Считается, что для полноценного отдыха взрослому человеку ежедневно необходимо восемь часов сна. Несложно посчитать, что 8 часов составляют треть суток. Треть суток день за днем выливается в треть жизни. Эта несложная арифметика заставляет задуматься и задаться вопросом: «А зачем вообще мы спим?». Действительно, должны же существовать какие-то объективные причины, которые обосновывают необходимость сна?
Это исследования, направленные на то, чтобы знать структуру сна и наличие аномальных явлений, таких как апноэ, аномальные движения, лунатизм или другие. Однако он известен уже более 30 лет. Можно ли взять под контроль наши мечты и точно определить, что мы хотим видеть в наших умах ночью? Исследования, связанные с технологиями умственного контроля, утверждают, что да, и хорошая новость заключается в том, что для любой альтернативы для любой альтернативы достаточно небольшой практики.
Циклы и фазы
Автором тезисов является Дэвид Барретт, профессор психологии Гарвардского университета и автор книги «Комитет сна». Согласно Дейрдре, хотя техника неточна, проведенные ею тесты доказали, что можно увеличить процент людей, которые контролируют свои мечты, только с использованием правильных терапевтических методик.
Чтобы определить основные функции сна и получить ответ на вопрос «зачем нужен сон», ученые решили воспользоваться одним из проверенных в науке методом - доказательством от противного. Был проведен целый ряд экспериментов, в ходе которых подопытным частично либо полностью не давали спать. Выводы, сделанные на основании результатов наблюдений, позволили специалистам сложить несколько элементов мозаики и определить функциональную значимость сна.
Включение мечты в реальность
Предложение исследователя состоит в том, что каждый может использовать часы сна в качестве вспомогательного инструмента при принятии решений и решении повседневных проблем. Для этого она провела исследование с участием 76 студентов. Во-первых, она передала две проблемы, общие для всех учеников: каждый из них должен был решить, где провести отпуск или как распоряжаться мебелью в своих домах. Метод, предложенный Дейрдрой, предположил, что перед сном все ученики будут сосредоточены на одном из этих двух предметов, пока они не заснут.
А если вообще не спать?
Что же чувствует человек, который не спит несколько дней подряд? Ответить на этот вопрос помогли добровольцы, которых, по всей видимости, не меньше чем ученых интересовали результаты эксперимента (заметим, что испытания бессонницей проводились в разных уголках земного шара и в разные отрезки истории). Максимальный срок пребывания человека без сна (официально зарегистрированный) составил 11 суток. Рекорд установил в 1965 году школьник Рэнди Гарднер. Прочие эксперименты заканчивались, как правило, на 8 сутки. Наблюдения позволили выявить определенную закономерность в реакции организма человека на отсутствие сна.
Эксперимент проводился в течение недели. В конце периода Барретт обнаружил, что более половины учеников успели мечтать об одном из предложенных предметов, и по крайней мере одна треть опрошенных решила проблему во время сна. Она приводит пример ученика, который сомневался, должна ли она учиться в колледже в Массачусетсе или Калифорнии.
В одном из снов он сообщил, что он летал на самолете в Калифорнийский университет, но из-за проблемы в самолете пилот был вынужден приземлиться в Массачусетсе. Кроме того, молодой человек указал, что во сне командир ссылался на то, что в местности был яркий свет.
Итак, в первые 3-4 дня, проведенные без сна, люди ощущают усталость и раздражительность. На пятые сутки падает острота зрения, слуха, нарушается координация движений, человек теряет способность к целенаправленным действиям, сосредоточенности, наблюдается рассеянность, а так же резкое снижение веса при сбалансированном и своевременном питании. Продолжение эксперимента продемонстрировало появление галлюцинаций и паранойи. Так, например, Рэнди Гарднер видел в дорожном знаке человека и твердил, что ведущий радиостанции хочет его убить. Еще через пару дней у мальчика возникли проблемы моторных функций, речь перестала быть внятной, появился тремор пальцев. Школьник не мог решить самых элементарных задач, забывая в процессе решения, в чем, собственно, состояла задача. Испытание бессонницей закончилось тем, что инициатор опыта заснул.
Сколько можно прожить без сна? Интересные факты
Подобные методы не совсем новые. Согласно статистическим данным, по оценкам, только в Соединенных Штатах от таких болезней страдают около 3 миллионов человек. Пример: вместо того, чтобы думать о монстре, сопоставьте изображение с изображением симпатичной собаки.
Во время лечения замену печальных изображений на жизнерадостные видения следует проводить с воздействием пациента на 15 минут положительных ежедневных изображений. Аналогичная работа, проведенная системой здравоохранения Сан-Диего, привела к 33% -ным положительным результатам среди пациентов.
