Микросон — это внезапный временный эпизод сна или сонливости, который может длиться несколько секунд, когда человек не реагирует на какой-либо произвольный сенсорный сигнал и теряет сознание. [1] [2] Эпизоды микросна происходят, когда человек теряет и восстанавливает сознание после кратковременного провала в сознании, часто без предупреждения, или когда происходят внезапные сдвиги между состояниями бодрствования и сна. С точки зрения поведения микросон может проявляться в виде опущенных глаз, медленного закрытия век и кивания головой. [2] С точки зрения электричества микросон часто классифицируется как сдвиг в электроэнцефалографии (ЭЭГ), во время которого активность 4–7 Гц ( тета-волна ) заменяет фоновый ритм бодрствования 8–13 Гц ( альфа-волна ). [3]
Некоторые эксперты определяют микросон по поведенческим критериям (кивки головой, опущенные веки и т. д.), в то время как другие полагаются на маркеры ЭЭГ. [4] Поскольку существует множество способов обнаружения микросна в различных контекстах, нет единого мнения о том, как лучше всего идентифицировать и классифицировать эпизоды микросна.
Микросон часто возникает в результате лишения сна . [5] Однако люди, которые не страдают от недостатка сна или усталости, также могут испытывать микросон во время выполнения монотонных задач. [6] [7] [8] [9] [10]
Микросон чрезвычайно опасен, когда он происходит в ситуациях, требующих постоянной бдительности , например, вождение автомобиля или работа с тяжелой техникой. Люди, которые испытывают микросон, часто не осознают этого, вместо этого полагая, что они бодрствовали все это время или временно потеряли концентрацию. [11]
С более чем 1550 смертельными случаями и 40 000 несмертельных травм, происходящих ежегодно только в Соединенных Штатах в результате сонного вождения, потеря сна стала проблемой общественного здравоохранения. [12] [13] Когда водитель испытывает микросон во время вождения автомобиля, с точки зрения водителя, он ведет машину, а затем внезапно понимает, что несколько секунд прошли незаметно. Водителю не очевидно, что он спал в течение этих недостающих секунд, хотя на самом деле это то, что произошло. [14] Спящий водитель подвергается очень высокому риску столкновения во время эпизода микросна. [15]
Исторически сложилось так, что многие аварии и катастрофы были результатом эпизодов микросна в таких обстоятельствах. [16] Например, утверждается, что эпизод микросна был одним из факторов, способствовавших железнодорожной катастрофе в Уотерфолле в 2003 году; у машиниста случился сердечный приступ, а охранник, который должен был отреагировать на увеличивающуюся скорость поезда, по словам его защитника, впал в микросна, что привело к тому, что он не несет ответственности. 31 мая 2009 года самолет Air France ( рейс Air France 447 ), перевозивший 228 человек из Бразилии во Францию, потерпел крушение в Атлантическом океане, в результате чего погибли все находившиеся на борту. Пилот самолета сообщил: «Я недостаточно спал прошлой ночью. Один час — это мало», передав управление двум вторым пилотам, которые не отреагировали должным образом, когда самолет оказался в бедственном положении. [17] Возможный микросна был зафиксирован как часть повествовательного вердикта в ходе расследования схода трамвая с рельсов в Кройдоне в 2016 году . [18]
Таким образом, микросон часто исследуется в контексте обнаружения сонливости водителя и предотвращения производственных травм и инцидентов, связанных с общественной безопасностью (например, аварии грузовиков, крушения локомотивов, крушения самолетов и т. д.). Ниже приведены некоторые статистические данные:
Однако эпизоды микросна сами по себе не опасны. Единственный риск, который они несут, заключается в возможности вызывать инциденты, возникающие из-за отсутствия осознания. Если у человека случаются эпизоды микросна в среде, свободной от потенциального экологического риска и связанных с ним последствий, то эпизоды микросна не должны вызывать проблем. [14]
В целом, микросны характеризуются снижением активности в областях мозга, связанных с бодрствованием, и повышением активности в областях мозга, связанных со сном. Изучение нейронных коррелятов микросна затруднено, поскольку микросны также могут быть вызваны монотонными задачами (например, вождением или дремотой в классе). Поэтому важно исследовать нейронные корреляты событий микросна в отношении экспериментальных установок (например, имитации вождения, установки времени реакции и т. д.). Индивидуальная изменчивость структуры мозга также затрудняет объективную диагностику событий микросна. [24] [ требуется проверка ]
В одном исследовании нейронная активность, лежащая в основе микросна, была исследована путем одновременного измерения видео глаз, ответного поведения, ЭЭГ и фМРТ у нормально отдохнувших людей, занимающихся сенсомоторной задачей. [2] Двадцать участников отслеживали визуальный стимул с помощью джойстика в течение 50 минут в 2 измерениях (вверх/вниз/вправо/влево) на экране компьютера. Участники выполняли эту задачу в сканере фМРТ таким образом, что реакция джойстика, видео правого глаза, ЭЭГ (60 электродов ЭЭГ) и данные фМРТ регистрировались одновременно. У большинства участников были частые микросны (>35) в непрерывной зрительно-моторной задаче (отслеживание визуального стимула на экране), что соответствовало снижению активности в областях мозга, связанных с возбуждением с течением времени ( таламус , средний мозг и задняя поясная извилина ). [2]
В другом исследовании изучались паттерны активации 5 человек, которые просыпались от микросна в эксперименте по моделированию вождения. [10] Было обнаружено, что при пробуждении активировались зрительная область, лобная кора , лимбическая доля (в фазе интенсивной активации), а также лобная кора, височная кора , первичная моторная область и островок (в фазе после резкого пробуждения). Таким образом, исследование пришло к выводу, что принятие решений не активировалось сразу после пробуждения от эпизода микросна, что, вероятно, увеличивало риск получения травм при выполнении интенсивных задач по принятию решений, таких как вождение или хирургия.
