На uCrazy 9 лет 6 месяцев
Удивительные приключения мозга во сне
Привыкнув к жизни в океане искусственного света, современное общество превратило недосып в образ жизни. В то же время мы уже немало узнали о том, как люди отдыхают и как отдых позволяет нам сохранять здоровье.
Джо Диманд (76 лет) последние 20 лет проработал дальнобойщиком. Иногда ему приходилось вести грузовик ночь напролет. По его словам, после такой работы «так устаешь, что спать уже не можешь». Всемирная организация здравоохранения отнесла работу в ночную смену к «вероятным канцерогенным для человека факторам».
Почти каждую ночь своей жизни мы претерпеваем удивительную трансформацию.
Наш мозг основательно изменяет свое поведение и функции, приглушая сознание. На какое-то время мы практически полностью парализованы: даже от холода не дрожим. Зато глаза под веками периодически дергаются, как будто что-то видят, а крошечные мышцы в среднем ухе — даже в полной тишине — двигаются, как будто что-то слышат. Время от времени мы (что мужчины, что женщины) сексуально возбуждаемся. Иногда возникает ощущения полета. Мы находимся у самых границ смерти. Мы спим.
Примерно в 350 году до н. э. Аристотель написал трактат «О сне и бодрствовании», в котором задавался вопросами, что мы делаем в этом состоянии и почему. За следующие 2300 лет никому не удалось дать вразумительный ответ. В 1924 году немецкий психиатр Ганс Бергер изобрел прибор, записывающий электрическую активность мозга, — электроэнцефалограф, и изучение сна перешло из области философии в сферу науки. Но подобраться ближе к убедительным ответам на вопросы Аристотеля мы смогли лишь в последние несколько десятилетий, когда приборы для нейровизуализации позволили составить более детальное представление о внутренних механизмах мозга.
Все, что нам удалось узнать о сне, подчеркивает его важность для нашего психического и физического здоровья. Чередование сна и бодрствования — центральная особенность человеческой биологии, адаптация к жизни на вращающейся планете, к бесконечному круговороту дня и ночи. В 2017-ом Нобелевскую премию по медицине вручили трем ученым, которые в 1980-е и 1990-е годы обнаружили у нас в клетках молекулярные часы, которые синхронизируют ритмы организма со временем суток. Как показали недавние исследования, при нарушениях суточного (циркадного) ритма повышается риск диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и деменции.
Вместе с этим, несоответствие между современным образом жизни и чередованием дня и ночи приобрела масштабы эпидемии. «Мы как будто живем в рамках всемирного эксперимента по изучению негативных последствий депривации сна», — отмечает Роберт Стикголд, директор Центра по изучению сна и когнитивных способностей Гарвардской медицинской школы. Сегодня среднестатистический американец спит меньше 7 часов в день — почти на 2 часа меньше, чем в прошлом столетии. По большей части это вызвано распространением электрических лампочек, а позже — телевизоров, компьютеров и смартфонов. Наше неугомонное общество, привыкшее к жизни в океане искусственного света, часто воспринимает сон как противника — как состояние, лишающее продуктивности и возможности развлекаться. Томас Эдисон, привнесший в нашу жизнь электрические лампочки, называл сон нелепицей и плохой привычкой. Он верил, что со временем мы сможем окончательно от него избавиться.
Полноценный ночной сон теперь считается чем-то исключительно редким и старомодным — как письмо, написанное от руки. Мы постоянно жульничаем: боремся с бессонницей снотворным, хлестаем кофе, чтобы перестать зевать, всячески отлыниваем от замысловатого путешествия, в которое, по задумке, должны отправляться каждый вечер. Если поспать удастся на славу, нам предстоит 4-5 раз пройти через несколько стадий сна, каждая из которых обладает четко определенными свойствами и назначением, — это извилистый, полуреальный переход в параллельный мир.
Первая и вторая стадии
Когда мы засыпаем, мозг сохраняет активность и принимается за ревизию воспоминаний: решает, какие сохранить, а от каких избавиться.
Начинается трансформация очень быстро. Человеческое тело не любит топтаться в проходе между двумя состояниями. Мы предпочитаем пребывать в каком-то одном: либо бодрствовать, либо спать. И вот мы гасим свет, ложимся в кровать, закрываем глаза. Если циркадный ритм надежно привязан к времени суток, если эпифиз вырабатывает мелатонин, сигнализируя о наступлении ночи, и если ряд других систем подчинится его указаниям, наши нейроны незамедлительно начнут работать в едином ритме.
Нейроны (их около 86 миллиардов) — это клетки, образующие в мозгу аналог Всемирной паутины, взаимодействуя между собой посредством электрических и химических сигналов. Когда мы бодрствуем, нейроны напоминают галдящую толпу: в мозгу бушует настоящий шторм. А когда они активируются равномерно и ритмично (на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) это видно по стройной ряби), это означает, что мозг переключился на внутренние задачи, отстранившись от хаоса повседневной жизни. Вместе с этим приглушается активность сенсорных рецепторов, и вскоре мы засыпаем.
Ученые называют этот период первой стадией, «мелководьем» сна. Она длится около 5 минут. Затем из глубин мозга приходит серия электрических импульсов, которые распространяются по коре больших полушарий — складчатому серому веществу, покрывающему наружный слой мозга (она отвечает за речь и сознание). Эти вспышки длиной в полсекунды называются сонными веретёнами (или сигма-ритмами) и знаменуют они собой начало второй стадии.
Активность мозга во сне не снижается, как на протяжении долгого времени полагали ученые, — просто его активность проявляется иначе. В теории, сонные веретёна стимулируют кору сохранять свежую информацию — и, возможно, помогают связать ее с уже имеющимися в долговременной памяти знаниями. Во время экспериментов по изучению сна, когда людям предлагали выполнить новые для них задания умственного или физического характера, частота появления сигма-ритмов увеличивалась. Судя по всему, чем больше веретён было зафиксировано, тем лучше испытуемым удавалось выполнить задание на следующий день.
По мнению ряда экспертов, по частоте ночных сигма-ритмов можно даже составить представление об уровне умственного развития. Во сне создаются связи, которые вряд ли сформировались бы осознанно, — и все мы об этом интуитивно догадываемся. Никто ведь не говорит: «надо с этим перекусить», говорят: «с этим надо переспать» (имеется в виду английское выражение «sleep on it»).
Бодрствующий мозг лучше всего подходит для сбора внешних сигналов, мозг спящий — для закрепления полученной информации. Ночью мы переключаемся с «записи» на «монтаж»: это можно отследить на молекулярном уровне. Мы не просто механически сортируем мысли — спящий мозг активно отбирает, какие воспоминания оставить, а от каких избавиться.