Состояние, в котором перед окончанием испытания бессонницей оказывались добровольцы, явно указывало на то, что отсутствие сна оказывает отнюдь не положительное влияние на организм. Продолжать опыты с участием людей было бы жестоко и довольно опасно. Поэтому, дальнейшие эксперименты проводились с участием животных. В конце 19 века врач М.М. Манасеина доказала, что результатом двух-трех недельной бессонницы собак становится неизбежная смерть. Следующими подопытными стали обезьяны, но и эти представители животного мира не смогли жить без сна. Очевидно, что и человека поджидает подобная участь.
По его словам, 58% людей испытали ясную мечту хотя бы раз в жизни. «Те, кто чаще играют, способны проводить более эффективные защитные механизмы, такие как прятаться за скалой или даже контратаковать, сводя к минимуму чувство беспомощности перед лицом сновидений».
В каком положении лучше спать
Контроль над снами - это нечто неточное. Невозможно предсказать, будет ли техника успешной для человека, даже если они много тренируются. Однако простым способом можно выполнить некоторые тесты, основанные на теориях на эту тему, которые могут помочь вам каким-то образом взять под контроль мечты.
Отчего же гибли подопытные? Во время опытов животным постоянно делали различные анализы. Удалось обнаружить, что у всех подопытных животных наблюдалось резкое увеличение вирусов и бактерий в крови, что позволило судить о том, что отсутствие сна вызывает ослабление иммунной системы. Однако, это не единственная причина гибели. К ней стоит присовокупить и расстройство нервной системы, и нарушение привычного для организма режима работы внутренних органов и систем.
Личный Кабинет Удалён
Один из самых распространенных методов работает следующим образом: рядом с вашей кроватью, оставьте небольшую записную книжку с ручкой и, всегда перед сном, напишите тему, о которой вы хотите мечтать. Чем больше деталей вы можете описать, тем лучше. Если вы предпочитаете, включите в него вопрос о каком-то решении, которое вам нужно сделать. Перечитайте то, что вы написали, и, выключив свет, мысленно изменяйте тему настолько, насколько сможете.
Когда вы собираетесь заснуть, постарайтесь сосредоточиться на своей истории с точки зрения первого лица, что-то вроде того, что вы визуализируете себя как персонажа в истории, которая происходит в вашем сознании. Установите будильник, чтобы проснуться посреди ночи, и когда он звонит, немедленно записывайте то, что вы мечтали.
Итак, сон выполняет целый комплекс защитных функций, а именно дает возможность всем органам и системам восстанавливать состояние, необходимое для полноценной жизнедеятельности и противостояния многочисленным внешним реагентам, а так же регулирует течение всех внутренних процессов.
Открытие фазовой организации сна потребовало продолжение экспериментов с целью выяснить, какая из фаз является более значимой, и какую функциональную нагрузку несут быстрый и медленный сон.
Сон и сновидение – вещи разные
По мнению экспертов, то, что отличается ясным мечтом от традиционного сна, заключается в том, что в первом режиме вы полностью осознаете, что мечтаете, а во втором вы реагируете только тогда, когда изображения и истории возникают в вашем сознании. Следует отметить, что использование таких методов в терапевтических целях должно проводиться под руководством медицинского специалиста. Таким образом, не ожидайте результатов только с указанием этого текста. Сможете ли вы сейчас направить то, что мечтаете?
Закройте глаза, расслабьтесь, спите, сон. Обычный ритуал, каждый день, банальный до. И все же, когда они начинают раскрывать последние исследования в области нейробиологии, это жизненно важно для нашего выживания и оказывает глубокое влияние на качество жизни. Согласно исследованиям, чтобы жить лучше, вам нужно мечтать. Мечты играют ключевую биологическую роль в эволюции нашего вида: они улучшают память, помогают в обучении, помогают нам решать нашу эмоциональную жизнь и служат обучением, чтобы подготовить нас к вызовам повседневной жизни.
«Спать быстро» или «спать медленно»?
В 80-е годы группа специалистов (А.Речшаффен и его помощники) провели эксперименты над животными с применением электроэнцефалограммы и получили ряд важных выводов.
Если животное будить при первых признаках сна на ЭЭГ, возникает “дробление” сна на очень короткие периоды. Впервые дни эксперимента животное становится вялым, плохо ориентируется в пространстве, но постепенно его мозг адаптируется к новым условиям. Различные участки мозга начинают спать по очереди, наблюдается так называемая пространственная “локализация” сна. Исследователи пришли к выводу, что сколь бы длительным не было вмешательство в медленный сон, полностью исключить его не возможно. Животные от «урезания» продолжительности медленного сна не погибают. Более того, для ряда из представителей животного мира, например, дельфинов, такой поочередный отдых различных участков мозга является нормой.
