Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях - Мэттью Уолкер

Но только в 1950-х годах с открытием медленной и быстрой фаз сна мы начали больше понимать, каким именно образом сон помогает запоминать новую информацию, а не только помогает ли он это делать вообще. Изначально исследователи сосредоточились на том, чтобы понять, какие именно стадии сна помогают закреплять то, что отложилось в мозге в течение дня, будь то информация, полученная на уроке, медицинские знания, обретенные в ординатуре, или бизнес-план, разработанный на курсах повышения квалификации.

Вы помните из главы 3, что большую часть глубокого медленного сна мы получаем в начале ночи, а большую часть быстрого сна (и более легкого медленного сна) — в конце ночи. После того как волонтеры усвоили полученную в ходе эксперимента информацию, ученые разделили их на две группы, одной позволив спать только первую половину ночи, а другой — только вторую. Таким образом, обе группы спали равное (хотя и непродолжительное) время, однако первая группа окунулась в фазу глубокого медленного сна, а вторая застала фазу быстрого сна. Площадка для генерального сражения между двумя типами сна была подготовлена. Оставалось решить, какой сон принесет большую пользу сохранению воспоминаний: глубокий и медленный или быстрый? Для фактологической, учебного типа памяти результат был ясен. Именно ранний ночной сон, богатый глубокими медленными фазами, выигрывал состязание с фазой быстрого сна на лучшее сохранение информации.

Исследования, проведенные в начале 2000-х, в которых был применен несколько измененный подход, позволили сделать аналогичное заключение. После того как участники запомнили блок информации, им позволили заснуть на полных восемь часов и, естественно, все это время к их головам были прикреплены электроды. На следующее утро волонтеры выполнили тест на запоминание. Когда исследователи сопоставили промежуточные фазы сна с количеством сохранившейся информации, глубокий медленный сон снова одержал победу: чем больше испытуемому досталось глубокого медленного сна, тем больше фактов он помнил на следующий день. Действительно, если бы вы были участником такого опыта и я знал бы только одно: сколько времени вы пробыли в фазе глубокого медленного сна, я все равно смог бы с большой точностью предсказать, с каким результатом вы выполните предстоящий тест. Вот насколько взаимообусловленной может быть связь между сном и укреплением памяти.

С тех пор как ученые начали использовать МРТ-сканирование, мы смогли заглянуть в глубины мозга испытуемых, чтобы определить, откуда эта информация извлекается до сна и после сна. Оказывается, что эти информационные блоки воспроизводились из разных локаций мозга, причем в разные периоды времени. Перед сном участники извлекали воспоминания из гиппокампа — краткосрочного и малонадежного хранилища информации. Но на следующее утро дело обстояло иначе. Воспоминания сместились. После ночи полноценного сна участники стали извлекать информацию из неокортекса, расположенного в верхнем слое полушарий мозга, – участка, который служит долгосрочным хранилищем фактологической информации, где она может храниться не только безопасно, но, возможно, и бесконечно.

По существу, во сне мы становимся участниками сделки по передаче собственности, которая происходит каждую ночь. Используя принцип длинноволнового радиосигнала, который переносит информацию на огромные расстояния, мозговые волны глубокого медленного сна выполняют функции курьерской службы, перенося блоки информации из временного хранилища (гиппокампа) в более надежное и постоянное место хранения (кору головного мозга). Таким образом, сон помогал поддерживать эти воспоминания в актуальном состоянии.

Сопоставьте все эти открытия с ранее описанными, касающимися начального запоминания, и вы поймете, что диалог между гиппокампом и корой головного мозга, происходящий в фазе медленного сна (с использованием сонных веретен и медленных волн), есть взаимообусловленный процесс. Благодаря переносу вчерашней информации из временного склада гиппокампа в долгосрочный и надежный сейф коры головного мозга вы просыпаетесь подготовленным к восприятию информационного потока нового дня. Этот цикл повторяется днем и ночью, освобождая склады краткосрочной памяти для запечатления новых фактов и пополняя постоянно обновляемый каталог прошлых воспоминаний. Ночной сон постоянно модифицирует информационную структуру мозга. Даже короткий двадцатиминутный дневной сон может помочь консолидации памяти, если содержит достаточно медленного сна[56].

Проведите такой же эксперимент с младенцами, маленькими детьми или подростками, и вы поймете, что фаза медленного сна всегда оказывает благотворное воздействие на память. Людям среднего возраста, от сорока до шестидесяти, глубокий медленный сон также помогает сохранять новую информацию. Но у пожилых при сокращении фазы глубокого медленного сна ухудшается способность к обучению и сохранению информации — это мы уже обсуждали.

Таким образом, на каждом этапе жизни человека наблюдается взаимосвязь между медленным сном и укреплением памяти. И не только у людей. Эксперименты, проведенные с участием обыкновенных шимпанзе, карликовых шимпанзе (бонобо) и орангутанов, показали, что после сна все три группы приматов лучше запоминали, куда экспериментаторы прятали еду[57]. Спустимся по филогенетической цепи ниже — к кошкам, крысам и даже насекомым — и сможем наблюдать ту же картину: безусловную пользу фазы медленного сна для поддержания памяти.

Несмотря на то что меня все еще поражает провидческое и недвусмысленное описание Квинтилианом того, что ученые доказали тысячи лет спустя, то есть благоприятного воздействия сна на память, я предпочитаю слова двух философов-музыкантов своего времени — Пола Саймона и Арта Гарфанкела. В феврале 1964 года они сочинили об этом ночном событии ставшие теперь знаменитыми стихи, которые легли в основу песни «Звуки тишины» (The Sounds of Silence). Возможно, вы знаете эти стихи и слышали эту песню. Саймон и Гарфанкел приветствуют своего старого друга, темноту (сон). Они говорят о переходе событий дня в спящий мозг в форме незаметно подкрадывающегося видения — если угодно, в виде мягкой загрузки информации. Они прозорливо показывают, как хрупкие семена опыта бодрствования, посеянные в течение дня, теперь «прорастают» в мозг во время сна. И в результате этого процесса все вчерашние впечатления остаются при пробудившемся человеке на следующее утро. Защита воспоминаний с помощью сна — тема, сжато представленная в тексте этой замечательной песни.

Основываясь на самых последних данных, мы можем внести в текст Саймона и Гарфанкела небольшое, но важное дополнение. Сон не только удерживает ту информацию, которую вы успешно усвоили перед тем, как лечь спать («…и эти картины жизни, которые поселились у меня в голове, / Остаются со мной»)[58], но и спасает, казалось бы, утраченные воспоминания. Другими словами, поспав, вы сможете вспомнить то, что не могли вспомнить до сна. Сон действует словно служба ночного ремонта, восстанавливающая поврежденные кластеры на жестком диске компьютера. Благодаря этой службе утром вы просыпаетесь, восстановив утерянные было файлы и вырвав их из трясины забвения. Наверняка не раз после ночи крепкого сна вы могли радостно воскликнуть: «Я вспомнил!»