Мозг не всегда делает мудрый выбор. Сон мощно активизирует память: причем не только на второй стадии, в которой мы проводим почти половину сна, но и на протяжении всего нашего закольцованного путешествия. Поэтому изнуренным солдатам, к примеру, имеет смысл не ложиться спать сразу по возвращении с тяжелых для психики заданий. По мнению невролога Джины По из Калифорнийского университета, чтобы предотвратить возникновение посттравматического расстройства, солдатам нужно бодрствовать еще 6-8 часов. Проведенное ей и ее коллегами исследование показало, что отход ко сну сразу после серьезного происшествия, до того как мозг сумеет хотя бы частично справиться с эмоциями, скорее всего, превратит пережитое в долговременное воспоминание.
Вторая стадия может длиться до 50 минут в первый за ночь 90-минутный цикл (в последующих циклах ее доля меньше). Сигма-ритмы могут какое-то время появляться каждые несколько секунд, однако затем импульсы становятся все реже. Замедляется сердцебиение. Понижается температура тела. Исчезают последние признаки осознания происходящего вокруг. Мы начинаем длительное погружение к третьей и четвертой стадиям — в самые глубины сна.
Третья и четвертая стадии
Мы впадаем в глубокий, подобный коме сон, необходимый нашему мозгу в той же мере, как нашему телу необходима еда. Это время предназначено не для сновидений, а для физиологической уборки.
Сон — пусть даже и в примитивной форме — обнаруживается у всех без исключения животных. Трехпалые ленивцы дремлют около 10 часов в день, что уже кажется удручающим проявлением апатичности, однако некоторым крыланам удается проводить в царстве Морфея по пятнадцать часов, а летучим мышам рода ночницы — вплоть до двадцати. Жирафы спят меньше пяти часов в день. Лошади обычно спят часть ночи стоя, а часть — лежа. Дельфины спят полушариями: пока одна половина мозга спит, другая бодрствует — это позволяет им постоянно находиться в движении. Большие фрегаты могут вздремнуть во время полета, да и многие другие птицы тоже. Акулы-няньки спят группами, улегшись на морское дно. Тараканы во сне складывают антенны, а еще они чувствительны к кофеину.
Сон как состояние, характеризующееся снижением реакции и ограниченной подвижностью, которое (в отличие от спячки или комы) легко прервать, наблюдается даже у существ, не обладающих мозгом. Спать могут медузы: у них заметно замедляется пульсация тела, а у одноклеточных организмов (планктона и дрожжевых грибов) четко выделяются циклы активности и отдыха. Эти наблюдения позволяют предположить, что сон — явление древнее, изначальная и универсальная функция которого состоит не в реорганизации воспоминаний и не в усвоении нового материала, а скорее в поддержании жизни как таковой. Очевидно, что любое существо, вне зависимости от размера, не может непрерывно функционировать 24 часа в сутки.
«Бодрствование — состояние энергозатратное, — объясняет Томас Скэммел, профессор неврологии из Гарвардской медицинской школы. — Нужно ведь вставать и идти побеждать всех остальных в борьбе за выживание. Одно из последствий — потребность в периоде отдыха для восстановления клеток».
У людей это происходит в основном во время глубокого сна, на третьей и четвертой стадиях: они отличаются процентным соотношением мозговой активности, которая на ЭЭГ представлена крупными покатыми дельта-волнами. На третьей стадии дельта-волны присутствуют меньше половины ее продолжительности, на четвертой стадии — больше половины. Некоторые ученые полагают, что вместе они составляют единую стадию глубокого сна. В это время наши клетки производят больше всего гормона роста, который необходим для развития костей и мышц на протяжении всей жизни.
Существует внушительный массив свидетельств, подтверждающих, что сон крайне важен для поддержания здоровой иммунной системы, температуры тела и кровяного давления. В условиях нехватки сна нам хуже удается управлять своим настроением, а тело дольше справляется с повреждениями. Возможно, сон даже важнее еды: по словам Стивена Локли из Brigham and Women’s Hospital, от депривации сна животные умирают быстрее, чем от голода.
Вполне вероятно и то, что здоровый сон способствует снижению риска возникновения деменции. Исследование на мышах, проведенное Майкеном Недергором из Рочестерского университета (Нью-Йорк), позволило предположить, что, когда мы бодрствуем, нейроны плотно прилегают друг к другу, а когда спим, некоторые клетки мозга уменьшаются в размере на 60%, за счет чего расширяются пространства между ними. Эти пространства служат свалкой для метаболических отходов: в частности, вещества под названием бета-амилоид, которое нарушает взаимодействие между нейронами и тесно связано с болезнью Альцгеймера. И только во сне, словно моющее средство, спинномозговая жидкость вымывает бета-амилоид из этих расширившихся «коридоров».
Пока в мозгу происходит уборка и ремонт, наши мышцы полностью расслаблены. Умственная активность находится на минимальном уровне: волны четвертой стадии идентичны состоянию мозга коматозников. На четвертой стадии мы, как правило, не видим сны. Возможно, мы даже не способны чувствовать боль. В греческой мифологии боги Гипнос (олицетворение сна) и Танатос (олицетворение смерти) — братья-близнецы. Вполне вероятно, что греки были правы.
«Речь идет о широкомасштабной дезактивации, — поясняет Майкл Перлис, директор программы поведенческой медицины сна в Пенсильванском университете. — Четвертая стадия не сильно отличается от комы или смерти мозга. Несмотря на ее восстановительные и укрепляющие свойства, лучше ей не злоупотреблять».
Мы можем пребывать в четвертой стадии не больше 30 минут, после чего мозг из нее вырывается. У лунатиков этот момент может сопровождаться резким вздрагиванием. После этого мы проходим три предыдущие стадии в обратном порядке и просыпаемся.
Даже здоровые люди просыпаются несколько раз за ночь — хотя большинство этого даже не замечает. Мы снова засыпаем уже через несколько секунд. Однако на этот раз вместо того, чтобы снова проходить через все стадии, мозг запускает совершенно новый процесс и отправляется в путь к вещам поистине из ряда вон выходяшим.
По данным центров контроля и профилактики заболеваний, более 80 миллионов взрослых американцев страдают от хронической нехватки сна, то есть спят меньше рекомендованного минимума в 7 часов. Усталость — причина более миллиона автокатастроф в год, а также существенного количества врачебных ошибок. Даже незначительные изменения в распорядке дня могут повлечь за собой негативные последствия. По понедельникам, после перехода на зимнее время, в США наблюдается повышение числа сердечных приступов на 24% в сравнении с обычными понедельниками, а также рост аварий со смертельным исходом.