В истории человечества впервые мечты достигают такого масштаба. С самых ранних цивилизаций мы стремились понять смысл образов и эмоций, испытываемых во время сна - иногда приятные, иногда страшные. Разнообразные объяснения уже появились, в том числе. Большинство из них связаны с мистическими толкованиями, помещая мечту как способ соотнесения с божественным. Известны также известные эпизоды, которые ставят его как источник вдохновения для творения. Британский писатель Мэри Шелли идеализировал персонажа Франкенштейна после сновидения с ним.
Функции медленного сна были изучены ученым Н.И. Пигаевым. Для этого кошкам вживляли в мозг электроды и одновременно осуществляли измерение потенциала различных отделов мозга и внутренних органов. Результаты эксперимента позволили сделать выводы, что во время медленного сна отдел головного мозга, отвечающий за обработку зрительной информации, переключается на обработку сигналов от внутренних органов (в частности от органов пищеварительной системы). Таким образом, медленный сон нужен для регуляции процессов, протекающих внутри организма.
Российский химик Дмитрий Менделеев организовал химические элементы на периодическом столе, увидев ее во сне. Пол Маккартни мечтал о песне «Вчера» и сочинил ее, как только проснулся. И испанский сюрреалист-живописец Сальвадор Дали разработал технику, в которой он использовал свои мечты, чтобы сделать свои картины. Не случайно субъект стимулирует творческие умы и часто появляется во всех видах искусства, как в недавнем кинематографическом успехе «Происхождение».
Однако самое глубокое понимание сновидений только начало набирать силу от Зигмунда Фрейда. Его книга «Интерпретация сновидений», начатая 110 лет назад, стала важной вехой и заложила основы психоанализа. С точки зрения австрийского врача мечты были способом выражения подавленных желаний.
Опыты Речшаффена позволили судить о том, что отсутствие быстрого сна имеет более критические последствия. Был проведен эксперимент, во время которого крысу помещали на медленно вращающийся диск, установленный в неглубоком бассейне. В период дремы и медленного сна мышечная масса животного оставалась в тонусе, и животное удерживалось на диске. Как только наступала фаза быстрого сна, мышцы расслаблялись, и крыса падала в воду. Животное просыпалось, и эксперимент продолжался. Постепенно менялся внешний вид животного, ухудшались показатели работы внутренних органов, и в результате 40 дневной бессонницы крысы погибали.
Только сейчас, с развитием нейронауки, понимается их реальная роль в повседневной жизни - практическая и эмоциональная. Первым шагом к рысканию стало открытие через электроэнцефалограммы того, что во время сна активность мозга не остается постоянной. Медленным мозговым волнам следуют короткие периоды более быстрых волн, сопровождающиеся быстрыми непроизвольными движениями глаз. Впоследствии было установлено, что в этот более волнующий период мозговой кровоток усиливается, и серия изображений захватывает мозг.
С этого открытия появились другие, связавшие сон с консолидацией воспоминаний. Было замечено, например, что лишение сна затрудняло обучение, но не было точно объяснено каким образом. Дальнейшие исследования были необходимы, чтобы прийти к уравнению, которое связывает память с процессами, вызванными в мозге в течение двух фаз сна.
Проверить, что же происходит с человеком в отсутствии быстрого сна, помогли, опять же, добровольцы. Специалисты в области нейрофизиологии тестировали 2 группы людей. Первая группа имела возможность парадоксального сна, вторая была ее лишена. Тестирование показало, что отсутствие фазы быстрого сна критично сказывается на способности человека к восприятию и усваивании нового материала и воспроизведении изученного ранее. А значит, быстрый сон отвечает за внимание и память человека. Видимо именно эта функция быстрого сна и объясняет феномен хорошего уровня усвоения материала, прочитанного или повторенного перед сном.
Чтобы решить эту загадку, ученым необходимо было понять, как мозг определяет, в разгар вихря нового контента, которому он подвергается ежедневно, что будет сохранено. Выбрав то, что должно остаться, эти воспоминания начинают связываться с другими, более старыми. Затем он обнаружил, что это тоже цвет. Когда он пошел в школу, у него была маленькая девочка по имени Роза.
Позже он обнаружил писателя Гимараеса Розу, и это же слово также может быть названо книгой Умберто Эко - «Название розы». То есть: сон является основополагающим для того, чтобы эта сеть ассоциаций была соткана. Это позволяет переносить то, что мы узнаем в течение дня, и то, что находится в гиппокампе - регионе мозга, ответственном за приобретение новых знаний, - в кору головного мозга, где она хранится. Это похоже на приливное движение, - говорит Рибейру. Полный поток соответствует фазе, в которой воспоминания достигают коры и, «опустошая», оставляет гиппокамп свободным для нового обучения.