Переход от бодрствования ко сну регулируется различными химическими веществами. Аденозин, вероятно, вызывает «чувство сонливости» во время микросна, в то время как дофамин , вероятно, уменьшает события микросна, способствуя бодрствованию. Было показано, что микросны коррелируют со спонтанными волнами мосто-коленчато-затылочного ( PGO ) ядра, которые подавляют визуальную обработку в базальных ганглиях . Когда этот путь не активирован, клетки в верхнем холмике (который вызывает высвобождение дофамина) не могут быть расторможены через базальные ганглии, что приводит к плохой способности к обработке и наступлению микросна. [25]
В настоящее время существует множество способов обнаружения микросна; однако, отсутствует общее согласие относительно наилучшего способа выявления и классификации микросна. Самыми простыми методами обнаружения этих событий, по-видимому, являются психологические тесты , речевые тесты и поведенческие тесты (например, тест на зевание и тест с использованием видеокамеры глаза). Более сложные и дорогие способы обнаружения микросна включают ЭЭГ, фМРТ, ЭОГ и ПСГ, привязанные к различным программным платформам. При параллельном использовании нескольких тестов обнаружение микросна, скорее всего, станет более точным. [2]
Метод | Описание или примеры |
---|---|
Полисомнография (ПСГ) | ПСГ контролирует многие функции организма, включая работу мозга (ЭЭГ), движения глаз (ЭОГ), мышечную активность или активацию скелетных мышц (ЭМГ) и сердечный ритм (ЭКГ) во время сна. |
Электроэнцефалография (ЭЭГ) | ЭЭГ регистрирует спонтанную электрическую активность мозга в течение короткого периода времени, обычно 20–40 минут, регистрируемую с помощью нескольких электродов на коже черепа. [26] Микросны сопровождаются сдвигом ЭЭГ в сторону более медленных частот (от альфа- до тета-волн). [27] |
Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) | Функциональная процедура нейровизуализации с использованием технологии МРТ, которая измеряет активность мозга путем обнаружения связанных с этим изменений в кровотоке (определяет, какие области мозга активны во время событий микросна). [28] |
Психологические тесты | Тест на время реакции , Каролинская шкала сонливости (KSS), [29] Тест на поддержание бодрствования (MWT), [30] Тест на множественную латентность сна (MSLT). [31] |
Электроокулограмма (ЭОГ) | ЭОГ — это метод измерения потенциала покоя сетчатки человеческого глаза. [32] |
Тест на зрение с помощью видеокамеры | Измеряет моргание и движения глаз для обнаружения событий микросна. [33] [34] |
Тест на зевание рта | Подсчитывает количество зеваний за определенный период времени. [35] |
Речевые тесты | Изучает эмоции и/или просодию речи для прогнозирования эпизодов микросна. [29] [36] [37] |
Несмотря на попытки глобально классифицировать микросны с помощью этих методов обнаружения (с особым акцентом на ЭЭГ и тестах на медленное закрытие век), существует большое разнообразие типов микросна, которые испытывают люди. [38] Субъективные, самоотчетные психологические тесты, такие как Каролинская шкала сонливости (KSS), хотя и широко приняты и положительно коррелируют с ЭЭГ, часто имеют ограниченную полезность, поскольку люди иногда не осознают свой уровень сонливости. [39] Будущие исследования должны больше сосредоточиться на объективных микросостояниях (например, подробном электрическом выходе в более короткие интервалы), которые лежат в основе событий микросна, чтобы электрические события можно было понять с точки зрения поведенческих событий с большей точностью. [40] Тогда события микросна можно было бы более плавно отличать от других состояний сознания, таких как безмолвное сознание, испытываемое во время медитации. [41]
Микросны часто связаны с расстройствами. Апноэ во сне является наиболее значимым заболеванием, связанным с микроснами, с точки зрения распространенности, затрагивая примерно 10–15 миллионов человек. [42] Другие расстройства, которые могут быть связаны с микроснами, включают нарколепсию , гиперсомнию , шизофрению и другие причины чрезмерной дневной сонливости . Эпизоды микросна часто игнорируются и не используются в качестве диагностического индикатора этих расстройств. Вместо этого врачи используют такие инструменты, как ПСГ, для проведения исследования сна у пациентов с целью оценки общего качества сна в лабораторных условиях. [43]
Микросон, который повторяется и негативно влияет на повседневную жизнь, часто относят к категории чрезмерной дневной сонливости. Таким образом, большинство клинических исследований, связанных с микросном, проводятся в контексте сокращения микросна при чрезмерной дневной сонливости с помощью фармакологических вмешательств. В частности, модафинил стал популярным препаратом для сокращения микросна из-за его евгероического эффекта со сравнительно мягкими побочными эффектами по сравнению с классическими психостимуляторами. Новые препараты часто сравнивают с результатами модафинила и плацебо для оценки эффективности (например, метилфенидат при болезни Паркинсона). Модафинил также тестируется при ряде расстройств, таких как шизофрения, нарколепсия, катаплексия и апноэ во сне. В целом, траектория клинических исследований, касающихся микросна с негативными симптомами, по-видимому, направлена на более тщательное тестирование модафинила при большем количестве расстройств и сравнение новых препаратов с эффективностью модафинила для снижения негативных эффектов микросна у людей с различным спектром расстройств.