Около трети из нас хотя бы раз в жизни столкнутся с диагностируемыми расстройствами сна. В их число входят хроническая бессонница, временная остановка дыхания (апноэ) во сне, синдром беспокойных ног, а также другие, более редкие и причудливые заболевания.
Когда люди, страдающие от синдрома взрывающейся головы, пытаются уснуть, им кажется, что в мозгу раздаются звуки взрывов. Проведенное в Гарварде исследование помогло установить, что сонный паралич — неспособность двигаться несколько минут после пробуждения — лежит в основе многих историй о похищении инопланетянами. Люди с синдромом Клейне — Левина раз в несколько лет беспробудно спят одну-две недели. Затем цикл приходит в норму без ощутимых побочных эффектов.
Чаще всего встречается бессонница. Именно из-за нее в любой отдельно взятый месяц 4% взрослых американцев принимают снотворное. Люди, подверженные бессоннице, обычно тратят больше времени на то, чтобы уснуть, или просыпаются по ночам на длительные периоды времени, или страдают и тем, и другим. Если сон — это универсальное естественное явление, которое совершенствовалось тысячелетиями, напрашивается вопрос: почему у стольких людей с ним проблемы? Виновата эволюция. Виноваты и условия современной жизни. А точнее несоответствие между первым и вторым.
Как и другим животным, эволюция даровала нам сон, который поддается корректировке по времени и который легко прервать: так им можно пожертвовать в угоду более высоким приоритетам. На всех стадиях сна в мозгу функционирует система аварийного управления, которая разбудит нас в экстренном случае: скажем, услышав плач ребенка или шаги приближающегося хищника.
Проблема заключается в том, что в современном мире наша древняя, врожденная система экстренного пробуждения постоянно устраивает ложную тревогу из-за ситуаций, которые жизни не угрожают: тревожится перед экзаменом, переживает из-за финансового положения или реагирует на звук автомобильной сигнализации. До промышленной революции — подарившей нам будильники и четкий рабочий график — бессонницу часто можно было побороть, просто выспавшись. Больше так сделать не получится. А если вы принадлежите к числу людей, гордящихся своей способностью быстро уснуть практически в любом месте, не обольщайтесь: это верный признак того, что сна вам не хватает (особенно если вам еще нет сорока).
Первой при недосыпе начинает барахлить префронтальная кора, центр принятия решений и поиска ответов на поставленные задачи. Люди, испытывающие недостаток сна, более раздражительны, подвержены переменам настроения и иррациональны. «Похоже, что недосып негативно влияет на все когнитивные функции», — заявляет Кьяра Чирелли, нейробиолог из Висконсинского института по изучению сна и сознания. Как показывают исследования, невыспавшиеся подозреваемые в обмен на сон готовы признаться в чем угодно.
Тот, кто регулярно спит менее 6 часов в день, подвержен повышенному риску депрессии, психоза и инсульта. Недосып напрямую связан с ожирением: если человек не высыпается, организм и другие органы производят слишком много гормона голода грелина, из-за чего хочется есть больше, чем необходимо. Но точно установить причинно-следственную связь сложно, поскольку на людях необходимые эксперименты проводить нельзя. Однако очевидно, что недосыпание негативно отражается на всем организме.
Проблему не решают ни «микросон», ни таблетки. «Сон не однороден», — объясняет Джеффри Элленбоген, специалист по сну из Университета Джона Хопкинса, возглавляющий проект «Крепкий сон», в рамках которого ученые консультируют компании относительно того, как их работникам добиться большей производительности за счет более разумного подхода ко сну. «Сон — это не марафон, скорее десятиборье. Во сне происходит множество процессов. Попытка манипулировать сном с помощью таблеток или специальных устройств выглядит заманчиво, однако мы пока недостаточно разбираемся в этом явлении, чтобы идти на риск и искусственно изменять его составляющие».
Элленбоген и прочие эксперты выступают против сокращения времени сна, и в особенности против убеждения, которое появилось самым первым: якобы без сна можно обойтись совсем. Идея была великолепная: избавиться от перерывов на ненужный сон, и добавить к жизни десятки лет. В период становления сомнологии (1930-е и 1940-е) многие считали вторую половину ночи самой скучной частью отдыха. Некоторым казалось, что она и вовсе не нужна.
Однако выяснилось, что этот период, напротив — время для особой, но не менее важной формы сна, которая по сути представляет собой еще один тип сознания.
Фаза быстрого сна
Мы оказываемся в состоянии психоза, в котором видим сны, летаем и падаем — даже если этого не помним. А еще у нас регулируется настроение и закрепляются воспоминания.
Фаза быстрого сна (фаза парадоксального сна, фаза быстрого движения глаз, REM sleep) была открыта в 1953 году Юджином Асерински и Натаниэлем Клейтманом из Чикагского университета спустя более чем 15 лет после обнаружения первых четырех стадий. До этого, в силу отсутствия следов этой фазы на ранних ЭЭГ, ее обычно считали вариацией первой стадии — причем не самой значимой. Однако после того как в этот период были зафиксированы резкие движения глаз и прилив крови к половым органам, научное сообщество осознало, что практически все красочные сновидения происходят именно на этой стадии. Это привело к прорыву в сомнологии.
Как правило, здоровый сон начинается так: размеренный переход к четвертой стадии, мимолетное пробуждение, а затем фаза быстрого сна длительностью от 5 до 20 минут. С каждым последующим циклом продолжительность фазы быстрого сна удваивается. В совокупности она занимает около ⅕ сна взрослых людей. Тем не менее стадии с первой по четвертую по-английски называют non-REM sleep, «фазой без быстрого движения глаз»: получается 80% сна получили название благодаря оставшимся 20% (в русском языке принят термин «фаза медленного сна»). Специалисты полагают, что смена медленного сна на быстрый каким-то образом помогает оптимизировать процесс нашего физического и умственного восстановления. На клеточном уровне в фазе быстрого сна наблюдаются пиковые значения синтеза белков, что позволяет поддерживать нормальное функционирование организма. Судя по всему, быстрый сон еще и чрезвычайно важен для регулирования настроения и закрепления воспоминаний.
Попадая в фазу быстрого сна, мы каждый раз в буквальном смысле сходим с ума. Состояние, которое характеризуется галлюцинациями и бредом, называют психозом. По мнению ряда специалистов, как раз к таким состояниям и относятся сновидения: мы абсолютно убеждены, что видим то, чего в действительности не существует, и принимаем как само собой разумеющееся то, что время, место и сами люди могут видоизменяться и исчезать без предупреждения.