Во многих лабораториях разных стран мира и по сей день продолжается изучение функций сна. Вероятно, что новые методы и инструменты исследования, в том числе, позитронно-эмиссионная томография, нейрохимия отдельных групп клеток, помогут сформулировать еще более полный спектр услуг, который оказывает сон организму человека.
Марина Мыколенко,
ведущая раздела "Энциклопедия сна"
При построении этой сети разные символы сливаются в соответствии с их значением или с эмоциями, связанными с ними. «Вот почему во сне человек Роза может выступать в роли писателя: все они находятся в одной сети ассоциаций», - объясняет бразильский ученый.
Почему человеку во время сна нужно накрываться одеялом? ведь с течением времени он начинает мерзнуть если он без одеяла
«Спи сон и мечтай о ангелах!». Кто не сказал или не услышал эту фразу? Скорее всего, вышеупомянутая фраза просто означает: пусть тихая ночь и мечтают обо всём, что хорошо. Давайте спать и, конечно же, мечтать. На следующий день мы не можем вспомнить эту мечту. Это может быть хорошо или не очень хорошо. Худшие мечты - это то, что мы называем кошмарами. Мы никому не желаем.
"Природа сна"
В.М.Ковальзон,
доктор биологических наук
Что такое сон, для чего он нужен организму? Вопрос о функциональном назначении столь обыденного состояния кажется настолько наивным, что даже не требует раздумий: конечно, для отдыха! Однако такой ответ порождает цепочку новых вопросов: что такое отдых? Почему он столь продолжителен и столь сложно организован? Почему приурочен к определенным периодам суток? Почему для отдыха недостаточно телесного покоя, а необходимо еще и выключение органов чувств, что, казалось бы, резко повышает уязвимость по отношению к неблагоприятным факторам среды? Почему теплокровные животные, у которых “постоянство внутренней среды является залогом свободной жизни”, вынуждены, подобно своим холоднокровным предкам, каждые сутки на несколько часов впадать в состояние неподвижности и ареактивности?
Но, в конце концов, что такое мечты? Считается, что мечты - это разработка нашего повседневного опыта. То есть: в тот период, когда мы сознаем, пробуждаемся, мы проходим через бесчисленные переживания, переживания и, конечно же, эмоции. Представьте себя в поездке, в неизвестном месте. Сколько разных людей, запахов, видений и эмоций переживает повседневную жизнь путешественника, не так ли? В какой области мозга происходит эта целая «поездка»?
Нам не нужно далеко ходить: что вы чувствуете, когда получаете упрек от своего босса? Или когда вы понимаете, что вы не можете закончить задачу вовремя? Или когда вы влюбляетесь в кого-то? Или когда ребенок получает желаемый подарок от Санта? Мы даем работу мозгу. Пока мы спим, он работает, чтобы заботиться обо всем.
На протяжении многих столетий сон рассматривался именно по этим внешним признакам, т.е. состоянию покоя и пониженной реактивности. Такому подходу не смогло помешать даже формирование представлений о двух состояниях “внутри” естественного сна, принципиально отличных друг от друга и от бодрствования (медленноволновая и парадоксальная фазы).
Что делает мозг со всей этой бесконечностью эмоций и информации? Наши бессознательные магазины, понимают и интерпретируют весь спектр опыта на своем собственном языке, полный символов и значений, которые по большей части избегают нашего понимания. Каждый мечтает о разных символах. Важная вещь - мечтать и, таким образом, позволить мозгу организовать. Поэтому сновидение означает «организацию» переживаний и эмоций.
Вот почему жизнь - это, по сути, самая большая причина мечты! Основным инструментом для их исследования является полисомнография, то есть непрерывный мониторинг различных физиологических переменных во время сна, таких как обнаружение движений глаз, электроэнцефалограмма, торакальные движения, абдоминальный, дыхательный поток, электрокардиограмма, электромиография некоторых мышц. Все функции, которые меняются на разных этапах сна. Многочисленные исследования показали, что сон оказывает положительное влияние на функционирование памяти, называемый эффектом сна, - объясняет профессор Джузеппе Плацци из Департамента неврологии Университета Болоньи.
Однако в последнее время появляется все большее число фактов, которые не укладываются в такие представления. Так, в начале 80-х годов сотрудники I Московского медицинского института В.С.Ротенберг и С.И.Кобрин, изучая сон больных с полной атрофией мышечной системы, не выявили его сокращения, хотя эти больные вовсе не нуждались в соматическом (телесном) “отдыхе”. Значит, сон не есть покой, а телесный отдых вовсе не обязательный элемент физиологического сна.