Заголовок | Вмешательства | Условия |
---|---|---|
Эффекты BF2.649 при лечении чрезмерной дневной сонливости при нарколепсии. [44] | Препарат: BF2.649, Препарат: Модафинил , Препарат: Плацебо | Лечение чрезмерной дневной сонливости при нарколепсии. |
Исследование эффективности и безопасности BF2.649 при лечении чрезмерной дневной сонливости при нарколепсии [45] | Препарат: BF2.649, Модафинил, Плацебо | Нарколепсия, чрезмерная дневная сонливость, катаплексия , расстройства сна |
Исследование по поиску диапазона доз BF2.649 по сравнению с плацебо для лечения чрезмерной дневной сонливости у пациентов с болезнью Паркинсона [46] | Препарат: Плацебо, Препарат: BF 2.649 5 мг, Препарат: BF 2.649 10 мг, Препарат: BF 2.649 20 мг, Препарат: BF 2.649 40 мг | Чрезмерная дневная сонливость, болезнь Паркинсона |
Исследование нового соединения для лечения чрезмерной дневной сонливости, связанной с нарколепсией [47] | Препарат: Плацебо, Препарат: PF-03654746 | Чрезмерная дневная сонливость, нарколепсия |
Лечение рефрактерной чрезмерной дневной сонливости у пациентов с синдромом обструктивного апноэ сна/гипопноэ (СОАС/ГС) с использованием терапии постоянным положительным давлением в дыхательных путях через нос (nCPAP) (0249-015) [48] | Компаратор: MK0249, Препарат: Компаратор: плацебо, Препарат: Компаратор: модафинил | Апноэ во сне (обструктивное), синдром гипопноэ, чрезмерная дневная сонливость |
Питолизант для оценки еженедельной частоты приступов катаплексии и EDS у пациентов с нарколепсией (HARMONY CTP) [49] | Препарат: Питолизант , Препарат: Плацебо | Нарколепсия с катаплексией, чрезмерная дневная сонливость |
Сравнение модафинила и метилфенидата при лечении чрезмерной дневной сонливости у пациентов с болезнью Паркинсона [50] | Препарат: модафинил, Препарат: метилфенидат | Болезнь Паркинсона |
Модуфиниловая терапия при чрезмерной дневной сонливости и негативных симптомах у пациентов с шизофренией [51] | Препарат: Модафинил, Препарат: Плацебо | Шизофрения |
Эффективность и безопасность BF2.649 при чрезмерной дневной сонливости (EDS) при болезни Паркинсона [52] | Препарат: BF2.649 (Питолизант) | Болезнь Паркинсона |
Испытание препарата Ксирем при чрезмерной дневной сонливости и нарушении сна при болезни Паркинсона (БП) [53] | Препарат: оксибат натрия | Болезнь Паркинсона |
Микросон иногда является побочным эффектом различных препаратов, особенно в отношении препаратов, стимулирующих дофамин при болезни Паркинсона. В частности, сонливость является признанным побочным эффектом агонистов дофамина , прамипексола и ропинирола . Известно, что эти препараты вызывают внезапно наступающие приступы сна примерно у 50% пациентов с болезнью Паркинсона (БП) во время вождения. [54] Поэтому клинические вмешательства, касающиеся микросна, могут также включать снижение чрезмерной сонливости как побочного эффекта приема лекарств. Антагонисты орексина, такие как даридорексант и суворексант, могут вызывать гиперсомнолентность и микросны.
Однако большинство микроснов не имеют клинического значения. Люди, которые чувствуют сонливость и хотят поддерживать бодрость, часто употребляют безрецептурные стимуляторы, такие как кофеин в кофе . В частности, было показано, что частое потребление кофеина в низких дозах эффективно для противодействия эффектам плохой производительности труда из-за длительного бодрствования, что подтверждает гипотезу о том, что аденозин является медиатором снижения производительности, связанного с длительным бодрствованием. [55] Другие стимуляторы, которые могут снизить частоту микросна, включают аддералл , амфетамин , кокаин и табак . [56] [57]