Еще 50 лет назад сон характеризовали как развитое охранительное торможение головного мозга. Данное определение сна сложилось под влиянием изучения процессов возбуждения и торможения, которым в нейрофизиологических исследованиях первой половины XX в. отводилось большое место. При воздействии на собак внешними раздражителями у них нередко наступал сон. В связи с этим и другими наблюде¬ниями высказано мнение, что внешние раздражители вызывают тормозной процесс в больших полушариях головного мозга.
Совершенствование нейрофизиологических методов исследования в последние годы дало возможность за-писывать биотоки головного мозга с различных функциональных систем. Установлено, что во время сна нейрона льная деятельность некоторых мозговых структур даже несколько возрастает, что противоречит понятию о сие, как о разлитом торможении головного мозга. Накопленные данные экспериментальных исследований и клинических наблюдений позволили высказаться, что сон — это деятельное состояние головного мозга. Такое физиологическое определение сна подтверждается наличием интенсивной психической деятельности но время сна, проявляющейся в сновидениях, в возможности ощущения во сне, в процессах творческой переработки памяти, информации и прочее. Интенсивное накопление экспериментальных данных о влиянии различных структур головного мозга на наступление сна и бодрствования позволило ученым высказаться о наличии в мозгу двух систем, регулирующих сон и бодрствование. Деятельность одной из них вызывает пробуждение и поддерживает бодрствующее состояние, другая поддерживает длительность и глубину сна.
К системе, тонизирующей бодрствующее состояние, относятся верхние ядра ретикулярной формации ствола мозга и задние отделы гипоталамуса. Считается, что на бодрствование могут оказывать тонизирующее действие и лимбические структуры, которые находятся в тесной функциональной связи с ретикулярной формацией ствола мозга и гипоталамусом. Прямое раздражение структур восходящей активирующей ретикулярной системы сопровождается пробуждением и усилением бдительности животных, а разрушение ядер этих структур погружает животных в сонное состояние. Все внешние и внутренние раздражающие факторы действуют через систему связей на восходящую активи¬рующую ретикулярную систему.
К системе, поддерживающей длительность и глубину сна, так называемой гипногенной, относятся некоторые ядра таламуса, переднего гипоталамуса и перегородки и ядра нижнего ствола головного мозга. Экспериментальными исследованиями установлено, что раздражение структур гипногенной системы приводит к наступлению сна и энцефалографическим изменениям, характерным для засыпания. А разрушение этих зон вызывает у экспериментальных животных длительное бодрствование или уменьшение продолжи¬тельности сна (гипногенная система вызывает и поддерживает медленный сон). Другой вид сна — быстрый — зависит от деятельности некоторых ядер ретикулярной формации ствола мозга, входящих в восходящую активирующую ретикулярную систему. Разрушение этих ядер исключает наступление быстрого сна у экспериментальных животных.
В системах, регулирующих сон и бодрствование, имеются подсистемы. Координирующее действие работы подсистем и систем в определенной последовательности осуществляется специфическим физиолого-био-химическим воздействием, исходящим из некоторых структур мозга (передних отделов больших полушарий, гипоталамуса, лимбических структур и прочее). Если в настоящее время более или менее изучены механизмы, регулирующие бодрствование и сон, то факторы, вызывающие включение гипногенных или активирующих систем, изучены еще недостаточно. Отмечено, что наступлению сна способствуют умственное или физическое утомление, устранение влияния внешних раздражителей и суточный ритм организма. У холоднокровных животных периоды покоя и активности зависят от воздействия внешней среды, в частности температурных колебаний в ночное и дневное время.

В процессе эволюции человек тысячелетиями занимался активной деятельностью в светлое время суток. Соответственно подвергались колебаниям и некоторые функции организма, в том числе падения и подъемы температуры тела. Хотя цивилизация почти уравняла день и ночь с трудовой точки зрения, температурный ритм организма, выработанный в течение многих веков, сохранился. Этот ритм организма и является одним из факторов, включающих гипно-генную и активирующую системы, регулирующие сон и бодрствование человека.
Вторым фактором, стимулирующим гипно-генную систему, является умственное и физическое утомление. Всем известно, что к концу трудового дня снижается производительность труда как следствие усталости, для устранения которой требуется отдых и сон. В связи с этим была создана энергетическая тео¬рия сна, согласно которой сон — это отдых мозговых клеток. Нейрофизиологические исследования показывают, что в процессе сна нейрональная деятельность мозга не только замедляется или прекращается, а, наоборот, становится несколько активнее. Это позволило исследователям высказать, что сон не есть результат усталости мозговых клеток.
Как все же влияет утомление на наступление сна? Человек с мышечной усталостью стремится занять го¬ризонтальное положение и расслабить мускулатуру, что вызывает резкое уменьшение потока импульсов, идущих в головной мозг из мышечной системы. Умственная усталость заключается в избыточности информации, поступившей в мозг в течение определенного периода бодрствования. И для переработки этой информации, для ее рассортировки необходимо отключение от внешнего мира, Происходят перестройка ней-рональной деятельности мозга и активизация некоторых систем. Исчезновение умственного или физического утомления совпадает с процессом пробуждения. Видимо, уменьшением потока импульсов из мышц и завершением переработки информации в мозгу ослабляется воздействие на гипно-генную систему, что, в свою очередь, способствует усилению деятельности восходящей активирующей ретикулярной системы.
Третьим фактором, менее важным, регулирующим сон и бодрствование человека, являются внешние и внутренние раздражители. По всей вероятности, яркий свет, шум, импульсы из внутренних органов и прочее воздействуют на восходящую активирующую ретикулярную систему и наступает процесс пробуждения.