Аналогичным образом можно рассмотреть и такую общепринятую характеристику сна, как ареактивность, т.е. психическую заторможенность, отсутствие реакции на внешние стимулы. Во-первых, это “апостериорный” признак сна, поскольку порог пробуждения можно определить, лишь разбудив человека. Во-вторых, ареактивность, так же как и неподвижность, не служит достаточным признаком, поскольку она характерна для целого ряда заболеваний и других патологических состояний: фармакологического сна, наркоза, комы и пр.
Какой сон важнее - медленный или быстрый?
Появление электроэнцефалографии во второй половине XX в. позволило, наконец, строго разграничить фазы сна и тем самым подойти к выяснению их физиологической роли. Поскольку идентификацию сна, его фаз и стадий физиологи проводят на основе общепринятых, так называемых полиграфических, критериев, полиграмм - электроэнцефалограммы (ЭЭГ), электромиограммы (ЭМГ), электроокулограммы (ЭОГ), то естественно определять сущность сна по этим показателям. Однако и здесь мы сталкиваемся с теми же трудностями: нет ни одного признака, достаточного для определения сна. Отдельные характеристики медленного и парадоксального сна на ЭЭГ иногда встречаются и в других состояниях. Так, при различных формах патологии и под влиянием фармакологических препаратов на ЭЭГ наблюдаются те или иные изменения, “имитирующие” определенные стадии сна.
 |
(Увеличить рисунок №1 , №2)
Ночной сон человека. Видно, что в течение ночи проходят четыре
цикла сна, причем они неравнозначны: в первую половину ночи
преобладает глубокий медленный сон, а в утренние часы - парадоксальный,
сопровождаемый сновидениями. Смена поз характерна до и после
каждого периода парадоксального сна (выделены цветом), который
сопровождается интенсивной психической активностью, движением
глаз и активностью нейронов ретикулярной формации ствола.
Вероятнее всего необходимым и достаточным признаком сна можно считать ритмичность, т.е. чередование определенных физиологических признаков (полиграфических картин), позволяющих отличить нормальный сон от монотонных “сноподобных состояний”. Соответственно и критерием “нормальности” сна служит циклическое чередование стадий 1-2-3-4 медленного сна, которое завершается парадоксальной фазой. На основе такого подхода современное определение сна звучит следующим образом: это “особое генетически детерминированное состояние организма человека (и теплокровных животных, т.е. млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определенных полиграфических картин в виде циклов, фаз и стадий” .
Что же лежит за этим циклическим чередованием? Каково назначение каждой из двух фаз сна? В физиологии для понимания функций отдельного органа применяют классический метод разрушения: если повредить или удалить данный орган, то, зная последствия и адекватно истолковывая их, можно выяснить его роль. Подобный подход используют и в отношении сна: не давать испытуемому или подопытному животному спать в течение некоторого времени и посмотреть, что при этом меняется в организме и поведении. Впервые такие опыты выполнила более 100 лет назад русская ученая М.М.Манасеина (1843-1903), которая стала в сущности основоположником “науки о сне” - сомнологии.
В нашем столетии в экспериментах на животных и в наблюдениях за здоровыми людьми неоднократно пытались выяснить, к чему приводит лишение сна (депривация). Однако лишь с использованием электроэнцефалографии такие попытки получили научное обоснование. Исследования последних лет на людях дали до некоторой степени парадоксальные результаты: депривация в течение одних или нескольких суток наиболее мягким, щадящим способом не приводила к серьезным нарушениям в организме и психике субъектов. Наблюдалась лишь повышенная сонливость, утомляемость, раздражительность, рассеянность. Казалось, что главный результат лишения сна - нарастающая потребность в нем!
Естественно, подобные работы на людях не могут длиться более 2-3 суток; поэтому последствия длительного лишения сна изучают только в опытах на животных. Так, в 80-е годы группа американских специалистов (А.Речшаффен и сотрудники) получила принципиально важные результаты. Как показали эксперименты, если при первых признаках сна на ЭЭГ (появление сонных веретен и дельта-волн) животных будить, то наступает временное “дробление” сна на очень короткие периоды и его пространственная “локализация”, когда сон протекает в отдельных участках мозга . Подобный феномен в опытах на обезьянах описал И.Н.Пигарев (Институт проблем передачи информации РАН), а Л.М.Мухаметов с сотрудниками (Институт проблем экологии и эволюции им.А.Н.Северцова РАН) наблюдали чередующийся однополушарный медленный сон у дельфинов и ушастых тюленей .
Сопоставив эти результаты с некоторыми другими данными по хронической депривации с помощью физических методов, мы пришли к неожиданному выводу: полностью исключить медленный сон в принципе невозможно.