Человечество — что древние греки, что толкователи снов, что Зигмунд Фрейд — всегда считало сновидения источником колдовства и тайн: они воспринимались как послания не то от богов, не то от подсознания. Сегодня конкретные образы и события из наших сновидений многих сомнологов не интересуют. Они убеждены, что сны — это результат хаотичной активации нейронов и, даже если наполнены эмоциями, смысла точно лишены. Только проснувшись, сознание в поисках объяснения наскоро сшивает из разрозненных лоскутов цельное полотно.
Другие специалисты с этим утверждением категорически не согласны. «Содержание снов, — объясняет Стикголд из Гарварда, — часть врожденного механизма, задача которого — анализировать значимость новых воспоминаний в широком контексте и их возможную пользу в будущем».
Даже если вам никогда не удается вспомнить сны, вы все равно их видите. Сны видят все. Неспособность их запоминать — отличительная черта человека, у которого нет проблем со сном. Активность во время сновидений происходит в глубинных зонах мозга, что не дает ее четко запечатлевать на ЭЭГ. Однако благодаря новым технологиям мы смогли составить представление о происходящем — и с физической, и с химической точки зрения. Сновидения происходят и в фазу медленного сна (в частности, на второй стадии), однако они считаются скорее увертюрами к основному действию. Лишь во время быстрого сна мы сталкиваемся со всей мощью собственного ночного безумия.
Сны часто ошибочно воспринимают как одномоментные вспышки образов, но на самом деле они охватывают всю фазу быстрого сна (в общей сложности два часа). Продолжительность сновидений уменьшается с возрастом — возможно, потому, что во время бодрствования менее пластичный мозг усваивает меньший объем информации и, следовательно, во сне ему приходится обрабатывать меньше новых воспоминаний. Новорожденные спят до 17 часов в день и почти половину этого времени проводят в активном состоянии, напоминающем фазу быстрого сна. В похожих условиях почти целый месяц, начиная с 26-й недели беременности, находится эмбрион. В теории, это все равно что тестирование программного обеспечения перед полномасштабным запуском. Этот процесс получил название телэнцефализации. Именно в этот момент у человека появляется рассудок.
В фазе быстрого сна в теле не происходит процесс терморегуляции. Температура тела остается на нижних возможных значениях. По сравнению с остальными стадиями сна учащается сердцебиение, а дыхание становится прерывистым. Мышцы, за небольшим исключением (глазные, ушные, сердце, диафрагма), парализованы. К сожалению, паралич не мешает храпеть. Неприятная особенность совместного сна, ради борьбы с которой были придуманы сотни устройств, порождается вибрацией, создаваемой турбулентным потоком воздуха в расслабленных тканях горла и носа. Храп часто возникает на третьей и четвертой стадиях. Даже без храпа, лежа с разинутым ртом в фазе быстрого сна, мы абсолютно не способны на какую-либо физическую реакцию, не регулируется даже кровяное давление. Мы и правда в некотором смысле «в отключке». При всем при этом мозг способен убедить нас, что мы в этот момент катаемся на облаках и сражаемся с драконами.
Вера в невероятное зарождается в нас, поскольку в фазе быстрого сна мозг больше не управляется центрами, отвечающими за логику и контроль за побуждениями. Прекращается выработка двух важнейших нейромедиаторов, которые обеспечивают взаимодействие между клетками мозга, — серотонина и норадреналина. Без них наша способность к обучению и память существенно ухудшаются — мы оказываемся в химически измененном состоянии сознания. Однако, в отличие от четвертой стадии, это состояние не похоже на кому. В фазу быстрого сна мозг активен и потребляет столько же энергии, как в период бодрствования.
Фазу быстрого сна контролирует лимбическая система — глубинная область мозга, неосвоенные джунгли разума, где обитают наиболее дикие и низменные инстинкты. Фрейд был прав: сновидения задействуют наши самые примитивные эмоции. Лимбическая система ответственна за половое влечение, агрессию и страх. Впрочем, она же позволяет почувствовать душевный подъем, радость и любовь. Хотя иногда создается впечатление, что мы чаще видим кошмары, нежели приятные сны, скорее всего, это не так. Страшные сны просто-напросто с большей вероятностью активируют систему аварийного управления и будят нас.
В эту фазу на полную мощность работает маленькое уплотнение в стволе мозга, — варолиев мост. Электрические импульсы от варолиева моста чаще всего направлены на ту часть мозга, которая контролирует глазные и ушные мышцы. Веки обычно остаются закрытыми, а вот глазные яблоки двигаются из стороны в сторону. Возможно, это зависит от интенсивности событий во сне. Внутреннее ухо во время сновидений тоже активно.
Активность проявляют и области мозга, ответственные за движение, — именно поэтому во сне мы часто испытываем ощущение полета или падения. Мы видим цветные сны — если только не слепы от рождения: в этом случае в снах нет визуальной составляющей, но эмоциональная насыщенность сохраняется. Сны мужчин и женщин схожи по эмоциональному содержанию. Когда мужчине снится сон, даже если его содержание не связано с сексом, у него возникает эрекция. У женщин активизируется приток крови к вагине. Пока мы видим сны мы практически всегда убеждены, что бодрствуем — несмотря на абсурдность сюжета и любые нарушения законов физики. У нас в мозгу располагается самое совершенное устройство виртуальной реальности.
К счастью, во время сна мы неподвижны. Когда мы видим сон, мозг пытается воспроизвести все движения, однако одна из систем в стволовой части мозга полностью перекрывает дорогу сигналам от двигательных нейронов. В число аномалий сна, воздействующих на нервную систему (парасомний), входит так называемое расстройство поведения в фазу быстрого сна. Полностью блокировать двигательные сигналы не удается, и люди проживают события сна самым что ни на есть зрелищным образом: пинаются, машут руками, ругаются, и все это с закрытыми глазами, не просыпаясь. В результате может пострадать как сам спящий, так и тот, кто спит рядом.
Окончание фазы быстрого сна, подобно концу четвертой стадии, обычно отмечается краткосрочным пробуждением. Если спать без будильника, сон обычно подходит к концу одновременно с окончанием последнего сновидения. Несмотря на то, что проведенное в постели время помогает определить оптимальный момент для пробуждения, дневной свет обладает способностью разбудить нас мгновенно. Когда свет начинает проникать сквозь веки и попадает на сетчатку, мозг посылает сигнал в область под названием «супрахиазматическое ядро». В этот момент у многих из нас прерывается последнее сновидение, мы открываем глаза и возвращаемся к реальной жизни.
Или нет? Пожалуй, больше всего фаза быстрого сна поражает тем, что доказывает способность мозга действовать независимо от информации, поступающей от органов чувств. Подобно музыканту, который заперся в потайной студии, наше сознание беспрепятственно экспериментирует, самозабвенно выполняя одному ему известную задачу.
Когда мы бодрствуем, мозг очень занят: приходится то машину водить, то ходить по магазинам, то переписываться, то болтать. То зарабатывать деньги, то детей воспитывать.
