Часть I Загадка сна

Глава 1 Темная сторона жизни

Ночь в мешанине проводов

Нет, заснуть сегодня не получится. Еще бы! К затылку под волосами кле­ем прилеплены электроды. На лбу, над областью сердца, под глазами и подбородком пластырем зафиксированы датчики. К разным частям мо­его усталого тела — ступням, ладоням, бедрам и животу — прикреплены температурные зонды. За правым ухом — заземление.

Что это, я попал в повесть Франца Кафки? Или вижу дурной сон? А может, злой волшебник превратил меня в электрическую лампоч­ку? Ничего подобного. В эту странную ситуацию я впутался доб­ровольно и совершенно сознательно — в тот момент, когда решил совершить вылазку в одну из интереснейших областей современной науки — сомнологию, или изучение сна. Моя задача — обобщить но­вейшие данные в этой области, собрать все мыслимые решения ве­ликой тысячелетней загадки: почему мы обязательно должны спать? Почему треть жизни мы проводим в пассивном, непродуктивном и беззащитном состоянии?

Этим вопросом задавался еще греческий врач Алкмеон в V в. до н. э. Убедительного ответа на него до сих никто не дал. «Это, пожалуй, важ­нейший открытый вопрос биологии», — говорит Аллен Рехтшаффен из Чикагского университета, один из пионеров изучения сна.

Вот поэтому я и оказался на безрадостной больничной койке в уны­лой, скупо обставленной комнате. Это палата лаборатории сна Центра хронобиологии Базельского университета — одного из ведущих на­учных учреждений в области изучения ритмов сна и бодрствования. Я лежу на спине и не решаюсь пошевелиться. Вдоль тела тянется не­сколько тонких разноцветных проводов; они проходят под воротом пижамы и собираются за головой в довольно толстый пучок. Провода привязывают меня к изголовью кровати и лишают последней надежды на привычное задремывание, на блаженные бесцельные мгновения на полпути между бодрствованием и сном.

Что же делать? Вместо того чтобы считать овец, я мысленно пов­торяю намеченную программу. Датчики должны следить за моим физиологическим состоянием, фиксируя токи сердца и мозга, движения глаз, температуру корпуса и конечностей, а также мышечный тонус. А от меня требуется только одно — спать. Не больше — но и не меньше.

Сейчас я — жертва процедуры, обычной для всех участников лабо­раторных исследований сна. Кто решил отдать несколько ночей своей жизни на алтарь науки, должен смириться со всевозможными датчика­ми, позволяющими ученым как можно подробнее отслеживать протека­ние физиологических процессов в этом таинственном состоянии покоя. Делать нечего — нужно как-то приспособиться к путанице проводов, пластырям и электродам, не позволяющим поворочаться с боку на бок, как я обычно делаю, засыпая.

Правда, это всего лишь пробная ночь. Будь я настоящим испытуе­мым, она предназначалась бы только для привыкания к неуютной про­цедуре, а также для выяснения вопроса, гожусь ли я для продолжения исследования, например не страдаю ли расстройствами сна. В случае успешного прохождения этого теста мне пришлось бы затем прийти снова и, возможно, провести в лаборатории несколько ночей или, в зависимости от условий эксперимента, почти не вставать с постели на протяжении двух суток.

Провода доставляют информацию о процессах в моем теле на ком­пьютер в соседней комнате. Там сидит биолог-докторант Мириам Мюнх и с помощью инфракрасной видеокамеры на потолке отслеживает мое несчастное положение. Час назад она опутала меня проводами, а теперь внимательно следит за зубцами на мониторе, отражающими сигналы моего организма. Мириам видит, как постепенно понижается темпера­тура тела, замедляется биение сердца и повышаются волны суммарной электрической активности мозговых клеток.

Мириам, следовательно, видит то, о чем я сам тоже догадываюсь: что постепенно меня охватывает дремота и скоро я отправлюсь в свое примерно пятнадцатитысячное по счету путешествие в страну грез. Опыт подсказывает ей, что это путешествие не будет существенно отличаться от всех предшествующих — несмотря на непривычную обстановку.

Сон — слишком мощная сила, чтобы мы могли бороться с ним одной только своей волей. Если мы здоровы, достаточно устали, рас­слабились и лежим в хоть сколько-нибудь приемлемой позе, можно практически не сомневаться, что скоро нас унесет на темную, бессо­знательную сторону жизни. Дрема уводит нас за пределы мира, ре­ального для бодрствующих. Мы и не замечаем, насколько это нужно, пока — по каким бы то ни было причинам — нам не приходится про­вести ночь почти без сна.


ris4.jpg


Пробная ночь в лаборатории сна. Докторантка Мириам Мюнх подключает электроды к голове автора книги - Петера Шпорка.

Густая кровь и ядовитые газы

Я тем временем прекратил свои размышления, отбросил опасение порвать хрупкие на вид, а на самом деле удивительно прочные провода, и повер­нулся на бок. Мне хочется теперь только одного — уснуть, и я полагаюсь на опыт науки. Известный израильский сомнолог Перетц Лави пишет, что почти все подопытные быстро засыпают, несмотря на провода. В его лабо­ратории сна ночевало более 15 ООО человек, в основном страдающих рас­стройствами сна, однако итог его наблюдений таков: «У одних проблемы с засыпанием, у других — с бодрствованием, но общее число тех, кто в лабо­ратории действительно не мог уснуть, не превышает 10 человек».

Я понимаю, что уловить долгожданный момент засыпания мне все равно не удастся: именно в это мгновение сознание меня покинет, что, возможно, и делает сон таким желанным. «Определяющий признак сна, — пишет другой пионер сомнологии, американец Уильям Демент, — состоит в том, что, пока мы спим, мы не знаем, что спим. Сон — это дыра в восприятии времени».