Как показали эксперименты, через несколько недель от начала хронической депривации у крыс “давление” медленного сна уменьшилось, и если депривация прекращалась, то “отдачи” медленного сна не наблюдалось. Ясно, что вначале это “давление” растет, а затем, по достижении некоторого критического уровня, - спадает на нет в результате постепенной адаптации феноменов и структуры медленного сна к условиям депривации.
Совершенно противоположные результаты получены в отношении парадоксального сна. Опыты Речшаффена и сотрудников продемонстрировали, что, какой бы вид депривации сна ни проводился (тотальное лишение сна, избирательное лишение медленной или парадоксальной фазы), в результате всегда критично угнетение именно парадоксального сна. Рано или поздно оно приводит к одним и тем же драматическим последствиям (изменению внешнего вида, поведения и внутренних органов), которые через несколько “бессонных” недель завершаются неизбежной гибелью животных. Характерно, однако, что непосредственной причины их гибели обнаружить не удалось.
Интересно, что у крыс наблюдалось резкое падение амплитуды ЭЭГ после хронической депривации, которое возникало каждый раз примерно за сутки до гибели животного. Если на этом фоне эксперимент прекращался, то крыса уже не могла заснуть и амплитуда ЭЭГ не восстанавливалась; смерть все равно наступала в течение суток. Следовательно, это падение амплитуды ЭЭГ указывало на какое-то необратимое нарушение работы мозга, вызванное лишением парадоксального сна. Если же опыт прекращался на позднем этапе депривации, но до наступления этого критического момента, то наблюдалась мощная “отдача” только парадоксального сна, независимо от того, какой вид депривации применялся - лишение всего сна, парадоксального или медленного.
Таким образом, опыты с длительным лишением сна у лабораторных животных еще раз показывают, что сон включает два принципиально различных состояния организма - медленноволновую и парадоксальную (быструю) фазы, подтверждая гениальную догадку М.Жуве, впервые высказанную почти 40 лет назад.
Механизмы сна
Один из главных вопросов, волновавших физиологов еще со времен Павлова, - это существование в мозге “центра сна”. Во второй половине нашего столетия прямое изучение нейронов, вовлеченных в регуляцию сна-бодрствования, показало, что нормальная работа таламо-кортикальной системы мозга, обеспечивающая сознательную деятельность человека в бодрствовании, возможна только при участии определенных подкорковых, так называемых активирующих, структур . Благодаря их действиям в бодрствовании мембрана большинства кортикальных нейронов деполяризована на 10-15 мВ по сравнению с потенциалом покоя – (65-70) мВ. Только в состоянии этой тонической деполяризации нейроны способны обрабатывать информацию и отвечать на сигналы, приходящие к ним от других нервных клеток (рецепторных и внутримозговых).
Как сейчас ясно, таких систем тонической деполяризации, или активации мозга (условно “центров бодрствования”), несколько - вероятно, пять или шесть. Располагаются они на всех уровнях мозговой оси: в ретикулярной формации ствола, в области голубого пятна и дорзальных ядер шва, в заднем гипоталамусе и базальных ядрах переднего мозга. Нейроны этих отделов выделяют медиаторы - глутаминовую и аспарагиновую кислоты, ацетилхолин, норадреналин, серотонин и гистамин, активность которых регулируют многочисленные пептиды, находящиеся с ними в одних и тех же везикулах. У человека нарушение деятельности любой из этих систем не компенсируется за счет других, несовместимо с сознанием и приводит к коме.
Общая
схема строения мозга и его фрагмент (внизу), где в основном расположены
центры бодрствования и парадоксального сна (выделены цветом);
указаны соответствующие медиаторы.
(Увеличить рисунок)
Казалось бы, если в мозге есть “центры бодрствования”, то по крайней мере должен быть один “центр сна”. Однако в последние годы выяснилось, что в сами “центры бодрствования” встроен механизм положительной обратной связи. Это особые нейроны, которые осуществляют торможение активирующих нейронов и сами тормозятся ими. Такие нейроны разбросаны по разным отделам мозга, хотя больше всего их в ретикулярной части черного вещества. Все они выделяют один и тот же медиатор - гамма-аминомасляную кислоту, главное тормозное вещество мозга. Стоит только активирующим нейронам ослабить свою деятельность, как включаются тормозные нейроны и ослабляют ее еще сильнее. В течение некоторого времени процесс развивается по нисходящей, пока не срабатывает некий “триггер” и вся система переключается либо в состояние бодрствования, либо парадоксального сна. Объективно этот процесс отражает смена картин электрической активности головного мозга (ЭЭГ) по ходу одного полного цикла сна человека (90 мин).
