателю. Этому феномену мы и обязаны названием второй фазы – фазы сна с быстрыми движениями глаз, или, проще, быстрый сон. Если разбудить человека во время фазы быстрого сна, то он часто может рассказать об увиденном сновидении. Предполагают, что интенсивные движения глаз в эту фазу отражают слежение за объектами сновидений. Фаза быстрого сна занимает около 25 % всего времени сна.
Фазы медленного и быстрого сна сменяют друг друга каждые полтора часа – за