Демент, Лави и многие их коллеги немало лет неустанно трудились только для того, чтобы придать великому вопросу о смысле сна конкрет­ную форму. Еще сто лет назад все были убеждены, что сон — в основном пассивное состояние, вызываемое различными событиями прошедшего дня, от которых сознанию нужно отдохнуть. Теории древнегреческих мыслителей держались до XVIII в. Например, о том, что ночью кровь от­текает от мозга в остальное тело, и такой отток вызывает засыпание. Если верить философу Платону, эту идею высказывал еще его предшествен­ник Алкмеон за 500 лет до н. э. И хотя она неверна, более того, кровь во сне как раз устремляется от корпуса к конечностям, можно только вос­хититься проницательностью греческого врача, искавшего причину сна в мозге; Алкмеон был одним из первых, кто помещал в мозге и разум.

Сам Платон, а также Гиппократ, Аристотель и многие другие мыс­лители той эпохи придумали еще много разных теорий для объяснения сна, однако не подошли ближе к истине. Одни думали, что во сне вы­водятся ядовитые газы, образовавшиеся во время бодрствования или попавшие в тело с пищей. Другие предполагали, что ночью остывает, разжижается или растекается по телу перегретая, сгустившаяся или за­стоявшаяся кровь. Все греки без исключения приписывали мозгу осо­бую роль в этих процессах. Именно там, считали они, накапливается усыпляющий газ или перегретая кровь, нуждающаяся в охлаждении.

Удивительно современно звучит теория сна средневековой цели­тельницы Хильдегарды из Бингена. Поскольку человек, считала она, имеет два состояния: покой и активность, его бодрствование нуждает­ся в своей противоположности, т. е. в сне. Он питает так называемую «сердцевину», т. е. костный мозг — орган мышления в глазах Хиль­дегарды. По ее мнению, постоянное бодрствование привело бы к ис­тончению сердцевины. Другие ученые того времени подозревали, что сон — естественная реакция тела на отсутствие стимулирующих раз­дражений извне: ночью организм на время как бы выключается. Еще в XIX в. Александр фон Гумбольдт обсуждал гипотезу о наступлении сна из-за недостатка в мозге кислорода.Все это были захватывающе интересные, свидетельствующие о разви­том воображении и порой удивительно тонко продуманные теории, от­нюдь не во всем далекие от истины — но научного фундамента под ними не было. Он появился в 20-30-е гг. XX в. в основном благодаря усилиям трех физиологов, открывших новую эру в изучении сна. Швейцарец Валь­тер Рудольф Гесс из Цюрихского университета исследовал мозг живот­ных и обнаружил ареалы, отвечающие за необходимую продолжитель­ность сна. Натаниэль Клейтман, родом из России, организовал в Чикагс­ком университете первую в мире лабораторию сна и занялся подробным исследованием темной стороны нашего существования. Американский миллионер и ученый-самоучка Альфред Лумис с помощью сотрудников-профессионалов первым систематически исследовал в своей частной ла­боратории сна в Нью-Йорке токи мозга у спящих людей.

Вскоре молодая наука достигла первой поставленной цели. Примерно 50 лет назад было окончательно признано, что засыпание не вызывается внешними для мозга причинами, будь то вредные газы или сгустившаяся кровь. Ученые установили: мозг активно подает сигналы, заставляющие нас временно расстаться с бодрствующим сознанием. Стало ясно, что смысл и цель сна нужно искать именно в центральном органе мышления.

Начался второй этап современной сомнологии. С тех пор ученые успели опутать датчиками и пронаблюдать в лаборатории десятки ты­сяч людей и животных. Загадка сна осталась неразгаданной. До сих пор продолжаются споры, где в точности пролегает граница между сном и бодрствованием. И все же в наше время нейробиологи, зоологи, физио­логи, психологи, врачи-сомнологи и другие специалисты во всем мире получают столько данных о сне, сколько их не было собрано за всю предшествующую историю человечества. Похоже, осталось немного подождать, и тайна будет раскрыта.

Замечательная мысль! Вероятно, одна из последних, что пришли мне в голову в тот жаркий день в Базеле. Сразу после этого я, видимо, заснул. На следующее утро мне сообщили, что я не так уж долго бодрс­твовал в мешанине проводов. Через 17 мин я уже спал. Мне эти минуты показались вечностью.

Попытки подслушать мозг

Откуда мы знаем, что человек действительно спит? Есть два верных признака. Во-первых, сон возводит стену между внутренним и внешним миром. Чувственное восприятие не достигает у спящего тех частей коры головного мозга, которые отвечают за отражение настоящего, его срав­нение с прошлым и оценку его важности с учетом недавнего прошлого и нашего внутреннего настроя. Короче говоря: сознание исчезает.

Во-вторых, сон в любой момент можно прервать извне. Звонок бу­дильника или энергичное потряхивание за плечо подают бессознатель­но активным центрам в мозгу сигнал тревоги, который мгновенно воз­вращает нас в состояние бодрствования. Если человек спит, его можно разбудить, а если он в коме, без сознания или под наркозом — нельзя.


ris5.jpg


Полисомнография. В лаборатории сна врачи измеряют: электрическую активность мозга (ЭЭГ), движения глаз (ЭОГ) справа и слева, напряжение мышц подбородка и икры, храп, токи сердца (ЭКГ), содержание кислорода в крови (Sa02), воздушный поток через нос и рот, а также дыхательные дви­жения грудной и брюшной стенки.

Медицинское определение гласит: «Сон — это регулярно повторяюще­еся состояние обратимого в любой момент, более или менее выражен­ного отсутствия сознания».

Но докторантка Мюнх в соседней комнате, отслеживающая на экране компьютера все важные для сомнологов показатели моей физиологии, ищет совсем другие, не менее, если не более, надежные признаки: так на­зываемые тета-волны, сонные веретена и К-комплексы. Все это — харак­терные рисунки электрической активности головного мозга.