В последнее время внимание исследователей привлечено еще к одной эволюционно древней тормозной системе головного мозга, использующей в качестве медиатора нуклеозид аденозин. Японский физиолог О.Хаяйси с коллегами показали, что синтезируемый в мозге простагландин D 2 участвует в модуляции аденозинэргических нейронов. Поскольку главный фермент этой системы - простагландиназа-D - локализован в мозговых оболочках и хороидном плексусе, очевидна роль этих структур в формировании определенных видов патологии сна: гиперсомнии при некоторых черепно-мозговых травмах и воспалительных процессах менингеальных оболочек, африканской “сонной болезни”, вызываемой трипаносомой, которая передается через укусы мухи цеце и пр.
Прямая регистрация одиночной активности нейронов
мозга в экспериментах на лабораторных 
животных
показала, что в бодрствовании (в состоянии тонической деполяризации)
характер разрядов таламо-кортикальных клеток высоко индивидуален.
Но по мере углубления сна и нарастания синхронизированной активности
в ЭЭГ начинают преобладать более мощные тормозные постсинаптические
потенциалы, перемежающиеся периодами экзальтации - высокочастотными
вспышками нейронных разрядов (такой рисунок нейронной активности
называется “пачка-пауза”).
(увеличить рисунок)
Тогда появляется “хоровая” активность нейронов, и условия для переработки информации в мозге, причем не только поступающей от органов чувств, но и хранящейся в памяти, резко ухудшаются. Однако средняя частота импульсации корковых и таламических нейронов не снижается, а у ГАМК-эргических (тормозных) нейронов она даже значительно повышается. Что касается активирующих нейронов, то их разряды становятся реже. Эти нейрофизиологические феномены хорошо коррелируют с известными данными о постепенном торможении психической активности по мере углубления медленного сна у человека .
Если с точки зрения нейронной активности бодрствование - это состояние тонической деполяризации, то медленный сон - тоническая гиперполяризация. При этом направление движения через клеточную мембрану основных ионных потоков (катионов Na + , K + , Ca 2+ , анионов Cl –), а также важнейших макромолекул меняется на противоположное.
Таким образом, можно было бы сказать, что во время медленного сна восстанавливается мозговой гомеостаз, нарушенный в ходе многочасового бодрствования. С этой точки зрения бодрствование и медленный сон - как бы “две стороны одной медали”. Периоды тонической деполяризации и гиперполяризации должны периодически сменять друг друга, чтобы сохранить постоянство внутренней среды головного мозга и обеспечить нормальную работу таламо-кортикальной системы - субстрата высших психических функций человека. Отсюда ясно, почему в мозге нет единого “центра медленного сна” - это значительно уменьшило бы надежность всей системы, сделало бы ее более жестко детерминированной, полностью зависящей от “капризов” этого центра в случае каких-либо нарушений его работы.
С другой стороны, становится также понятно, почему почти невозможно длительное полное подавление медленного сна: в норме активность периодически сменяется покоем, бодрствование - медленным сном, охватывающим весь мозг целиком. Известно, что при искусственной хронической депривации механизмы бодрствования и медленного сна начинают функционировать диффузно и одновременно. При этом, разумеется, страдает нормальное поведение, зато, несмотря на депривирующее воздействие, восстанавливается мозговой гомеостаз.
Однако и здесь все не так просто. Недавно Пигарев в опытах на кошках показал, что по мере развития синхронизации в ЭЭГ первичные нейроны зрительной и слуховой коры перестают реагировать на специфические стимулы и начинают все в большей степени отвечать на импульсацию, приходящую в кору со стороны внутренних органов . Принимая во внимание обнаруженные особые Ca–-каналы на мембране многих корковых нейронов, которые открываются при гиперполяризации, можно предположить, что в медленном сне мозг не прекращает перерабатывать информацию, а переходит от обработки внешних сигналов к интероцептивной импульсации.
Таким образом, на пороге XXI в. функция медленного сна, кажется, начинает, наконец, вырисовываться: это восстановление гомеостаза мозговой ткани и оптимизация управления внутренними органами. Для гигиены сна это означает подтверждение старого, как мир, но почему-то забытого правила: без хорошего сна не может быть хорошего бодрствования!
Совершенно по-другому обстоит дело с парадоксальным сном, который, в отличие от медленного сна, имеет ярко выраженную активную природу . Парадоксальный сон запускается из четко очерченного центра, расположенного в задней части мозга, в области варолиева моста и продолговатого мозга, а медиаторами служат ацетилхолин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты. Во время парадоксального сна клетки мозга чрезвычайно активны, но информация от органов чувств к ним не поступает и не подается на мышечную систему. В этом и заключается парадоксальность этого состояния .
 |
 |
 |
 |
Фрагменты полиграммы на разных стадиях сна. Видно, что для смены стадий медленного сна характерно постепенное увеличение амплитуды и снижение частоты волн ЭЭГ, смена быстрых движений глаз медленными, вплоть до полного исчезновения (ЭОГ регистрируется на фоне ЭЭГ и выделены цветом), прогрессивное уменьшение амплитуды ЭМГ. При парадоксальном сне ЭЭГ такая же, как при бодрствовании, ЭОГ демонстрирует быстрые движения глаз, а ЭМГ почти не регистрируется.
