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

Такая техника записи поступающих от мозга электрических сигналов появилась в начале ХХ века, когда немецкий нейропсихолог Ганс Бергер приспособил ее для записи волн, излучаемых мозгом людей, которые не спали, но пребывали в расслабленном состоянии и с закрытыми глазами. Он заметил, что эти ЭЭГ (электроэнцефалограммы) показывают значительные изменения, если подопытные все-таки засыпают. В 1930-х годах в Гарварде также исследовали различия между волнами, которые генерирует мозг в состоянии сна и в состоянии бодрствования. Но еще никто, подобно Асерински, не пытался регистрировать движения глаз и мозговые волны на протяжении всего ночного сна – главным образом потому, что Клейтман и другие ошибочно полагали, будто во время сна в мозге не происходит ничего важного, он лишь поддерживает основные функции тела.

Когда Асерински начал фиксировать состояния мозга Армонда в течение всей ночи, то с удивлением обнаружил, что порою самописцы словно замирали, рисуя медленные, очень невысокие волны – такое случалось на ранних стадиях сна, а потом вдруг начинали чертить высокие пики и глубокие провалы – такой рисунок мозговых волн весьма напоминал рисунок, характерный для периодов бодрствования. Поскольку это открытие противоречило принятому среди ученых мнению о том, что во время сна мозг «закрывается» и перестает работать, Асерински поначалу решил, что это прибор барахлит. Проконсультировавшись с инженерами, в том числе и с тем, который сконструировал этот самый полиграф, Асерински пришел к выводу, что ему следует снимать показания каждого глазного яблока отдельно, а также поверить в то, что необычные показатели прибора и на самом деле необычные, но вполне достоверные.

Он повторил эксперименты на взрослых людях и увидел, что прибор дает такие же пики и спады, как у Армонда, и что подобная картина возникает с поразительной регулярностью четыре-пять раз за ночь и совпадает с быстрыми движениями глазных яблок, хорошо заметными сквозь закрытые веки. Соединив все эти данные, Асерински заподозрил, что то, что он наблюдал, – это и есть сновидение в действии. Его подозрения укрепились, когда он разбудил мужчину, который кричал во сне, – в это время глазные яблоки его бешено вращались, а самописцы чертили свои линии так неистово, что чуть не вылетали из держателей. Мужчина сказал, что ему привиделся кошмар. Эксперимент продолжался, появлялось все больше свидетельств того, что, когда испытуемого будили во время периода быстрого движения глаз, он, как правило, очень отчетливо помнил, что именно ему снилось. Если же участников эксперимента будили, когда движения глаз не наблюдалось, они почти никогда не могли вспомнить своих снов.

Клейтман весьма скептически отнесся к первым результатам исследований той фазы сна, которую Асерински назвал «фазой быстрого сна», или REM. Однако эта информация, а главное, растущий ее объем, все-таки заинтересовала старика, и он постепенно превратился в яростного сторонника этой теории и даже выделил в помощь Асерински еще одного своего практиканта. Но перед тем как обнародовать результаты на одном из научных симпозиумов, запланированных на 1953 год, Клейтман, известный своей дотошностью, решил провести свой эксперимент, выбрав в качестве подопытного собственную дочь. Когда она в течение ночного сна продемонстрировала ту же модель повторения фаз REM, для Клейтмана, как говорится, «дело было закрыто». Результаты эксперимента были опубликованы в 1953 году в уважаемом журнале Science, при этом Клейтман полностью подтвердил свою в них веру: под статьей помимо имени Асерински стояло и его имя.

Это исследование стало поворотным и заставило ученых полностью пересмотреть представления о том, что происходит во время сна. Вместо того чтобы, как считалось прежде, бездельничать ночь напролет, мозг регулярно приходил в рабочее состояние сродни тому, в каком пребывал во время бодрствования. На самом деле никто не знал, что именно делал мозг в фазы REM, но никто уже не сомневался в том, что его активность была каким-то образом связана со сновидениями.

1960-е стали золотой эрой в исследованиях сна, так как в эту новую область науки ринулись представители самых разных дисциплин, они обменивались идеями, иные из которых были по-настоящему сумасшедшими – происходило что-то вроде научного джем-сейшена, вроде тех, какие устраивают джазмены. И с самого начала крестовый поход в поисках ответов на бесконечные вопросы, поднятые открытием REM, практически в одиночку вел Уильям Демент. Демент увлекся исследованиями сна на втором году обучения в медицинской школе – после того, как прослушал лекцию Натаниэла Клейтмана.

В 1952 году жаждавший получить место лаборанта-практиканта Демент постучался в печально известную дверь. Клейтман выглянул, спросил, знает ли тот что-нибудь о сне, и, услыхав в ответ, что ничего, рявкнул: «Прочитайте мою книгу!» После чего злополучная дверь захлопнулась, едва не расквасив юному энтузиасту нос. В кратчайший срок Демент проглотил рекомендованный труд и приступил к работе в лаборатории Клейтмана, где помогал Юджину Асерински завершить работу по сбору записей REM.