А вот когда мы вступаем в первую фазу быстрого сна, самый сложный и изощренный инструмент во Вселенной может делать все что ему заблагорассудится. Он самопроизвольно активируется. Он видит сны. Можно сказать, что для мозга сон — время игр и развлечений. Некоторые теоретики утверждают, что во время быстрого сна мы умнее, сообразительнее, креативнее и свободнее, чем в другое время. Именно в этот период мы по-настоящему живем. «Возможно, именно быстрый сон и делает нас людьми: как в плане его воздействия на мозг и тело, так и в плане уникальности переживаемых ощущений», — отмечает Майкл Перлис.
Может, еще со времен Аристотеля, мы ставили вопрос неправильно? Следует понять, не почему мы спим, а почему, имея такую невероятную альтернативу, мы по-прежнему хотим бодрствовать?
Вероятно, ответ в том, что нам необходимо удовлетворять базовые потребности — питаться, спариваться и бороться за выживание. Но только за тем, чтобы удостовериться: телу ничего не мешает поспать.
Оригинал: National Geographiс
Автор: Майкл Финкел
Фотографии: Магнус Веннман
Переводила: Влада Ольшанская
Редактировал: Александр Иванков
Наш мозг основательно изменяет свое поведение и функции, приглушая сознание. На какое-то время мы практически полностью парализованы: даже от холода не дрожим. Зато глаза под веками периодически дергаются, как будто что-то видят, а крошечные мышцы в среднем ухе — даже в полной тишине — двигаются, как будто что-то слышат. Время от времени мы (что мужчины, что женщины) сексуально возбуждаемся. Иногда возникает ощущения полета. Мы находимся у самых границ смерти. Мы спим.
Примерно в 350 году до н. э. Аристотель написал трактат «О сне и бодрствовании», в котором задавался вопросами, что мы делаем в этом состоянии и почему. За следующие 2300 лет никому не удалось дать вразумительный ответ. В 1924 году немецкий психиатр Ганс Бергер изобрел прибор, записывающий электрическую активность мозга, — электроэнцефалограф, и изучение сна перешло из области философии в сферу науки. Но подобраться ближе к убедительным ответам на вопросы Аристотеля мы смогли лишь в последние несколько десятилетий, когда приборы для нейровизуализации позволили составить более детальное представление о внутренних механизмах мозга.
Все, что нам удалось узнать о сне, подчеркивает его важность для нашего психического и физического здоровья. Чередование сна и бодрствования — центральная особенность человеческой биологии, адаптация к жизни на вращающейся планете, к бесконечному круговороту дня и ночи. В 2017-ом Нобелевскую премию по медицине вручили трем ученым, которые в 1980-е и 1990-е годы обнаружили у нас в клетках молекулярные часы, которые синхронизируют ритмы организма со временем суток. Как показали недавние исследования, при нарушениях суточного (циркадного) ритма повышается риск диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и деменции.
В лаборатории Стивена Локли в больнице and Women’s Hospital (Бостон) изучают явление, которое обрушивается на нас изо дня в день, — свет. В частности то, как волны определенной длины, попадая в глаз, воздействуют на мозг, поведение и психику — например, сбивая наши 24-часовые циркадные ритмы.
Вместе с этим, несоответствие между современным образом жизни и чередованием дня и ночи приобрела масштабы эпидемии. «Мы как будто живем в рамках всемирного эксперимента по изучению негативных последствий депривации сна», — отмечает Роберт Стикголд, директор Центра по изучению сна и когнитивных способностей Гарвардской медицинской школы. Сегодня среднестатистический американец спит меньше 7 часов в день — почти на 2 часа меньше, чем в прошлом столетии. По большей части это вызвано распространением электрических лампочек, а позже — телевизоров, компьютеров и смартфонов. Наше неугомонное общество, привыкшее к жизни в океане искусственного света, часто воспринимает сон как противника — как состояние, лишающее продуктивности и возможности развлекаться. Томас Эдисон, привнесший в нашу жизнь электрические лампочки, называл сон нелепицей и плохой привычкой. Он верил, что со временем мы сможем окончательно от него избавиться.
Полноценный ночной сон теперь считается чем-то исключительно редким и старомодным — как письмо, написанное от руки. Мы постоянно жульничаем: боремся с бессонницей снотворным, хлестаем кофе, чтобы перестать зевать, всячески отлыниваем от замысловатого путешествия, в которое, по задумке, должны отправляться каждый вечер. Если поспать удастся на славу, нам предстоит 4-5 раз пройти через несколько стадий сна, каждая из которых обладает четко определенными свойствами и назначением, — это извилистый, полуреальный переход в параллельный мир.
Уайл, семилетний сын фотографа Магнуса Веннмана, смотрит мультфильмы на iPad. Для многих детей это ежевечерний ритуал перед отходом ко сну. Отпугнуть сон могут и картинки со звуками, но тем же эффектом обладает и просто светящийся экран: свет подавляет выработку гормона, который помогает регулировать наши ежедневные биоритмы, — мелатонина.
Первая и вторая стадии
Когда мы засыпаем, мозг сохраняет активность и принимается за ревизию воспоминаний: решает, какие сохранить, а от каких избавиться.
Начинается трансформация очень быстро. Человеческое тело не любит топтаться в проходе между двумя состояниями. Мы предпочитаем пребывать в каком-то одном: либо бодрствовать, либо спать. И вот мы гасим свет, ложимся в кровать, закрываем глаза. Если циркадный ритм надежно привязан к времени суток, если эпифиз вырабатывает мелатонин, сигнализируя о наступлении ночи, и если ряд других систем подчинится его указаниям, наши нейроны незамедлительно начнут работать в едином ритме.
Нейроны (их около 86 миллиардов) — это клетки, образующие в мозгу аналог Всемирной паутины, взаимодействуя между собой посредством электрических и химических сигналов. Когда мы бодрствуем, нейроны напоминают галдящую толпу: в мозгу бушует настоящий шторм. А когда они активируются равномерно и ритмично (на электроэнцефалограмме (ЭЭГ) это видно по стройной ряби), это означает, что мозг переключился на внутренние задачи, отстранившись от хаоса повседневной жизни. Вместе с этим приглушается активность сенсорных рецепторов, и вскоре мы засыпаем.
Считается, что сон постоянно отрывает нас от жизни, однако настоящее бедствие — это хроническое недосыпание. В Японии около 40% населения спит меньше 6 часов в день. Сон в общественных местах (как в этом круглосуточном кафе в Токио) воспринимается как нечто совершенно нормальное.
