Привилегированное снабжение клеток мозга необходимыми питательными веществами и кислородом обеспечивается прежде всего чрезвычайно широким руслом кровеносных сосудов. Это одновременно способствует наилучшему и своевременному удалению из мозга отработанных веществ.
Несмотря на все это, мозг одним из первых в организме утомляется и раньше других органов требует отдыха. И когда мы говорим, что сон восстанавливает работоспособность, то прежде всего имеем в виду важнейшую роль сна именно для головного мозга.
Сильно утомленный человек засыпает при всяких условиях: при шуме, при ярком свете и в любой, самой неудобной позе — сидя, стоя и пр. Солдаты-пехотинцы иногда спят на марше, кавалеристы — сидя на лошадях. Полярный исследователь Фритьоф Нансен рассказывал, что на длительных лыжных переходах он и его товарищи засыпали во время ходьбы на лыжах. У детей сон может наступить совершенно внезапно, даже во время самой оживленной игры.
Для наступления сна особенно большое значение имеет условный рефлекс на время. Когда приходит ночь, становится трудно воздержаться от сна. Однако человек со здоровой, уравновешенной и достаточно подвижной нервной системой при сильном утомлении легко приучается засыпать и в необычное время и в разных условиях.
Высшая нервная деятельность осуществляется через процессы возбуждения и торможения. Нормальные соотношения между этими процессами, их равновесие, определяют здоровое поведение человека, его правильные взаимоотношения с окружающей средой. Колебания в соотношении этих основных нервных процессов, выходящие за пределы нормы, могут вызвать болезнь.
Напряженная работа и длительное бодрствование способны утомлять, ослаблять и истощать клетки мозга. И вот через определенный промежуток времени работоспособность нервных клеток снижается и тогда берет верх процесс торможения. Он распространяется по всей коре мозга, вследствие чего наступает сон. По определению И. П. Павлова "сон есть торможение, распространившееся на большие районы полушарий, на все полушария и даже ниже — на средний мозг".
При многократных повторениях однообразных рабочих движений происходит длительное раздражение одних и тех же нервных клеток. Возбуждение сосредоточивается в одном более или менее ограниченном участке коры головного мозга. Это сосредоточение раздражения, или, как любил говорить Павлов, "долбление в одну клетку", грозит ей перенапряжением и функциональным истощением. Поэтому в процессе эволюции выработалась способность нервной системы прекращать действие раздражений посредством торможения. Последнее играет огромную роль в приспособительной деятельности организма.