Первым успешно опробовал этот метод на людях неутомимый не­мецкий психиатр Ханс Бергер примерно 80 лет назад. Так он между делом создал предпосылки, без которых современная сомнология во­обще не могла бы существовать. Бергер, заведовавший в Йене невро­логическим отделением, на протяжении года регулярно прикреплял по­допытным на кожу головы тонкие серебряные пластинки и подключал к чувствительному вольтметру. Затем он замерял разницу напряжения между серебряной пластинкой и так называемым индифферентным электродом, подвешенным на голове где-нибудь подальше от мозга, на­пример за ухом. В 1925 г. ему наконец удалось доказать, что живой мозг и вправду самостоятельно порождает колебания напряжения. В 1929 г. он впервые сделал запись электрической активности мозга у спящего.

Бергер также изобрел употребляемые до сих пор названия как для метода в целом, так и для различных вариантов токов мозга. Караку­ли своего прибора он назвал энцефалограммой. Сегодня их обычно именуют электроэнцефалограммой, сокращенно ЭЭГ. Энцефалограм­ма показывает суммарную электрическую активность, возникающую внутри нескольких миллионов нейронов коры мозга, расположенных поблизости от электрода.

Иногда их активность протекает очень ритмично и согласованно, а иногда — вразнобой. В первом случае ЭЭГ будет напоминать правиль­ные волны, поднимающиеся и опускающиеся с интервалом примерно в 0,1 с. Второй вариант отразится на экране как хаотические зигзаги с частотой от 13 до 30 колебаний в секунду. Регулярный узор Бергер назвал альфа-ритмом, а нерегулярный и ускоренный — бета-ритмом. Поскольку при альфа-ритме множество нейронов действует синхрон­но, их напряжение суммируется, так что кривая электрической актив­ности мозга обычно имеет большую амплитуду, чем у бета-волн.

Современные нейробиологи получают с помощью множества за­крепленных в разных местах головы электродов подробнейшую кар­тину работы коры больших полушарий. Когда мы бодрствуем, на эн­цефалограмме можно видеть, какой участок на данный момент воз­бужден, то есть порождает ускоренный бета-ритм, а какой отдыхает, то есть порождает медленные бета- и альфа-волны. Исследования спящих людей показали даже, что одни части мозга в одно и то же время спят глубже, чем другие.

Для обычного наблюдения сна много проводов не требуется. В базельской лаборатории мне прикрепили три электрода на лоб и два — под волосы. В результате получилась совершенно нормальная, ничем не примечательная ЭЭГ работы мозга за целую ночь. Но компью­тер делает больше — он составляет подробную сомнограмму. Раньше она занимала рулон бумаги длиной 300 м. К счастью, в наше время сом-нограмма умещается на небольшом фрагменте жесткого диска. Мой сон был представлен почти в 60 млн отдельных данных, а затем собран в примерно тысячу обозримых 30-секундных отрезков со множеством параллельных зигзагообразных графиков, которые можно последова­тельно рассматривать на экране.

На протяжении примерно 8 ч компьютер 128 раз в секунду сохра­няет 16 показателей: ЭЭГ со всех пяти электродов, электрические по­тенциалы, возникающие при вращении глазных яблок, т. е. электро- окулограмму (ЭОГ), электрическую активность мышц подбородка, так называемую электромиограмму (ЭМГ), и токи сердечной мышцы, всем известную электрокардиограмму (ЭКГ); кроме того, записывается тем­пература тела в нескольких местах корпуса и конечностях.

Такая запись, очень существенная не только для науки, но и для ме­дицины, называется полисомнографией. В зависимости от специальных задач исследования можно также регистрировать воздушный поток через нос и рот и дыхательные движения грудной и брюшной стенки, содержание кислорода в крови, храп, движения рук и ног, а у мужчин с подозрением на нарушение потенции — наличие или отсутствие ночных эрекций. Дело в том, что это явление имеет место у всех физически здо­ровых мужчин, в том числе и тех, кто имеет психически обусловленные проблемы с потенцией. Если же импотенция вызвана физическими при­чинами, то эрекция не наступает и во сне.

Но самую важную информацию о природе и качестве сна дает все же энцефалограмма. На ЭЭГ, снятой у меня в Базеле, доминируют неза­долго до отхода ко сну, пока я еще возбужден и активен, нерегулярные бета-волны. Это совершенно нормально — такой ритм типичен для со­стояния возбуждения и напряженного внимания, причем он тем быст­рее, чем сильнее напрягается мозг. Позже, когда я уже лежу в кровати и постепенно расслабляюсь, появляются ровные альфа-волны — несом­ненный показатель погружения в себя и успокоения.

Теперь я нахожусь в состоянии, напоминающем медитацию или са­могипноз. Я еще не сплю, но полностью расслабился, а значит, готов к путешествию на бессознательную сторону ночи.

В полусне

В период засыпания миллиарды нейронов головного мозга затевают лю­бопытную игру. Они синхронизируют свою активность еще сильнее, чем на стадии альфа-ритма, а возбудимость их в то же время снижается. Та­кое впечатление, что они все больше сосредоточиваются на себе и своей взаимной связи и все меньше готовы откликаться на внешние раздражи­тели. Это нагляднее всего проявляется в синхронном повышении и пони­жении напряжения. Ритм электрической активности мозга замедляется.

Моя ЭЭГ не является исключением: постепенно в альфа-ритме все чаще мелькают волны почти вдвое большей длины. Эти тета-волны типичны для легкой дремоты, однако она еще не завладела мною пол­ностью. Я нахожусь в переходном состоянии между сном и бодрство­ванием, которое продолжается обычно несколько минут, — в полусне, который специалисты называют «первая стадия сна».