Ученые называют этот период первой стадией, «мелководьем» сна. Она длится около 5 минут. Затем из глубин мозга приходит серия электрических импульсов, которые распространяются по коре больших полушарий — складчатому серому веществу, покрывающему наружный слой мозга (она отвечает за речь и сознание). Эти вспышки длиной в полсекунды называются сонными веретёнами (или сигма-ритмами) и знаменуют они собой начало второй стадии.
Активность мозга во сне не снижается, как на протяжении долгого времени полагали ученые, — просто его активность проявляется иначе. В теории, сонные веретёна стимулируют кору сохранять свежую информацию — и, возможно, помогают связать ее с уже имеющимися в долговременной памяти знаниями. Во время экспериментов по изучению сна, когда людям предлагали выполнить новые для них задания умственного или физического характера, частота появления сигма-ритмов увеличивалась. Судя по всему, чем больше веретён было зафиксировано, тем лучше испытуемым удавалось выполнить задание на следующий день.
По мнению ряда экспертов, по частоте ночных сигма-ритмов можно даже составить представление об уровне умственного развития. Во сне создаются связи, которые вряд ли сформировались бы осознанно, — и все мы об этом интуитивно догадываемся. Никто ведь не говорит: «надо с этим перекусить», говорят: «с этим надо переспать» (имеется в виду английское выражение «sleep on it»).
Японским термином «инэмури» (яп. ‘присутствовать’ + ‘спать’ ) называют особую форму сна: человек засыпает в не предназначенных для этого местах: например, в подземке или даже за столом в гостях и в офисе. «Официально спать не разрешается, — объясняет Бриджит Стегер, специалист по Японии из Кембриджского университета (Англия), — и чтобы ваше поведение сочли приемлемым, нужно вести себя наиболее адекватным ситуации образом. На совещаниях, к примеру, притворяться, что слушаешь, или прикрыть лицо бумагами. Если вы еще не прослыли халтурщиком, немного инэмури может даже сыграть на пользу деловой репутации: такое поведение показывает, что человек впахивает до изнеможения».
Бодрствующий мозг лучше всего подходит для сбора внешних сигналов, мозг спящий — для закрепления полученной информации. Ночью мы переключаемся с «записи» на «монтаж»: это можно отследить на молекулярном уровне. Мы не просто механически сортируем мысли — спящий мозг активно отбирает, какие воспоминания оставить, а от каких избавиться.
Мозг не всегда делает мудрый выбор. Сон мощно активизирует память: причем не только на второй стадии, в которой мы проводим почти половину сна, но и на протяжении всего нашего закольцованного путешествия. Поэтому изнуренным солдатам, к примеру, имеет смысл не ложиться спать сразу по возвращении с тяжелых для психики заданий. По мнению невролога Джины По из Калифорнийского университета, чтобы предотвратить возникновение посттравматического расстройства, солдатам нужно бодрствовать еще 6-8 часов. Проведенное ей и ее коллегами исследование показало, что отход ко сну сразу после серьезного происшествия, до того как мозг сумеет хотя бы частично справиться с эмоциями, скорее всего, превратит пережитое в долговременное воспоминание.
Вторая стадия может длиться до 50 минут в первый за ночь 90-минутный цикл (в последующих циклах ее доля меньше). Сигма-ритмы могут какое-то время появляться каждые несколько секунд, однако затем импульсы становятся все реже. Замедляется сердцебиение. Понижается температура тела. Исчезают последние признаки осознания происходящего вокруг. Мы начинаем длительное погружение к третьей и четвертой стадиям — в самые глубины сна.
Моряк судна «Пол Гамильтон» лежит на койке в испускающих свет очках: их нужно ненадолго надевать после пробуждения. Нита Шаттук из Военно-морской аспирантуры (Монтерей, Калифорния) тестирует эти устройства, чтобы выяснить, смогут ли они перевести биологические часы моряков и синхронизировать их с расписанием смен, а не с временем суток.
Что вызывает в нас желание заснуть? Эта герметичная комната в Институте сна города Цукуба позволяет исследователям в точности измерить количество потребляемого спящим кислорода и, как следствие, скорость его обмена веществ, а также установить, как на это влияют, скажем, яркость и цвет освещения. Определение условий, наиболее способствующих погружению в сон, может стать первым шагом в лечении бессонницы.
Третья и четвертая стадии
Мы впадаем в глубокий, подобный коме сон, необходимый нашему мозгу в той же мере, как нашему телу необходима еда. Это время предназначено не для сновидений, а для физиологической уборки.
Сон — пусть даже и в примитивной форме — обнаруживается у всех без исключения животных. Трехпалые ленивцы дремлют около 10 часов в день, что уже кажется удручающим проявлением апатичности, однако некоторым крыланам удается проводить в царстве Морфея по пятнадцать часов, а летучим мышам рода ночницы — вплоть до двадцати. Жирафы спят меньше пяти часов в день. Лошади обычно спят часть ночи стоя, а часть — лежа. Дельфины спят полушариями: пока одна половина мозга спит, другая бодрствует — это позволяет им постоянно находиться в движении. Большие фрегаты могут вздремнуть во время полета, да и многие другие птицы тоже. Акулы-няньки спят группами, улегшись на морское дно. Тараканы во сне складывают антенны, а еще они чувствительны к кофеину.
Сон как состояние, характеризующееся снижением реакции и ограниченной подвижностью, которое (в отличие от спячки или комы) легко прервать, наблюдается даже у существ, не обладающих мозгом. Спать могут медузы: у них заметно замедляется пульсация тела, а у одноклеточных организмов (планктона и дрожжевых грибов) четко выделяются циклы активности и отдыха. Эти наблюдения позволяют предположить, что сон — явление древнее, изначальная и универсальная функция которого состоит не в реорганизации воспоминаний и не в усвоении нового материала, а скорее в поддержании жизни как таковой. Очевидно, что любое существо, вне зависимости от размера, не может непрерывно функционировать 24 часа в сутки.
«Бодрствование — состояние энергозатратное, — объясняет Томас Скэммел, профессор неврологии из Гарвардской медицинской школы. — Нужно ведь вставать и идти побеждать всех остальных в борьбе за выживание. Одно из последствий — потребность в периоде отдыха для восстановления клеток».
Во время сна закрепляются новые воспоминания. Но что в этот момент происходит в мозгу? Сотрудник университета Цукубы (недалеко от Токио) Такэси Сакураи изучает этот вопрос с помощью оптогенетики: лазерным лучом ученый активирует и затормаживает деятельность мозговых клеток мышей с генетически запрограммированной чувствительностью к подобным манипуляциям.
