Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим - Андреа Рок

Дополнительные эксперименты указывали на то, что помимо некоторой потери в четкости деталей фона и в яркости цветов качество визуальных образов, видимых во сне, почти ничем не отличается от качества картинки, видимой наяву. Во многих снах расцветка каких-то образов почему-то менялась, а от 20 до 30 процентов сновидений вообще были черно-белыми. Сны в рассказах о них, даже дошедших до нас со времен Аристотеля, были цветными, однако с 1930-х по 1960-е годы среди исследователей и широкой публики царило мнение, что они все-таки черно-белые. Не следует забывать, что в этот период и фотографии, и кинофильмы тоже были по преимуществу черно-белыми: цветную фотографию изобрели еще в 1860-х, но вплоть до 1940-х годов она еще не была достоянием масс. Technicolor совершил революцию в кинематографе в конце 1930-х, выпустив на экраны несколько цветных фильмов вроде «Волшебника страны Оз», но кинопроизводство перешло к созданию исключительно цветных фильмов только в 1950-х годах.

Когда в эти годы психологи спрашивали пациентов, видят ли они цветные сны, большинство отвечало отрицательно: в 1942 году сны в цвете видели 10 процентов опрошенных, а исследование, проведенное в 1958 году Университетом Вашингтона в Сент-Луисе, говорило только о девяти процентах. Но уже в 1962 году 83 процента тех, кого будили во время фазы быстрого сна, говорили о цветных сновидениях. «Вряд ли этот феномен — преобладание черно-белых снов — связан с тем, что в период, когда проводились опросы, фотографии и фильмы были черно-белыми», — говорит Эрик Швитцгебел, профессор Калифорнийского университета в Беркли, который исследовал эту любопытную тенденцию и пришел к выводу, что изменилось не содержание сновидений, а их восприятие. Другими словами, это был еще один пример всепроникающей власти установки, предубеждений, из-за которых бывает так трудно доверять показаниям свидетелей преступлений.

И пока одни исследователи пытались открыть тайну самих сновидений, другие сосредоточили усилия на анализе состояния, в котором они возникают, стараясь понять, почему мы вообще нуждаемся в сновидениях. Аллан Рехтшаффен и его ученики не только разрабатывали классификацию стадий сна, которой мы пользуемся и по сей день, — их занимал вопрос: а что будет, если животных вообще лишить сна? Они проводили эксперименты на крысах и обнаружили, что те из них, кому совсем не давали спать, через две-три недели вынужденной бессонницы умирали. Такие крысы полностью теряли силы и способность регулировать температуру тела, однако конкретную причину смерти выявить не удавалось.

Менее жестокие исследования, проводившиеся на людях, показали, что если нас будить при наступлении фазы REM, то мы компенсируем это тем, что, когда засыпаем снова, фаза быстрого сна наступает раньше и длится дольше. Аналогичный эффект компенсации наблюдался и когда человека будили в фазе глубокого медленного сна, следовательно, для нас важны обе эти стадии. Природа сама представила доказательства того, что полное лишение сна смертельно. В 1986 году было описано редкое генетическое заболевание, которое назвали фатальной семейной бессонницей (fatal familial insomnia — FFI): оно стало причиной смерти тридцати членов итальянской аристократической семьи. С тех пор это заболевание было выявлено в тридцати других семьях по всему свету. Большинство страдающих FFI теряли способность спать в среднем возрасте, но некоторых болезнь настигала, когда они были еще подростками. После нескольких бессонных недель пульс больных учащался, росло кровяное давление, они начинали обильно потеть. Затем они теряли чувство равновесия, не могли стоять, ходить, говорить и в финальной фазе — обычно после нескольких месяцев бессонницы — впадали в состояние, схожее с коматозным, и умирали. Заболевание поражает ту часть мозга, которая называется таламусом (это своего рода ворота, через которые информация от органов чувств поступает к коре головного мозга). И требовалось определить, что является непосредственной причиной смерти — бессонница или повреждение таламуса.