Мышцы тела расслабляются, и поэтому иногда та или иная конечность сильно вздрагивает, откликаясь на незначительные сигналы. Это знакомые каждому, совершенно нормальные при засыпании движения. В состоянии бодрствования антагонист вздрагивающей мышцы немедленно рефлекторно среагировал бы на неправильную деятельность своего коллеги. Но сейчас его напряжение настолько снижено, что он не отзывается.

Я задремываю и то и дело на мгновение погружаюсь в сон — и тут же снова выныриваю. Ясных мыслей у меня сейчас, вероятно, не возникает, а если бы даже и возникали, позже я не мог бы их вспомнить, поскольку постоянное мгновенное засыпание каждый раз стирает краткосрочную па­мять. Следовательно, уже на этой стадии мозг временно отключается от внешнего мира, причем как раз тогда, когда возникают тета-волны.

Уильям Демент, организовавший в 1970 г. в Стэндфордском универси­тете в США один из первых в мире центров исследования сна, доказал это более 30 лет назад с помощью пугающе простого эксперимента. Лежащим в постели подопытным фиксировали веки так, чтобы они не могли морг­нуть или закрыть глаза при засыпании. При этом каждые несколько минут в лицо им светили яркой лампой. Подопытный, увидев вспышку, должен был нажать кнопку. Одновременно снималась энцефалограмма.

Этот эксперимент, граничащий с пыткой, удавался потому, что подо­пытным в предшествующую ночь почти не давали спать, так что они на­ходились в состоянии крайней усталости. Поэтому, несмотря на принуди­тельно распахнутые веки и неуютную обстановку, они постоянно впадали в легкий сон и не замечали вспышки. Если сразу вслед за этим подопытные просыпались или бывали разбужены, они отрицали, что спали, и утверж­дали, что никакой вспышки просто не было. Но исследователи, конечно, точно знали, что вспышка была, и получили неоспоримый результат: вся­кий раз, когда подопытные не реагировали на свет, их ЭЭГ регистрировала типичные тета-волны с частотой примерно 5 колебаний в секунду.

«Отныне мы могли определить начало сна как момент, когда однозначно и явственно меняется рисунок волн электрической активности мозга, — вспо­минал позже Демент. — Сон наступает тогда, когда мозг захлопывает окош­ко и отгораживается от внешнего мира». Правда, на протяжении нескольких минут орган мышления то приоткрывает, то снова закрывает это окошко.

О легком и глубоком сне

Итак, в полусне бодрствующее и сонное состояния некоторое время бо­рются друг с другом. Тета-, альфа-, а порой и бета-волны добиваются каждая для себя доминирования на ЭЭГ. Если мы внутренне не слишком возбуждены и вокруг не возникает помех, сон побеждает. С этого мо­мента ЭЭГ регистрирует почти исключительно тета-волны.


ris6.jpg

Только теперь можно считать, в соответствии с определением, что мы по-настоящему заснули. Наступила вторая стадия сна. В этой фазе на ЭЭГ впервые появляются два специфических рисунка, типичных для спящего мозга. Во всем мире ассистенты, оценивающие по одним и тем же правилам показания сомнограмм, видят в них первое несомненное свидетельство того, что подопытный окончательно перебрался в таинственный мир сна.

Десять секунд из пяти типичных ЭЭГ различных состояний сна и бодрс­твования

Первый рисунок похож на поперечно лежащее веретено, почему и назы­вается «сонным веретеном». Продолжается такой ритм чуть меньше секун­ды и напоминает постепенно раскачивающиеся вверх и вниз альфа-волны. В этот момент, начавшись в определенном участке промежуточного мозга, по всему мозгу от нейрона к нейрону распространяется небольшой всплеск возбуждения. Все больше нейронов поблизости от электрода присоединя­ется к быстрому, энергичному ритму, вместе они устраивают краткий, но отчетливо регистрируемый концерт, а затем снова теряют интерес друг к другу и погружаются в анонимность низких тета-волн. Второй надежный признак сна — это К-комплексы, единичные боль­шие волны, которые на 0,5-1 с выделяются на ЭЭГ, словно цунами пос­реди мирной зыби спокойного моря. В эти мгновения нейроны особен­но хорошо синхронизированы и почти не способны к внезапному воз­буждению. Зато их электрическая активность постоянно поднимается на удивительно высокий уровень, а затем также заметно падает.

Этот «легкий сон», который даже неспециалисты при минимальной тренировке легко распознают на ЭЭГ по характерному рисунку тета- волн, несколько раз в минуту прерываемому сонными веретенами и К-комплексами, — то состояние, в котором мы пребываем в течение ночи чаще всего. Во второй стадии мы проводим примерно половину времени сна — для человека, прожившего 75 лет, это составляет около двенадцати с половиной лет жизни.

Но сначала легкий сон — всего лишь переходная стадия, занимающая примерно 15 мин. Затем К-комплексы возникают все чаще и становятся длиннее. Скоро вместо единичных волн необычно большой амплитуды перед нами появляются целые отрезки высоких гор и глубоких впадин с частотой колебаний от 1 до 4 раз в секунду. Это знаменитый дельта-ритм, посланец глубокого сна, который специалисты называют также дельта­сном. Похоже, данное состояние настолько важно для здоровья всех вы­сокоразвитых животных, в том числе и человека, что организм старается получить его тем больше, чем дольше до этого ему не удавалось спать.

Сперва мы снова оказываемся в переходной фазе, где чередуются тета- и дельта-волны. Она называется третьей стадией сна — это легкий глубокий сон, от которого нас уже довольно трудно разбудить. Отсю­да совсем недалеко до четвертой стадии — настоящего глубокого сна, особенно полезного для организма. Разбудить человека на этой стадии очень трудно, а если все же удастся, можно ожидать, что он будет в пре­скверном настроении. В отличие от выхода из легкого сна по пробужде­нии мы не сразу понимаем, где мы и что мы, и привыкание к яви нередко занимает несколько минут.