У людей это происходит в основном во время глубокого сна, на третьей и четвертой стадиях: они отличаются процентным соотношением мозговой активности, которая на ЭЭГ представлена крупными покатыми дельта-волнами. На третьей стадии дельта-волны присутствуют меньше половины ее продолжительности, на четвертой стадии — больше половины. Некоторые ученые полагают, что вместе они составляют единую стадию глубокого сна. В это время наши клетки производят больше всего гормона роста, который необходим для развития костей и мышц на протяжении всей жизни.
Существует внушительный массив свидетельств, подтверждающих, что сон крайне важен для поддержания здоровой иммунной системы, температуры тела и кровяного давления. В условиях нехватки сна нам хуже удается управлять своим настроением, а тело дольше справляется с повреждениями. Возможно, сон даже важнее еды: по словам Стивена Локли из Brigham and Women’s Hospital, от депривации сна животные умирают быстрее, чем от голода.
Вполне вероятно и то, что здоровый сон способствует снижению риска возникновения деменции. Исследование на мышах, проведенное Майкеном Недергором из Рочестерского университета (Нью-Йорк), позволило предположить, что, когда мы бодрствуем, нейроны плотно прилегают друг к другу, а когда спим, некоторые клетки мозга уменьшаются в размере на 60%, за счет чего расширяются пространства между ними. Эти пространства служат свалкой для метаболических отходов: в частности, вещества под названием бета-амилоид, которое нарушает взаимодействие между нейронами и тесно связано с болезнью Альцгеймера. И только во сне, словно моющее средство, спинномозговая жидкость вымывает бета-амилоид из этих расширившихся «коридоров».
Слева: Сон чрезвычайно важен для здоровья и развития детей. Именно во время сна в теле высвобождается наибольшее количество гормона роста и белков, препятствующих возникновению инфекционных заболеваний. В больнице Национальной системы детского здравоохранения (Вашингтон) восьмилетний Майкл Бозак ожидает начала ночного эксперимента, в ходе которого будет измеряться его мозговая активность. Справа: Опутанный трубками и электродами десятилетний Фрэнсис Аджуа ждет отбоя в детской клинике. Его проверяли на наличие синдрома обструктивного апноэ во сне — повторяющихся остановок дыхания. Плохое качество сна у детей связывают с диабетом, ожирением и пониженной обучаемостью.
Во время эксперимента Майкл Бозак спит в позиции, которая помогает предотвратить повторяющееся сужение верхних дыхательных путей — из-за него он храпит. Чтобы его не тревожить, эта фотография была сделана в темноте на инфракрасную камеру.
Пока в мозгу происходит уборка и ремонт, наши мышцы полностью расслаблены. Умственная активность находится на минимальном уровне: волны четвертой стадии идентичны состоянию мозга коматозников. На четвертой стадии мы, как правило, не видим сны. Возможно, мы даже не способны чувствовать боль. В греческой мифологии боги Гипнос (олицетворение сна) и Танатос (олицетворение смерти) — братья-близнецы. Вполне вероятно, что греки были правы.
«Речь идет о широкомасштабной дезактивации, — поясняет Майкл Перлис, директор программы поведенческой медицины сна в Пенсильванском университете. — Четвертая стадия не сильно отличается от комы или смерти мозга. Несмотря на ее восстановительные и укрепляющие свойства, лучше ей не злоупотреблять».
Мы можем пребывать в четвертой стадии не больше 30 минут, после чего мозг из нее вырывается. У лунатиков этот момент может сопровождаться резким вздрагиванием. После этого мы проходим три предыдущие стадии в обратном порядке и просыпаемся.
Даже здоровые люди просыпаются несколько раз за ночь — хотя большинство этого даже не замечает. Мы снова засыпаем уже через несколько секунд. Однако на этот раз вместо того, чтобы снова проходить через все стадии, мозг запускает совершенно новый процесс и отправляется в путь к вещам поистине из ряда вон выходяшим.
По данным центров контроля и профилактики заболеваний, более 80 миллионов взрослых американцев страдают от хронической нехватки сна, то есть спят меньше рекомендованного минимума в 7 часов. Усталость — причина более миллиона автокатастроф в год, а также существенного количества врачебных ошибок. Даже незначительные изменения в распорядке дня могут повлечь за собой негативные последствия. По понедельникам, после перехода на зимнее время, в США наблюдается повышение числа сердечных приступов на 24% в сравнении с обычными понедельниками, а также рост аварий со смертельным исходом.
Около трети из нас хотя бы раз в жизни столкнутся с диагностируемыми расстройствами сна. В их число входят хроническая бессонница, временная остановка дыхания (апноэ) во сне, синдром беспокойных ног, а также другие, более редкие и причудливые заболевания.
Когда люди, страдающие от синдрома взрывающейся головы, пытаются уснуть, им кажется, что в мозгу раздаются звуки взрывов. Проведенное в Гарварде исследование помогло установить, что сонный паралич — неспособность двигаться несколько минут после пробуждения — лежит в основе многих историй о похищении инопланетянами. Люди с синдромом Клейне — Левина раз в несколько лет беспробудно спят одну-две недели. Затем цикл приходит в норму без ощутимых побочных эффектов.
Чаще всего встречается бессонница. Именно из-за нее в любой отдельно взятый месяц 4% взрослых американцев принимают снотворное. Люди, подверженные бессоннице, обычно тратят больше времени на то, чтобы уснуть, или просыпаются по ночам на длительные периоды времени, или страдают и тем, и другим. Если сон — это универсальное естественное явление, которое совершенствовалось тысячелетиями, напрашивается вопрос: почему у стольких людей с ним проблемы? Виновата эволюция. Виноваты и условия современной жизни. А точнее несоответствие между первым и вторым.
Война со сном началась с изобретением ламп накаливания, которые впервые позволили с легкостью разогнать тьму. Большие города (например, Токио) часто освещаются светодиодными лампочками. Они относятся к энергосберегающим, однако производят большое количество синего света, а он в наибольшей мере препятствует здоровому сну.
На портретах людей с ночных улиц Токио видно разнообразие цветов на неоновых вывесках: одни цвета бодрят, другие — расслабляют. Эти беспорядочные раздражители нарушают природное чередование света и тьмы, к которому наши тела привыкали миллионы лет.
Как и другим животным, эволюция даровала нам сон, который поддается корректировке по времени и который легко прервать: так им можно пожертвовать в угоду более высоким приоритетам. На всех стадиях сна в мозгу функционирует система аварийного управления, которая разбудит нас в экстренном случае: скажем, услышав плач ребенка или шаги приближающегося хищника.
