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

Сфокусировавшись на одном типе сна — медленной фазе, ответственной за сохранение фактологической информации и восстановление тех данных, что оказались под угрозой потери, — мы начали исследовать способы экспериментального усиления пользы сна для памяти. Успех был достигнут двумя способами: с помощью стимуляции сна и целевой реактивации памяти. Клинические последствия того и другого станут ясны, если рассматривать их в контексте психических заболеваний и неврологических нарушений, включая деменцию.

Поскольку сон выражается в образцах электрической волномозговой активности, подходы к стимуляции сна начались с операций в той же валюте — электричестве. В 2006 году немецкая исследовательская команда набрала группу здоровых молодых людей для новаторского эксперимента, перед которым на их головах спереди и сзади закрепили электроды. Вместо того чтобы снимать показания излучаемых мозгом во время сна мозговых волн, ученые сделали прямо противоположное: слабыми дозами электрического тока воздействовали на мозг испытуемых. Они терпеливо дождались момента, когда каждый участник эксперимента погрузится в фазу глубокого медленного сна, и стимулировали мозг разрядами тока, ритмически синхронизированными с импульсами медленных волн. Напряжение в электродах было настолько слабым, что волонтеры его не ощущали, и поэтому не просыпались[59]. Но все же эти разряды оказывали измеримое воздействие на сон.

В результате в подопытной группе благодаря такой стимуляции увеличился размер медленных волн, а количество сонных веретен выросло. В группе, не получавшей стимуляцию током, таких изменений отмечено не было. Перед началом эксперимента все участники выучили заданный список фактов. На следующее утро они выполнили проверочный тест, который показал, что благодаря электрической стимуляции испытуемые запомнили почти в два раза больше фактов, чем вторая группа испытуемых, не получавшая стимуляцию током. Нужно отметить, что стимулирование в фазе быстрого сна или во время бодрствования не давало памяти никаких преимуществ. Только стимуляция в фазе медленного сна, синхронизированная с собственным медленным, подобным мантре ритмом мозга, способствовала улучшению памяти.

Другие методы усиления мозговых волн во время сна в настоящее время активно разрабатываются. Одна из технологий заключается в том, что на спящего производится слабое акустическое воздействие. Подобные ритмичному движению метронома, эти похожие на тиканье звуки максимально синхронизируются с мозговыми волнами спящего человека, чтобы способствовать еще более глубокому сну. По сравнению с контрольной группой, участники которой спали без синхронизированного звукового фона, аудиостимуляция повысила мощность медленных мозговых волн и обернулась на следующее утро впечатляющим 40%-ным усовершенствованием памяти.

Прежде чем вы отложите эту книгу в сторону и начнете устанавливать над вашей кроватью динамик или отправитесь в магазин за электрическим стимулятором мозга, позвольте мне отговорить вас. Для обоих методов применим мудрый принцип «не пытайтесь повторить это самостоятельно». Некоторые создают собственные устройства для стимуляции мозга или покупают в интернете приспособления, которые не отвечают никаким нормам безопасности. В результате ошибок сборки или неверного подбора напряжения в ряде случаев отмечались ожоги кожи и временная потеря зрения. Громкие ритмичные звуки из динамика в изголовье выглядят менее опасными, но тем не менее также могут принести больше вреда, чем пользы. Когда в ходе вышеописанных исследований ученые запрограммировали аудиосистему воспроизводить звуки асинхронно с естественным пиком медленной мозговой волны, такое воздействие понижало, а не повышало качество сна.

Коллектив швейцарских исследователей, словно посчитав стимуляцию мозга звуковым воздействием недостаточно странной, решил подвесить кровати испытуемых к потолку лаборатории сна. К кроватям были прикреплены блоки, позволявшие раскачивать их с контролируемой скоростью и амплитудой. Волонтеры спали в этих кроватях, а исследователи записывали мозговые волны их сна. Половину спящих добровольцев, как только они входили в медленную фазу сна, начинали мягко раскачивать в кроватях; у второй половины, которая выполняла функцию контрольной группы, кровати оставались висеть неподвижно. Медленное раскачивание усиливало глубину сна, повышало качество медленных мозговых волн и более чем удваивало количество сонных веретен. Однако пока неизвестно, усиливали ли память такие раскачивания, поскольку соответствующих тестов исследователи не проводили. Тем не менее полученные результаты дают научное объяснение древней практике убаюкивания ребенка качанием вперед-назад на руках или в колыбели.

Методы стимулирования сна многообещающи, но в то же время они имеют определенные ограничения, так как при улучшении запоминания информации они не предоставляют возможности ее выбора. То есть на следующий день обычно лучше запоминается все, что было усвоено перед сном. Все это несколько напоминает комплексный обед в ресторане, где вам принесут все указанные в меню блюда, нравятся вам они или нет. Большинство людей предпочитают иной вид обслуживания, вот почему в основном рестораны предлагают своим посетителям разнообразное меню, из которого вы можете выбрать и заказать лишь те блюда, которые вам по вкусу.

А что, если бы нечто подобное можно было проделывать со сном и памятью? Представьте: перед тем как лечь спать, вы перебираете всю полученную за день информацию и выбираете лишь ту, которую действительно хотели бы запомнить. Вы делаете свой заказ, затем засыпаете, зная, что ночью он будет обязательно выполнен. Проснувшись поутру, вы с удовольствием обнаруживаете, что ваш мозг за ночь насытился только выбранными блюдами, которые вы заказали по индивидуальному дневному меню. В результате вы смогли закрепить только те личные воспоминания, которые хотели бы сохранить. Это звучит как сюжет научно-фантастического романа, но на сегодня это уже научный факт: такой метод называется целевой реактивацией памяти. И, как это часто бывает, настоящая история оказывается гораздо более увлекательной, чем вымышленная.

Рис. 10. Потеря сна и спортивные травмы

Перед сном мы показывали испытуемым на мониторе компьютера по-разному расположенные картинки, например кошку внизу справа, или звонок наверху в центре, или чайник справа у верхней границы. Каждому участнику эксперимента нужно было запомнить не только сами предметы, но и их положение в пространстве. Испытуемым показывали сто таких объектов. После сна картинки с теми же объектами снова появлялись на экране, но теперь только в центре, некоторые из них волонтеры уже видели, другие возникали впервые. Исследуемые должны были решить, помнят ли они данный объект, и если да, то картинку с помощью мыши нужно было передвинуть на то место, где она появилась на экране впервые. Таким образом мы могли оценить, помнят ли испытуемые сам объект и насколько точно могут вспомнить его первоначальное расположение.