В четвертой стадии тета-волны практически исчезают, сонные вере­тена и К-комплексы едва распознаются. Теперь на ЭЭГ виден лишь рав­номерный до скуки, зато с большим размахом колеблющийся вверх- вниз узор дельта-сна. В последние годы его исследованием занимаются несколько исследовательских коллективов под руководством крупней­ших сомнологов. Ученых интересует, чем, собственно, заняты нервные клетки, когда их электрическая активность строго синхронизирована и протекает хоть и медленно, но так интенсивно, что на ЭЭГ возникают огромные, растянутые в длину волны.

Все большее число исследователей склоняется к мнению, что мозг в такие моменты закладывает на многих уровнях важнейшие основы на­шей способности припоминания. Все больше данных свидетельствует о том, что в фазе дельта-сна происходит интенсивная обработка все­го пережитого в предшествующие несколько дней. Мозг отрабатывает вновь выученные движения, повторяет формулы или новые слова, взве­шивает, сравнивает и сортирует показания чувств и снабжает их эмо­циональными связями.

Третье состояние

«Упанишады» — один из древнейших в мире философско-богословских текстов. В 800-600 гг. до н. э. брахманы сформулировали в них важней­шие догматы индийской религии. Известный сомнолог Александр Бор- бели из Цюрихского университета обратил мое внимание на то, что в этой древней книге говорится о четырех формах человеческого бытия: бодрствование, глубокий сон, дрема со сновидениями и сверхсознательное состояние подлинного Я.

О том, существует ли на самом деле четвертое, сверхсознательное, состояние, и сегодня спорят так же яростно, как в те далекие века. Но даже третье состояние сознания в нашей культурной традиции дожида­лось признания более 2500 лет: ведь одно из важнейших достижений современного изучения сна состоит в признании того факта, что мы не только либо спим, либо бодрствуем, а еще и пребываем время от вре­мени в третьем состоянии, принципиально отличном от этих двух.

Так было и со мной в базельской лаборатории. Вот я еще нахожусь в глубоком сне. Около получаса мое тело наслаждается идеальной, за­данной самой природой программой регенерации. Но вскоре картина меняется. Сон снова делается легким, и наконец происходит нечто из ряда вон выходящее: на ЭЭГ появляются неровные высокие зубцы, быс­трые, выбивающиеся из ритма сигналы, как будто я проснулся. Однако это не так. Я, несомненно, мирно сплю. Веки сомкнуты, но глазные яб­локи под ними быстро движутся туда-сюда.

Биолога Мириам Мюнх это нисколько не удивляет — она привыкла к такой картине. Всего лишь полстолетия назад сходные данные поста­вили в тупик молодого нейрофизиолога из Чикагского университета. В 1953 г. Юджин Азеринский в качестве ассистента Натаниэля Клейтмана, отца современной сомнологии, следил за сном подопытных в лаборато­рии. Вначале целью опытов был анализ медленных движений закрытых глаз, которые наблюдаются у всех людей сразу после засыпания и перед пробуждением. Клейтман предположил, что эти движения должны пов­торяться с регулярными промежутками в течение ночи.

Поэтому чикагские физиологи изобрели употребительный и по сей день метод наблюдения за электрической активностью глазных яблок с помощью электродов — ЭОГ. Но Азеринский не был уверен в его надеж­ности. Когда в записи движений глаз стали периодически повторяться всплески необычной быстроты и силы, он заподозрил неполадки в ап­парате. Однако загадочное явление повторялось регулярно. Спустя не­сколько ночей молодой исследователь не выдержал и отправился к кро­вати подопытного, чтобы разобраться, в чем дело. Можно представить себе его безграничное изумление, когда, посветив неярким фонариком на веки спящего, он увидел, что видная сквозь них легкая выпуклость ра­дужной оболочки вращается с необычной скоростью.

В этот момент было заново открыто третье состояние нашего сущес­твования, названное в древних Упанишадах «дремой со сновидениями». Человек, на которого с недоумением смотрел ассистент Клейтмана, не бодрствовал — но и не спал по-настоящему. При этом его состояние было абсолютно нормальным, в этом исследователи убедились в бли­жайшие месяцы. Теперь они у каждого подопытного специально искали быстрые движения глаз — и всякий раз их находили. С тех пор общеиз­вестно: у всех здоровых людей независимо от пола и возраста во время сна периодически возникает на несколько минут такое удивительное вращение глаз.

Оказалось, что у большинства млекопитающих тоже наблюдается движение глазных яблок во сне. Следующим открытием стало то, что грудные младенцы проводят особенно много времени в новооткрытом состоянии, которое специалисты называют «активным», или «парадок­сальным», сном. У новорожденных оно занимает половину их ежеднев­ного шестнадцатичасового сна. Поэтому очень быстро возникло пред­положение, не опровергнутое и по сей день, что парадоксальный сон отвечает за развитие и рост мозга.

В 1954 г. Азеринский и Клейтман опубликовали результаты сво­их исследований и назвали этот феномен REM-сном, или Быстрым Сном (БС) — сном с Быстрыми Движениями Глаз (англ. Rapid Eyes Movements). Однако это еще не самое примечательное в «третьем со­стоянии». Судя по всему, мозг в это время занят тяжелейшей рабо­той. Ведь его активность не меньше, чем в состоянии напряжения при бодрствовании. «Сходство мозговой активности во время БС и во вре­мя бодрствования поразительно», — пишет Уильям Демент, который, будучи в ту пору учеником Клейтмана, непосредственно переживал вместе со старшими радость открытия быстрых движений глаз и про­водил многие из следующих экспериментов по этой тематике.




ris7.jpg

У фазы БС есть еще одна особенность. В 1959 г. французский нейро­биолог Мишель Жуве из Лионского университета обнаружил любопыт­ный факт. Если мозг в этом состоянии работает с огромным напряжени­ем, то все остальное тело становится еще невосприимчивее к внешнему миру, чем во время обычного сна.

Запись электрического сигнала мышечной активности (ЭМГ), которую вскоре ввел в обиход исследователей американец Энтони Кейлз, в БС-стадии практически не регистрирует всплесков. Муску­латура в это время способна лишь подергиваться. Если бы во время быстрого сна к нам без перехода вдруг вернулось сознание, мы бы с ужасом обнаружили — и с некоторыми людьми такое действительно порой случается — что не можем двинуться и словно закованы в цепи в собственном теле.

И в самом деле, парадоксальный сон почти полностью нас пара­лизует. Жуве открыл в так называемом мосту мозга, одной из частей мозгового ствола, небольшую группу нервных клеток, которые бло­кируют все импульсы, идущие через спинной мозг к мускулатуре тела. Наше тело пребывает в полном покое и неподвижности, как ни в одном другом состоянии при жизни, поэтому специалисты говорят о БС-параличе. И только мышцы глаз, у которых управляющие нервы не проходят через спинной мозг, сохраняют способность сокращаться, как им угодно.

Исследователям быстро пришло в голову, что подопытного можно во время БС-фазы разбудить и спросить, помнит ли человек, что с ним только что происходило. Ведь у них возникло подозрение, что бурные всплески на ЭЭГ отражают активность мозга во время сновидений. И в самом деле, почти все подопытные сообщали о снах или подобных снам переживаниях. Если же ученые будили спящих во время любой другой фазы сна, им почти никогда не случалось услышать рассказов о всем нам привычных вылазках в сюрреалистический, обычно очень стран­ный, не подчиняющийся объективным законам мир.

Итак, брахманы, 2500 тысячи лет назад определившие третье состо­яние как «дрему со сновидениями», были совершенно правы. И сегодня некоторые специалисты называют БС-фазу фазой сновидений. Но боль­шинство ученых сейчас от такого наименования отказалось, потому что сны мы видим на самом деле и в фазе МС — но не такие живые и более обрывочные.

Сон обладает структурой

Не помню, снились ли мне в ту ночь в Базеле среди проводов длинные тонкие ядовитые змеи, пиявки, присосавшиеся ко лбу, столп мученика, к которому меня приковали или страшная встреча в камере лишения сна с безумным нейробиологом. Я знаю только одно: что я необычно часто и надолго просыпался.

По графикам в компьютере ни один, даже самый опытный биолог не может сделать даже отдаленных предположений о роде и содержании ночных грез. Зато ученые ясно видят, когда и как долго я видел продол­жительное и яркое сновидение. Дело в том, что у нормальных взрослых, вроде меня, вращение глаз и причудливая ЭЭГ быстрого сна появляются с удивительной регулярностью несколько раз за ночь, примерно раз в полтора часа.

Ничего нового в этом не было. Натаниэль Клейтман, настоящий ге­ний наблюдательности, задолго до того, как он открыл быстрый сон, описал в книге «Сон и бодрствование» 1939 г., первом классическом ис­следовании по сомнологии, как спящие через примерно равные отрезки времени начинают беспокоиться, двигаться и порой даже на мгновение просыпаются. Он справедливо предположил, что эти периоды — куль­минационные пункты врожденной циклической программы активности, в крайних нижних точках которой мы спим особенно крепко и с трудом даем себя разбудить. У взрослых людей во сне покой и активность сме­няют друг друга в полуторачасовом ритме. Этот базовый цикл Клейт­ман назвал «Basic Rest Activity Cycle», сокращенно BRAC, в русском ва­рианте ОЦПА («Основной Цикл Покоя-Активности». У младенцев такой цикл короче — всего 50-60 мин.

Гипотеза ОЦПА и по сей день остается спорной, хотя сейчас собраны факты, указывающие на то, что такой периодический ритм подъемов и спадов активности характерен для всех людей не только во время сна, но подспудно и во время бодрствования. В фазе подъема мы чувствуем особенную бодрость; заснуть в такой момент трудно. Во время спада человек чувствует себя ослабевшим и усталым, после обеда нередко задремывает, а вечером выбирает именно такую фазу для отхода ко сну. Кроме того, различные исследования показали, что люди во вре­мя работы любят каждые полтора часа сделать перерыв, помечтать или перекусить. То обстоятельство, что большинство кинофильмов, лекции и научные доклады продолжаются тоже 90 мин, объясняется, по всей вероятности, бессознательным подчинением таинственной силе ОЦПА.

Но самый устойчивый и явный признак 90-минутного ритма — это все же замеченное Клейтманом еще в те далекие времена чередова­ние быстрого и медленного сна. Однако подробное исследование так называемых циклов сна стало возможно лишь с изобретением полисомнографии и открытием быстрого сна. Проводя дальнейшие опыты со спящими, Клейтман и его сотрудники обнаружили, что внешнее впе­чатление более или менее спокойного сна подтверждается рисунками энцефалограммы и что типичное многократное чередование фаз сна в течение ночи удивительно сходно у всех людей.

Каждый цикл начинается с первой или второй стадии сна, затем сон становится все глубже, а спустя некоторое время спящий вновь возвра­щается от глубокого сна к легкому. Концом каждого цикла сна, который может быть длиннее (максимум на 20 мин) или короче, чем обычные полтора часа, является эпизод БС. Во время быстрого сна или сразу после него мы часто ненадолго просыпаемся, но очень редко помним об этом потом, а затем снова соскальзываем в легкий сон. Начинается следующий из четырех — шести ночных циклов.