Проблема заключается в том, что в современном мире наша древняя, врожденная система экстренного пробуждения постоянно устраивает ложную тревогу из-за ситуаций, которые жизни не угрожают: тревожится перед экзаменом, переживает из-за финансового положения или реагирует на звук автомобильной сигнализации. До промышленной революции — подарившей нам будильники и четкий рабочий график — бессонницу часто можно было побороть, просто выспавшись. Больше так сделать не получится. А если вы принадлежите к числу людей, гордящихся своей способностью быстро уснуть практически в любом месте, не обольщайтесь: это верный признак того, что сна вам не хватает (особенно если вам еще нет сорока).
Первой при недосыпе начинает барахлить префронтальная кора, центр принятия решений и поиска ответов на поставленные задачи. Люди, испытывающие недостаток сна, более раздражительны, подвержены переменам настроения и иррациональны. «Похоже, что недосып негативно влияет на все когнитивные функции», — заявляет Кьяра Чирелли, нейробиолог из Висконсинского института по изучению сна и сознания. Как показывают исследования, невыспавшиеся подозреваемые в обмен на сон готовы признаться в чем угодно.
Тот, кто регулярно спит менее 6 часов в день, подвержен повышенному риску депрессии, психоза и инсульта. Недосып напрямую связан с ожирением: если человек не высыпается, организм и другие органы производят слишком много гормона голода грелина, из-за чего хочется есть больше, чем необходимо. Но точно установить причинно-следственную связь сложно, поскольку на людях необходимые эксперименты проводить нельзя. Однако очевидно, что недосыпание негативно отражается на всем организме.
Проблему не решают ни «микросон», ни таблетки. «Сон не однороден», — объясняет Джеффри Элленбоген, специалист по сну из Университета Джона Хопкинса, возглавляющий проект «Крепкий сон», в рамках которого ученые консультируют компании относительно того, как их работникам добиться большей производительности за счет более разумного подхода ко сну. «Сон — это не марафон, скорее десятиборье. Во сне происходит множество процессов. Попытка манипулировать сном с помощью таблеток или специальных устройств выглядит заманчиво, однако мы пока недостаточно разбираемся в этом явлении, чтобы идти на риск и искусственно изменять его составляющие».
На этой фотографии не приют для бездомных и не центр временного содержания беженцев — это Парижская филармония. Люди спят во время исполнения (следующая фотография) альбома Sleep композитора Макса Рихтера. Это минималистичное произведение было написано с оглядкой на научные достижения, его цель — сделать так, чтобы за время исполнения слушатель полноценно отдохнул. Длится оно 8 часов.
Элленбоген и прочие эксперты выступают против сокращения времени сна, и в особенности против убеждения, которое появилось самым первым: якобы без сна можно обойтись совсем. Идея была великолепная: избавиться от перерывов на ненужный сон, и добавить к жизни десятки лет. В период становления сомнологии (1930-е и 1940-е) многие считали вторую половину ночи самой скучной частью отдыха. Некоторым казалось, что она и вовсе не нужна.
Однако выяснилось, что этот период, напротив — время для особой, но не менее важной формы сна, которая по сути представляет собой еще один тип сознания.
Фаза быстрого сна
Мы оказываемся в состоянии психоза, в котором видим сны, летаем и падаем — даже если этого не помним. А еще у нас регулируется настроение и закрепляются воспоминания.
Фаза быстрого сна (фаза парадоксального сна, фаза быстрого движения глаз, REM sleep) была открыта в 1953 году Юджином Асерински и Натаниэлем Клейтманом из Чикагского университета спустя более чем 15 лет после обнаружения первых четырех стадий. До этого, в силу отсутствия следов этой фазы на ранних ЭЭГ, ее обычно считали вариацией первой стадии — причем не самой значимой. Однако после того как в этот период были зафиксированы резкие движения глаз и прилив крови к половым органам, научное сообщество осознало, что практически все красочные сновидения происходят именно на этой стадии. Это привело к прорыву в сомнологии.
Как правило, здоровый сон начинается так: размеренный переход к четвертой стадии, мимолетное пробуждение, а затем фаза быстрого сна длительностью от 5 до 20 минут. С каждым последующим циклом продолжительность фазы быстрого сна удваивается. В совокупности она занимает около ⅕ сна взрослых людей. Тем не менее стадии с первой по четвертую по-английски называют non-REM sleep, «фазой без быстрого движения глаз»: получается 80% сна получили название благодаря оставшимся 20% (в русском языке принят термин «фаза медленного сна»). Специалисты полагают, что смена медленного сна на быстрый каким-то образом помогает оптимизировать процесс нашего физического и умственного восстановления. На клеточном уровне в фазе быстрого сна наблюдаются пиковые значения синтеза белков, что позволяет поддерживать нормальное функционирование организма. Судя по всему, быстрый сон еще и чрезвычайно важен для регулирования настроения и закрепления воспоминаний.
Попадая в фазу быстрого сна, мы каждый раз в буквальном смысле сходим с ума. Состояние, которое характеризуется галлюцинациями и бредом, называют психозом. По мнению ряда специалистов, как раз к таким состояниям и относятся сновидения: мы абсолютно убеждены, что видим то, чего в действительности не существует, и принимаем как само собой разумеющееся то, что время, место и сами люди могут видоизменяться и исчезать без предупреждения.
Человечество — что древние греки, что толкователи снов, что Зигмунд Фрейд — всегда считало сновидения источником колдовства и тайн: они воспринимались как послания не то от богов, не то от подсознания. Сегодня конкретные образы и события из наших сновидений многих сомнологов не интересуют. Они убеждены, что сны — это результат хаотичной активации нейронов и, даже если наполнены эмоциями, смысла точно лишены. Только проснувшись, сознание в поисках объяснения наскоро сшивает из разрозненных лоскутов цельное полотно.
Постояльцы старого отеля в токийском районе Синдзюку — преимущественно одинокие мужчины — спят в занавешенных капсулах, пользуются общей ванной и небольшой комнатой отдыха. Для некоторых этот отель стал домом: Масахару Хасимото (70 лет), бизнесмен из капсулы номер 550, живет в этом отеле уже 6 лет. Постояльцы старого отеля в токийском районе Синдзюку — преимущественно одинокие мужчины — спят в занавешенных капсулах, пользуются общей ванной и небольшой комнатой отдыха. Для некоторых этот отель стал домом: Масахару Хасимото (70 лет), бизнесмен из капсулы номер 550, живет в этом отеле уже 6 лет.
Другие специалисты с этим утверждением категорически не согласны. «Содержание снов, — объясняет Стикголд из Гарварда, — часть врожденного механизма, задача которого — анализировать значимость новых воспоминаний в широком контексте и их возможную пользу в будущем».
Даже если вам никогда не удается вспомнить сны, вы все равно их видите. Сны видят все. Неспособность их запоминать — отличительная черта человека, у которого нет проблем со сном. Активность во время сновидений происходит в глубинных зонах мозга, что не дает ее четко запечатлевать на ЭