Более-менее разобравшись с медленным сном, восстанавливающим силы организма, ученые бьются над загадкой сна быстрого. Самая правдоподобная гипотеза — благодаря быстрому сну мы адаптируемся к потокам новой информации

В ночь с 30 на 31 декабря 1999 года мне приснился тогдашний президент России Борис Ельцин. В доверительной беседе он рассказывал мне, как устал быть марионеткой в чьих-то руках, устал физически и морально нести на себе огромную нагрузку. Он бы с куда большим удовольствием занялся своим здоровьем и собственной семьей. А в полдень 31-го он объявил о своей досрочной отставке. Сон с Ельциным был поразительным, как бы пророческим. Однако сновидения — лишь один из феноменов сна, пусть и самый впечатляющий. В этом явлении еще столько загадок, что ученые готовы согласиться с афоризмом одного из виднейших исследователей сна Мишеля Жуве: "Кто познает тайну сна, познает тайну мозга". Сон родился в тепле Считается, что сон появился вместе с терморегуляцией. После великого оледенения большая часть млекопитающих приспособилась к жизни путем организации терморегуляции. В отличие от холоднокровных, у которых сна нет, а есть лишь бодрствование и покой, во время которого мозг отключается, теплокровные получили возможность задействовать свой мозг и в состоянии покоя. По-видимому, в результате эволюции появилось третье состояние — сон, не покой и не бодрствование: во сне мозг работает. Как выяснилось, иначе, чем в состоянии бодрствования, но почти так же активно. Объяснить природу сна пытались с давних времен. Еще до нашей эры загадку пробовали разгадать такие мощные умы, как Эмпедокл, Гиппократ, Аристотель. Первый полагал, что сон возникает из-за отделения огня от остальных первоэлементов — воздуха, воды и земли, а попросту — из-за уменьшения тепла в крови. Отец медицины изъяснялся проще, но по сути похоже: сон приходит из-за оттока крови и тепла во внутренние органы. Аристотель называл тепло "духами", которые появляются в результате поедания пищи и вызывают сонливость. В 16 веке Парацельс объяснял значение сна дневным утомлением и призывал ложиться с закатом и вставать с рассветом. Было еще немало объяснений с теми же мистическими терминами типа "нервных духов" или "жизненных эфиров". Самым симпатичным мне показалось высказанное уже в 19 веке философское определение профессора физиологии и хирургии Филиппа Франца фон Вальтера: "Сон — это капитуляция нашей эгоистичной сущности перед коллективизмом естественного духа, слияние индивидуальной человеческой души с универсальным духом природы". В пору расцвета естественных наук в попытках объяснения загадки сна стали появляться более научные факторы: изменения в нервных клетках, недостаточный приток к мозгу кислорода и пр. Однако проверить все эти гипотезы не было никакой возможности. Да и как проверять, если у объекта изучения не спросишь, что с ним происходит. Он может уже после сна попытаться описать его качество: плохо или хорошо спал, просыпался ли, снилось ли что-нибудь и что именно. Можно было дать лишь некие внешние характеристики, вроде закрытых глаз, замедления дыхания, пульса, возможно, некоторого снижения температуры. Однако эти же характеристики были вполне уместны при описании просто отдыхающего с закрытыми глазами человека. Электромагнитное поле мозга Мощным толчком к изучению природы сна стали первые опыты немецкого врача Бергера по регистрации электромагнитных волн мозга в 20-х годах прошлого века. Тогда он исследовал мозг бодрствующего человека и стал первооткрывателем альфа-ритма электрической активности мозга. В 30-е годы его исследования были подхвачены другими. Ученые могли наблюдать, как меняется характер электромагнитных волн в зависимости от состояния — бодрствования, покоя, сна. По рисунку волн было понятно, что сон совсем не однороден. Дальнейшие опыты позволили определить, что сон состоит из 90-минутных циклов, включающих две фазы, — медленный сон и быстрый. Нормальный сон человека может насчитывать 4-5 таких циклов. У человека, единственного из всех теплокровных млекопитающих, сон слитный, теплокровные животные после каждого цикла просыпаются: одни ненадолго, у других могут быть более длительные перерывы. "Животные, кроме того, что имеют дробный ночной сон, спят еще пару раз днем. Человек из-за того что работает или чем-то занимается в световой день приобрел слитный ночной сон. Однако опыты с людьми, отключенными от давления цивилизации, привели к тому, что испытуемые приблизились к структуре сна животных", — объясняет ведущий научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН Владимир Ковальзон. По словам профессора Ковальзона, почти у всех теплокровных животных сон двухфазный, хотя бывают и некоторые исключения, к примеру, в соотношении времени медленного и быстрого снов, у дельфинов пока еще вообще не обнаружили признаков быстрого сна. О двух фазах сна заговорили относительно недавно, когда в 50-х годах одним из отцов науки сомнологии Натаниэлем Клейтманом был открыт быстрый сон. Вместе со своим помощником Юджином Азеринским Клейтман заинтересовался вращательными движениями глаз во сне. Выяснилось, что в определенные периоды сна регистрируются буквально вспышки быстрых движений глаз под закрытыми веками. Если в этот момент разбудить испытуемого, он рассказывал о сновидениях. В результате ученые стали считать, что именно в этой фазе к спящим приходят сны. В первой половине сна у человека, как правило, медленный сон, который занимает в цикле большую часть времени, а быстрый всего 10-15 минут, во второй — быстрый сон может занимать 30-40 минут. В результате многочисленных исследований физики и химии мозга была составлена структура сна. В медленной фазе ученые выделили еще четыре стадии — от поверхностного сна к более глубокому (на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) это отражается в смене ритмов: от ритмов с поэтическим названием "сонные веретена" к К-комплексам и дельта-волнам). В быстром сне выделяют два состояния. Считается, что в первом из них снятся самые эмоциональные сновидения, во втором — более спокойные (этот сон характеризуется на ЭЭГ бета-активностью и пилообразным тета-ритмом). Описать структуру исследователи смогли, но объяснить, увы, мало что сумели. "Кибернетики и нейробиологи уже больше тридцати лет бьются над вопросом, что означают те же "сонные веретена", — говорит профессор ММА им. Сеченова, сотрудник Сомнологического центра Минздрава РФ Геннадий Ковров. — Если вы хотите понять, о чем говорят эти ритмы, о чем фазы и стадии, — вы не поймете. Сон — это огромный комплекс процессов, часть которых проходит и во время бодрствования, и в состоянии покоя. Ученые находят феномены, которые больше или меньше характерны для стадии сна, но цельного объяснения никто дать не может. Появляется масса локальных находок, которые пытаются транспонировать в какую-то гипотезу, но дальше — пустота". Медленная перезагрузка Локальные находки, о которых говорит профессор Ковров, позволяют лишь предположить, для чего нужны медленный и быстрый сон. "Медленный сон с позиций здравого смысла вроде более понятен. Существует гипотеза, что он нужен для восстановления организма", — говорит Владимир Ковальзон. Можно, конечно, говорить, что организм способен восстанавливаться и в состоянии покоя при включенном сознании. Однако ученые сделали вывод, что гормон роста активнее всего работает в медленном сне, лучше происходит репарация тканей. Результаты работы российского ученого Ивана Пигарева показали, что системы, в состоянии бодрствования анализирующие зрительные сигналы, в период медленного сна анализируют сигналы, идущие из кишечника. Видимо, мозг в это время как-то перестраивает свои системы, проделывает особую ночную работу, направленную на управление внутренними органами, возможно, происходит восстановление мозгового гомеостаза. "В состоянии бодрствования в мозге происходят электрические процессы во время передачи импульсов от нейрона к нейрону, процессы перемещения ионов. Получается избыток одних ионов внутри клеток, других — снаружи. Представляется, что на ходу этот дисбаланс поправить нельзя, потому что если бы начали исправлять, исказилось бы поведение. В медленном сне как раз и может восстанавливаться этот баланс зарядов", — рассказывает Ковальзон. Открытие и исследование Мишелем Жуве нейромедиаторов и их роли во сне позволили выстроить нейрохимическую картину сна, пусть пока и несовершенную. Для фазы медленного сна характерна высокая активность одного из главных тормозных нейромедиаторов мозга — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Позже выяснилось, что в процессе торможения еще участвует пептид галанин. Вместе с гамма-аминомасляной кислотой они тормозят выброс тех нейромедиаторов, которые характерны для состояния бодрствования, в частности, серотонина, норадреналина, гистамина и др. ГАМК и галанин действуют на ретикулярную формацию мозга, которая в заторможенном состоянии перестает активировать кору головного мозга. Если в состоянии бодрствования все отделы мозга активно общаются друг с другом, в состоянии