Если рассматривать ночь в целом, можно отметить следующую тен­денцию: фазы глубокого сна от цикла к циклу становятся короче и реже. Ближе к утру мы вообще не достигаем третьей и четвертой стадий сна, зато чаще просыпаемся, а большую часть времени пребываем во вто­рой фазе. Парадоксальный сон с вращением глаз и интенсивными сно­видениями демонстрирует противоположную тенденцию: если в пер­вом цикле он продолжается в среднем около 10 мин, то от раза к разу это время увеличивается еще на столько же. Последний эпизод БС под утро может обеспечить нам до 45 мин волнующих сновидений.


ris8.jpg



Типичные профили сна: за ночь мы проходим несколько циклов сна про­должительностью около 90 мин. Каждый цикл состоит из стадий 1 -4 и БДГ- сна. Чем дольше мы спим, тем легче становится сон в целом и тем длиннее БДГ-фазы. Пожилые люди спят не так глубоко и чаще просыпаются на до­вольно продолжительное время.

Поэтому любители поспать подольше и поваляться утром в постели до позднего часа, периодически задремывая, продлевают в основном легкий сон и переживают особенно продолжительные эпизоды быстро­го сна. Всякий из нас замечал, наверное, что утром сны бывают особен­но яркими и длинными.

Уильям Демент, участвовавший в исследованиях Клейтмана сперва как жаждущий знаний студент-медик, а позже как аспирант, вспомина­ет это волнующее время первых сомнограмм: «У всех людей без исклю­чения обнаруживался один и тот же цикл сна. Иногда 8-часовой рису­нок одной ночи практически полностью совпадал с такой же записью другой. Это было большим открытием».

Демент и Клейтман открыли в результате деление рисунка ЭЭГ на 4 стадии сна, принятое в науке до сих пор, и отделили их совокупность как сон без БДГ (НБДГ-сон) (синомим — медленный сон, МС) от быстрого сна. С тех пор известно: нормальный сон имеет определенную структуру. Он состоит из фаз, порядок которых у здоровых людей сходен и повторя­ется в каждом цикле сна.

Почему мы по ночам просыпаемся

У младенцев фазы быстрого сна намного чаще, чем у взрослых. С воз­растом наш сон снова становится менее глубоким. Продолжительность глубокого сна падает, и даже в первом цикле сна мы, как правило, до­стигаем лишь третьей стадии глубокого сна — более легкой. Если моло­дые люди в первом за ночь цикле проводят в глубоком сне, как правило, целый час, мозг пожилых людей за этот же период порождает длинные дельта-волны чаще всего лишь на протяжении 5-10 мин. Кроме того, более продолжительные, сохраняющиеся в памяти периоды бодрство­вания становятся с возрастом из-за уменьшения глубины сна более час­тыми — сон становится все более фрагментарным. Это одна из главных причин, по которым пожилые люди так часто жалуются на плохой ноч­ной сон.

Однако не только старики просыпаются по ночам. Каждый взрос­лый человек за ночь несколько десятков раз покидает царство сна, как правило, во время БС-фазы или сразу после нее. Многие исследователи полагают даже, что одна из главных задач парадоксального сна состо­ит в том, чтобы подготовить мозг к кратким моментам пробуждения. За эти мгновения мы должны проявить большую сосредоточенность, мгновенно включить сознание, чтобы убедиться, что вокруг нас все в порядке и нам ничто не угрожает.

Для наших предков, спавших в лесу или в пещерах, было жизненно важно и ночью не терять контроля над возможной опасностью. К детям же это не относилось. Кроме того, им требуется намного больше сна, чем взрослым. Неудивительно, что они спят гораздо глубже и куда реже просыпаются. Однако и взрослые в молодости, как правило, думают, что спят без перерывов. На самом деле всякий человек просыпается в среднем 28 раз за ночь, констатирует немецкий сомнолог Юрген Цулли из Регенсбургского университета.

Если мы находимся в привычном окружении и не слышим никаких особенных звуков, мы, как правило, спустя несколько секунд, самое позднее через три минуты, снова засыпаем. Такой короткий промежу­ток не успевает зафиксироваться в памяти. Только если что-то для нас непривычно — еще необжитой гостиничный номер, странный запах, раздражающе громкая музыка у соседей — возвращение ко сну может занять более продолжительное время.

С возрастом даже в привычной обстановке человеку уже не удается так быстро заснуть снова, поскольку сон в целом становится менее глу­боким. Внезапно наступает время, когда мы начинаем помнить, что за ночь несколько раз просыпались. Это нередко вызывает тревогу — че­ловек думает, что у него серьезные проблемы со сном, хотя на самом деле общая продолжительность сна почти не меняется.

Я тоже часто просыпался в первую ночь в лаборатории. Ничего уди­вительного, что мне в этой необычной ситуации не удавалось быстро заснуть снова. Однако тут помогали профессиональные знания. Я ста­рался не шевелиться, точно знал, что все в порядке, знал также, что вре­мя сейчас течет намного медленнее, чем обычно, и что я лежу без сна совсем не так долго, как мне представляется. И в самом деле, позже мне сообщили, что перерывы в сне составляли лишь от 5 до 15 мин.

На следующее утро

И вот — наконец! — наступило утро. Я проснулся, почувствовал, что вы­спался, но не могу сообразить, который мог бы быть час. Дневной свет в эту мрачную палату, конечно, не проникает. Здесь спят исключительно ради науки — и такой важный фактор, влияющий на сон, как освеще­ние, разумеется, не отдан на волю случая. Проходит некоторое время, прежде чем я окончательно понимаю, на каком я свете. Интересно, ко­торый все-таки час? Можно мне уже встать? Получил с меня компьютер столько данных, сколько нужно?