Это исследование наконец-то принесло Асерински вожделенное ученое звание, но вскоре Демент остался в лаборатории в одиночестве, так как, завершив цикл экспериментов, Асерински покинул Чикаго. Хотя его открытие вызвало нешуточный переполох как в научных кругах, так и среди широкой публики, оно не принесло ему ни славы, ни денег. А семью все-таки надо было кормить, и летом 1953 года Асерински устроился на работу в Бюро рыболовства[9] в Сиэтле. Там он тоже проводил эксперименты: пропускал через воду электрический ток и смотрел, влияет ли это на пути миграции лосося. Это все-таки была работа, за которую платили, к тому же Асерински был счастлив наконец-то спать по ночам: лабораторные бдения порядком его измотали.

Демент же упивался своей новой ролью лидера чикагской лаборатории. В отличие от Клейтмана и Асерински, он страстно верил в теорию Зигмунда Фрейда о том, что интерпретация сновидений есть «царская дорога» к пониманию бессознательной активности мозга. «В середине 1950-х о фрейдистском психоанализе толковали на всех углах, и я был яростным его приверженцем», – вспоминал Демент в своей книге «Сновидцы» (The Sleepwatchers). Поскольку Фрейд считал, что если бы не сны, посредством которых выходит энергия либидо, «дневная» жизнь человека была бы разрушена психозами, то Демент с энтузиазмом принялся наблюдать за шизофрениками из местной лечебницы: он предположил, что у больных не бывает REM, то есть они не видят снов, и именно этим вызвано их заболевание. Теория оказалась ошибочной: ЭЭГ показало, что у душевнобольных такие же циклы REM, как и у людей здоровых, к тому же они пересказывали свои сны.

Но Демента это нисколечко не расстроило: всяких разных теорий и вопросов, требующих ответа, у него имелось в избытке. В последние годы учебы Демент по две ночи в неделю проводил в лаборатории, что не освобождало его от других занятий, и потому частенько на лекциях клевал носом – из-за этого его даже вызывали к декану.

Но результат стоил всех неприятностей: данные, которые они с Клейтманом опубликовали в 1957 году, вошли во все учебники, по которым студенты-медики учатся и по сей день. А энтузиазм Демента оказался настолько заразительным, что исследования сна развернулись во многих лабораториях в Соединенных Штатах и Европе.

Дотошно анализируя и сравнивая записи ЭЭГ всего ночного сна испытуемых, Демент обнаружил, что здоровые взрослые проходят через определенные и предсказуемые фазы – их затем разделили на пять стадий. Пребывая в расслабленном сонном состоянии, мы начинаем «отключать» шумы и прочие сторонние воздействия, и тогда мозг генерирует регулярные альфа-волны – аналогичную картину мозг дает во время медитации, когда пребывает в умиротворенном состоянии и его не отвлекают никакие соображения. Затем мы входим в первую стадию сна – засыпание, во время которой можем испытывать так называемые гипнагогические галлюцинации: похожие на сновидения образы, часто связанные с тем, что происходило днем. Далее следует вторая стадия – период легкого сна, длящийся от десяти минут до получаса: в это время мозг порождает низкоамплитудные медленные дельта-волны, характерные и для третьей и четвертой стадий, которые называют медленным сном. Разговаривать во сне мы можем в любой из периодов, однако именно в течение этих самых глубоких стадий сна некоторые, случается, встают и ходят.

После пятнадцати – тридцати минут такого глубокого сна мы возвращаемся к первым двум стадиям, а затем наступает первая фаза REM, когда наблюдаются резкие колебания электрической активности мозга, напоминающие мозговую активность во время бодрствования. Во время REM мышцы наши полностью расслаблены, мы практически обездвижены, хотя при этом глазные яблоки вращаются под сомкнутыми веками, а руки и ноги могут непроизвольно вздрагивать. Мы спим, но физиологически весьма взбудоражены: дыхание становится прерывистым, пульс учащается, гениталии как у мужчин, так и у женщин приходят в возбуждение. От засыпания до наступления первой стадии быстрого сна обычно проходит от 50 до 70 минут, и затем REM повторяется каждые 90 минут. В течение первой половины ночи превалирует медленный сон, периоды быстрого сна могут быть короткими – минут по десять, потом картина меняется – периоды медленного сна сокращаются, периоды REM удлиняются и могут занимать по 20 минут, а ближе к утру и до часа. Все говорило о том, что у взрослых людей примерно четверть ночного сна приходится на период REM, еще четверть – на глубокий сон, а оставшееся время – на вторую стадию легкого сна.