медленного сна они функционируют по-иному. Кора мозга работает как бы автономно, в частности, мы не получаем сигналов от наших сенсорных систем и не подаем их из мозга на мышцы. Вероятно, в результате менее активной работы мозга и определенной разобщенности в работе некоторых отделов из-за торможения медиаторами ослабевает импульсная передача — и мозг в состоянии восстанавливать баланс зарядов. "Я упрощаю эту схему, потому что в это время происходит еще масса процессов, которые частично подтверждаются опытами, открываются новые вещества, которые могут участвовать в механизмах медленного сна, и пока еще нет четкой картины и аргументации как эти феномены связаны и чем запускаются", — рассказывает Ковальзон. Переспать с проблемой Совсем иная картина наблюдается в фазе быстрого сна. Если в фазе медленного сна мы сильно заторможены, то в фазе быстрого многие отделы мозга работают невероятно активно. "Именно потому, что при внешнем покое мозг работает достаточно интенсивно, с переживанием сновидений, этот сон известный ученый Мишель Жуве назвал парадоксальным", — говорит Ковальзон. Если фазу медленного сна можно условно назвать царством гамма-аминомасляной кислоты, то фазу быстрого — царством ацетилхолина. Это тоже нейромедиатор, но не тормозящий, а наоборот, активирующий кору головного мозга. По словам Ковальзона, эта активация не совсем такая, как в состоянии бодрстования, когда кроме ацетилхолина кору активирует еще масса других медиаторов. Однако в фазе быстрого сна действуют и тормозные вещества, главным из которых считается глицин. Он практически полностью отключает мышечную систему (в медленном сне она только заторможена гамма-аминомасляной кислотой). Зачем нужно это отключение? В ходе многочисленных опытов было доказано, что повреждение механизма, отключающего мышечную систему, может привести к тому, что спящий будет проделывать те движения, которые ему снятся. Например, во время экспериментов кошки в состоянии сна то в ужасе пятились перед неизвестным врагом, то гонялись за несуществующей мышкой. Владимир Ковальзон рассказал об уникальном судебном процессе, проходившем несколько лет назад в США, — тогда сомнологи фактически доказали невиновность подсудимого. Пожилой человек во сне задушил свою супругу. Проснувшись, он посчитал, что она умерла от старости, и был немало удивлен, когда ему предъявили обвинение в убийстве: на шее погибшей нашли следы его пальцев. Изучив этот случай, специалисты-сомнологи доказали, что сделал он это неумышленно. Из-за недавно перенесенного инсульта у него был поврежден именно тот участок мозга, который отвечает за выключение мышечной системы. Во сне ему снилось, что его душат (он задыхался от грудной жабы), защищаясь, он задушил своего мучителя. И его оправдали. У здоровых людей при полном отключении мышечной системы активно работают некоторые отделы мозга, в том числе и кора, которая дает нам сновидения. Сны, которые мы видим, как будто говорят нам о том, что мозг переваривает какую-то информацию. "Основная гипотеза: быстрый сон нужен для психической адаптации. В мозге происходят психические процессы, и хотя от внешней среды сознание отключено, оно продолжает работать", — рассказывает профессор Ковров. Исследователи из Ц


Похожие записи:
  1. Американская гостиничная корпорация Hilton решила воспользоваться благоприятной ситуацией и выкупить проданную сорок лет назад международную часть своей империи
  2. В США уже больше месяца бастуют теле- и киносценаристы. Дальнейшее продолжение забастовки грозит миллионными убытками не только Голливуду, но и всему Лос-Анджелесу
  3. Одесские ученые предлагают Украине использовать практически неисчерпаемый источник природного газа, апасы которого скрываются на дне Черного моря. Тем самым страна не только обеспечит себя топливом, но сможет стать крупнейшим его экспортером
  4. Китай стремительно наращивает объем инвестиций в зарубежные активы, постепенно расширяя сферу и географию своих капиталовложений
  5. Проблема реформирования пенсионной системы сегодня остро стоит чуть ли не в каждой стране мира. Основная тенденция — отказ от распределительной государственной системы пенсионного обеспечения населения и переход на накопительную
  6. На каждом этапе эволюции и усложнения живых организмов природа сочиняет новые механизмы для сохранения и процветания вида: от простого деления однотипных клеток до разделения полов и от секса до любви
  7. Китай становится главным торгово-экономическим партнером африканских государств, потеснив США