Я еще сонный. Мозг не работает на полную мощность. Полнота бодрствующего сознания ко мне еще не вернулась. Поэтому я остаюсь лежать. Мне кажется, что пока так будет лучше. «Хорошо еще, что по утрам ванная комната не оказывается вдруг в другом конце квартиры и зубная щетка никуда не убежала», — комментирует наше странное со­стояние сразу после пробуждения мюнхенский биолог Тиль Реннеберг. У нормального человека эта фаза продолжается около получаса, но в особых случаях может длиться целый час.

В первые десять минут после пробуждения наша работоспособность составляет лишь две трети от обычной, выяснили в 2006 г. Адам Вертц с коллегами из Боулдерского университета в США. В одном из опытов участникам предлагались простые арифметические задачи. Через ми­нуту после пробуждения правильные ответы давали лишь 65% подо­пытных, в то время как после 26 ч лишения сна 85% справлялось с теми же задачами без ошибок.

Этим опытом сомнологи хотели не только добиться научного ре­зультата, но и предупредить всех людей, которым по роду деятельности приходится, резко проснувшись, сразу принимать серьезные решения: врачи, медсестры, дежурные, пилоты нередко должны начинать дейс­твовать сразу после будящего сигнала. Чтобы не переоценить себя в этой ситуации, они должны сознавать, что их промежуточное сонное состояние может иметь серьезные последствия, и дать сознанию время проясниться. Это может спасти человеческие жизни.

Правила лаборатории сна

За стеной что-то хлопает. И вот я уже слышу, как ассистентка лаборато­рии Клавдия Ренц открывает первую из двух дверей и приветливо жела­ет мне доброго утра. Сейчас половина восьмого, время, когда я просил меня разбудить. Невероятно, но мне действительно удалось проспать до утра.

Ренц снимает с меня провода и говорит, что сейчас я могу не спеша принять душ и позавтракать, а потом мы посмотрим мою сомнограмму. Зигзаги на экране, словно в замедленной съемке, демонстрируют мое­му внутреннему взору минувшую ночь. Сперва удивительно быстрое, но показавшееся мне вечностью засыпание, потом первый глубокий сон, за которым следует первая фаза быстрого движения глаз, потом ужасно долгая 15-минутная фаза бодрствования. Дальше я сплю хорошо: по монитору пробегают еще несколько ничем не возмущаемых циклов сна, какие можно найти в любом учебнике. И наконец, я окончательно просыпаюсь.

Ассистентка отлично владеет своим сложным и утомительным ремеслом. Считывая сохраненные данные, полученные минувшей ночью, она наметанным глазом удивительно быстро определяет, в какой именно стадии сна я в данный момент находился. Клавдия Ренц использует стандартную схему, принятую по всему миру. Так было не всегда. Когда в конце 1950-х гг. пионеры сомнологии впервые поделили свои лабораторные записи на четыре стадии «МС + БС» на основании простой ЭЭГ, каждый делал это, как ему вздумается. Для анализа более тонких деталей, чем сама глубина сна, не хвата­ло твердых правил, определяющих, какая ЭЭГ к какому состоянию сна относится. Растущее сообщество специалистов с трудом могло сравнивать свои результаты. Кроме того, простая запись электри­ческой активности мозга не всегда позволяла однозначно опреде­лить глубину сна.

Это изменилось лишь в 1968 г., когда международный коллектив сомнологов взялся подводить итоги основополагающим открытиям двух предшествовавших десятилетий и устанавливать общие прави­ла анализа сна. Аллен Рехтшаффен, работавший в чикагской группе Клейтмана, и Энтони Кейлз из Лос-Анджелеса, разработавший метод электромиографии, объединили данные о движениях глаз, электри­ческой активности мозга и напряжении мышц и написали своего рода инструкцию, с помощью которой любой человек и по сей день может проследить структуру сна, если у него есть приборы для снятия базовой сомнограммы, то есть ЭЭГ, ЭОГ и ЭМГ.

«Руководство по стандартизированной терминологии, приемам и расшифровке стадий сна у человека» занимает 64 страницы, лежит в любой лаборатории сна и в обязательном порядке изучается всеми ас­систентами. По указанным там правилам они раскладывают сигналы на небольшие отрезки и, основываясь на процентном соотношении разных мозговых волн, степени мышечного напряжения и силе и скорости дви­жения глаз, относят их к одной из пяти возможных стадий сна или к состоянию бодрствования.

Психология bookap

В результате расшифровки врачи или исследователи получают в свое распоряжение профиль сна, называемый также гипнограммой. Взглянув на него, непрофессионал никогда не догадается, какой ад­ский труд за ним стоит. Однако альтернатив пока не существует. Сон — слишком сложное явление, более грубые упрощения, а тем более передача ответственности машинам, не удаются. «Все попыт­ки написать компьютерную программу для расшифровки гипног­рамм пока заканчивались полным провалом», — рассказывает Ди­тер Кунц, главный врач университетской психиатрической клиники Шарите при больнице св. Хедвиги в Берлине, лично участвовавший в работе комиссии по разработке автоматизированного измерения стадий сна. Ведь и разделение на 5 стадий само по себе является уже чрезмерным упрощением, оставляющим за бортом много су­щественной информации. «Через 20 лет сомнологи будут над нами смеяться, — говорит Кунц. — К этому времени ученые будут намно­го лучше знать, что в сне действительно важно».

Так что даже моя личная гипнограмма не даст мне ответов на все вопросы. Но за эту ночь я очень много думал о сне и его смысле. Я понял, что сомнологи и спустя 80 лет после первых открытий в этой науке остаются изобретательными умельцами и ловкачами, которые с помощью разнообразнейших уловок неутомимо пытаются выве­дать решение почти неразрешимой загадки. Ведь одно из основных свойств явления, которое они хотят изучить, — это его недоступность для сознания.