Как установил Натаниэл Клейтман во время своего эксперимента в подземной пещере, наши биологические часы (которые расположены в том участке головного мозга, где пересекаются зрительные нервы) определяют ритмы тела — подъем и падение температуры, выработку гормонов, дремотное состояние, которое наступает не только в конце дня, но также между двумя и четырьмя часами пополудни. Согласно биологическим часам, суточный цикл составляет около 25 часов даже тогда, когда отсутствуют внешние стимулы, определяющие время сна и время бодрствования, такие как восход и закат солнца, однако в разные периоды жизни цикл может сдвигаться. В период полового созревания мы не только нуждаемся в более длительном сне — вместо восьми до десяти и более часов, — но еще и меняется время наступления дремотного состояния, поэтому подростков так трудно загнать в постель, а спят они до полудня. На более поздних стадиях жизни сон становится прерывистым, и даже вполне здоровые пожилые люди обычно несколько раз за ночь просыпаются на несколько секунд, хотя об этом и не помнят — эти моменты настолько коротки, что заметны только на энцефалограммах. Прерывистый ночной сон ведет к повышению дневной сонливости: типичная картинка — дедуля, засыпающий посреди собственного рассказа.

Еще один ключевой вопрос, на который ответ был получен уже в начале исследований REM: а присущ ли этот феномен только людям? Демент начал с определения стадий сна кошек, которые еще с 1930-х годов были излюбленными объектами исследователей мозговой деятельности: структура их мозга схожа со структурой мозга человека, в их пользу в качестве подопытных говорило также их изобилие и компактные размеры. В 1960 году французский нейробиолог Мишель Жуве с помощью ЭЭГ показал, что кошачья модель REM схожа с моделью человеческой; исследователи проводили эксперименты и с прочими обитателями животного мира. Так, например, было установлено, что у рептилий не бывает быстрого сна, а у млекопитающих он имеется; ставились опыты с некоторыми видами птиц. Длительность фазы быстрого сна варьировалась: от нескольких минут до сорока у домашнего скота и до семи часов у опоссума. Плотоядные хищники проводят во сне — во всех его стадиях — большее время суток, а домашние кошки, которым не приходится добывать пищу охотой, пребывают в фазе REM более двухсот минут в сутки. Но ученые пока не пришли к единому мнению по поводу того, что означают эти различия.

Что касается людей, то быстрый сон посещает их уже в утробе матери, а с возрастом его продолжительность меняется. Было установлено, что фаза быстрого сна появляется у плода в 26 недель и длится практически в течение всех суток. У новорожденных фаза REM занимает почти 50 процентов всего периода сна, затем начинает сокращаться и к четырем годам достигает уровня взрослого человека, то есть занимает от 20 до 25 процентов. С наступлением среднего возраста фаза REM снова начинает сокращаться, и у пожилых людей она составляет около 15 процентов.

Но для чего предназначена фаза быстрого сна, все еще оставалось загадкой, хотя группа Жуве в своей лионской лаборатории набрела на некоторые подсказки. Жуве хирургическим путем «отсоединял» тот участок мозга кошки, который отвечал за обездвиженность животного во сне, и обнаружил, что во время REM кошки могут вставать и охотиться на воображаемую жертву или атаковать увиденного во сне врага. При этом такое поведение — преследование жертвы во сне — могло длиться до трех минут. Он пришел к выводу, что эта стадия сна у взрослых представителей животного мира позволяет им как бы репетировать действия, необходимые для выживания в реальном мире, хотя к подобным навыкам, например к умению сражаться с врагом, животным каждый день прибегать и не приходится. Если в течение более чем трех недель будить кошку во время фазы REM, она впадает в эту фазу сразу же, как только получает возможность заснуть, и находится в ней 60 процентов всего времени сна. У кошек, которым не давали испытать фазу REM от 30 до 70 дней, менялось поведение: им все время хотелось есть, они становились беспокойными, значительно возрастала их сексуальная активность.