Видимо, при этом интенсивно перерабатывается информация, полученная в предшествующем бодрствовании и хранящаяся в памяти. Согласно гипотезе Жуве, в парадоксальном сне, пока непонятно как, в нейрологическую память передается наследственная, генетическая информация, имеющая отношение к организации целостного поведения. Подтверждением таких психических процессов служит появление в парадоксальном сне эмоционально окрашенных сновидений у человека, а также обнаруженный Жуве с сотрудниками и детально исследованный Э.Моррисоном с коллегами феномен демонстрации сновидений у подопытных кошек . Они выяснили, что в мозге кошек имеется особая область, ответственная за мышечный паралич во время парадоксального сна. Если ее разрушить, подопытные кошки начинают показывать свой сон: убегать от воображаемой собаки, ловить воображаемую мышь и т.д. Интересно, что “эротические” сны у кошек никогда не наблюдались, даже в брачный сезон.
Хотя в парадоксальном сне некоторые нейроны ретикулярной формации ствола и таламо-кортикальной системы демонстрируют своеобразный рисунок активности, различия между мозговой деятельностью в бодрствовании и парадоксальном сне довольно долго выявить не удавалось. Это было сделано лишь в 80-е годы. Оказалось, что из всех известных активирующих мозговых систем, которые включаются при пробуждении и действуют во время бодрствования, в парадоксальном сне активны лишь одна-две. Это системы, расположенные в ретикулярной формации ствола и базальных ядрах переднего мозга, использующие в качестве передатчиков ацетилхолин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты. Все же остальные активирующие медиаторы (норадреналин, серотонин и гистамин) в парадоксальном сне не работают. Это молчание моноаминоэргических нейронов ствола мозга определяет различие между бодрствованием и парадоксальным сном, или на психическом уровне - различие между восприятием внешнего мира и сновидений .
Непонятным оставалось все же, как эта активация, столь отличная от бодрствования, отражается на работе коры. Лишь в 1996-1997 гг. три независимых исследования выявили в парадоксальном сне (методом позитронной эмиссионной томографии) высокоспецифичный характер пространственного распределения активации и инактивации определенных участков коры и некоторых подкорковых ядер в мозге человека .
Павлов и природа сна
Известно, что Павлов чрезвычайно интересовался проблемой сна и считал ее одной из ключевых в изучении высшей нервной деятельности. Все знают его определение сна как “разлитого коркового торможения”. После открытия парадоксального сна казалось, что павловская теория в этой своей части безнадежно устарела. Разумеется, мысль о создании физиологии сновидений “и во сне не могла ему присниться”, если уместно привести такой каламбур. Однако, справедливости ради, следует напомнить, что идея о трех формах существования - бодрствование, спокойный сон и сон со сновидениями - впервые прозвучала в Упанишадах, древнеиндийском эпосе. В истории же европейской культуры такое, кажется, не приходило в голову никогда и никому до Жуве. Даже первооткрыватели парадоксального сна - Н.Клейтман, Ю.Азеринский и В.Демент назвали это состояние stage-1-REM, т.е. стадией засыпания (дремотой) с быстрыми движениями глаз, воспринимая его лишь как переходное между бодрствованием и сном!
Если же взять медленноволновый (ортодоксальный) сон, сон вообще, то сейчас, на рубеже веков, уместно задаться вопросом: а так ли уж неправ был Павлов в своих представлениях о сне? Разумеется, в ту, “доэлектрофизиологическую” эпоху эти представления могли быть лишь чисто интуитивными. Но читатель настоящей статьи, зная о мощной активации тормозных нейронов и выбросе их медиаторов - ГАМК и аденозина в медленном сне, об активации, которая начинается в локальных таламо-кортикальных областях и постепенно распространяется по всей системе, о тонической гиперполяризации как периоде своеобразного функционального восстановления нейронов и т.п., вправе сам судить, подвела ли интуиция на сей раз гениального ученого.
В конце своей долгой жизни, в 1935 г., Павлов высказал следующую мысль: “Ясное дело, что наша дневная работа представляет сумму раздражений, которая обуславливает известную сумму истощения, и тогда эта сумма истощения, дошедшая до конца, и вызывает автоматически, внутренним гуморальным путем, тормозное состояние, сопровождаемое сном”. Эту формулировку можно назвать пророческой - она звучит вполне актуально и в наши дни. Ивана Петровича Павлова
© В.М.Ковальзон
доктор биологических наук
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН, Москва
