Кто мы такие? Гены, наше тело, общество - Роберт Сапольски

Ну, вы знаете все эти сны.

Как почка – это орган в форме почки, так и сновидения: в них всё как во сне. Но почему это так? В реальной жизни вы бы не летали в облаках с человеком, который только что коснулся вашей ноги. В решающий момент вы бы подумали, что он или она немножко невротик, или заметили бы кусочек шпината, застрявший у него или у нее в зубах, или вдруг вспомнили бы, что забыли выключить фары. Сны же характеризуются не только внезапными переходами, но и повышенной эмоциональностью. Еще в них нет тормозов: вы не только делаете то, на что не решились бы в реальной жизни, да и просто ничего подобного не захотели бы, поразмыслив хотя бы пару секунд.

Теорий, объясняющих странности снов, всегда было предостаточно. Может быть, сновидения – это канал, по которому боги общаются со смертными. Или, может быть, это способ понять, как вы на самом деле относитесь к своей матери – если убрать все ограничители. А что, если это необычный способ мозговой деятельности, позволяющий, например, решить заковыристую задачку по математике, думая о которой вы отправились спать? Или способ поддерживать в форме неиспользуемые нервные пути (эта теория имела хождение какое-то время: если вы целый день тренируете рациональные, разумные связи в мозге, то в сновидениях можно как следует размять нейроны чепухи, чтобы они не скукожились от застоя). Или, может быть, это нужно, чтобы вы увидели эротический сон о коллеге, о чем и не помышляли, и на следующий день, завидев его или ее у кулера, задумались о том, к чему бы это. Или, может быть, сновидения эволюционировали так, чтобы сюрреалисты и дадаисты могли зарабатывать на жизнь.

Как мозг вызывает все эти расторможенные образы? До недавних пор ученые довольно мало понимали сам механизм сновидений. Но мы знали, что у сна есть структура – архитектура, если угодно: всю ночь циклы глубокого, «медленного» сна перемежаются «быстрым» сном с быстрыми движениями глаз, который и связывают со сновидениями. Уровни мозговой активности на разных стадиях сна различаются. Измерив общий уровень электрической возбудимости и активности мозга, ученые обнаружили подтверждение интуитивным догадкам: во время глубокого, медленного сна средний уровень мозговой активности сильно понижается. Это согласуется и с исследованиями, предполагающими, что основная цель медленного сна – восполнение энергетических запасов мозга, «подзарядка батареек». Но когда на стадии быстрого сна начинаются сновидения, мы видим совсем другую картину: резкое повышение электрической активности. И в этом тоже есть своя интуитивная логика.

Новейшие технологии визуализации мозга позволяют исследователям изучать активность и метаболизм не только целого мозга, но и его отдельных областей. Аллен Браун с коллегами из Национальных институтов здравоохранения США провели серию исследований нейроанатомии метаболизма во сне. Думаю, они нашли возможное объяснение, почему сновидения похожи на сон.

Ученые использовали позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), чтобы измерять скорость кровотока в мозге. Одно из замечательных адаптивных свойств мозга заключается в том, что кровоток в определенной области усиливается, когда в этой области повышается активность. Другими словами, спрос и предложение энергии взаимосвязаны. Таким образом, интенсивность кровотока в определенной зоне мозга может косвенно указывать на активность этой зоны. Вот почему техника ПЭТ, позволяющая видеть кровоток, особенно полезна для исследований этого типа.

Браун и его команда набрали добровольцев, которые согласились отказаться от сна на чудовищно долгое время – от 24 до 53 часов. После этого изможденных добровольцев закатывали в ПЭТ-сканер и заставляли еще пободрствовать, чтобы сделать исходный ПЭТ-скан неспящего мозга. Затем, уютно свернувшись в сканере, испытуемые могли заснуть, а сканирование продолжалось.

Когда испытуемые погружались в глубокий медленный сон, наблюдаемые изменения кровотока были вполне объяснимы. Области мозга, связанные с возбуждением (известные как ретикулярная активационная система), и зоны, связанные с сознательным контролем мышц, отключились. Интересно, что кровоток и метаболизм в зонах, занятых в консолидации и извлечении воспоминаний, не слишком замедлился. Однако пути, по которым информация идет к этим зонам и от них, полностью выключились, оставив их в изоляции. Области мозга, первыми реагирующие на сенсорную информацию, тоже показали что-то вроде метаболического отключения, а еще более серьезные изменения произошли в последующих зонах мозга, которые интегрируют и связывают байты сенсорной информации, придавая им значение. В результате мы получили метаболически бездействующий, спящий мозг.

Пока ученые выжидали у сканера, спящие испытуемые переходили в стадию быстрого сна. И тогда картина менялась. Показатели метаболизма по всему мозгу резко подскакивали. Рост наблюдался в корковых и подкорковых зонах, управляющих мышечными движениями, в зонах ствола мозга, контролирующих дыхание и сердцебиение. Увеличивалась активность и в лимбической системе – области мозга, связанной с эмоциями; и в областях, связанных с памятью и обработкой сенсорной информации, особенно со зрением и слухом.

Тем временем в зонах обработки зрительной информации происходили неоднозначные изменения. В первичной зрительной коре особого роста не наблюдалось, зато был большой скачок во вторичных зонах, которые интегрируют простую зрительную информацию. Первичная зрительная кора связана с самыми первыми ступенями обработки информации, например когда в поле из светлых и темных пикселей выявляется линия. Вторичные зоны – интеграторы, которые превращают линии в предметы, лица, обстановку. Обычно активность во вторичных зонах не растет без роста в первичных. Другими словами, когда вы бодрствуете, вы не можете перескочить к сложной картине, минуя первичный уровень анализа. Но быстрый сон – особый случай, там вы не пользуетесь зрением. И все начинается со вторичной интеграции зрительных образов. Браун с коллегами выдвинули убедительное предположение, что именно так и создаются образы сновидений.

Получается, в стадии быстрого сна во множестве зон мозга повышается метаболизм. В некоторых областях его показатели даже выше, чем в бодрствующем состоянии. А теперь обратимся к исключению, в котором, кажется, и кроется секрет сновидений, – к области мозга под названием префронтальная кора. Во всех зонах, связанных с лимбической системой, кроме префронтальной коры, метаболизм в стадии быстрого сна усилился. Но в префронтальной коре показатели поднялись только в одной из четырех зон. Остальная часть коры оставалась на минимуме метаболической активности, достигнутом во время медленного сна. Это любопытно, учитывая функции префронтальной коры. Человеческий мозг, по сравнению со стандартным мозгом млекопитающих, обладает многими уникальными свойствами. Пути для входящей сенсорной информации и исходящей моторной имеют точную настройку, позволяющую исполнять виртуозные пассажи на фортепьяно. Лимбическая система дает невиданную для млекопитающих способность: сексуальную восприимчивость самок в течение всего репродуктивного цикла, а не только при овуляции. Обширная кора создает симфонии, алгебру и философию, а необычайно многочисленные связи коры и лимбической системы наделяют нас отвратительным человеческим свойством – способностью к самокопанию, доводящему до депрессии.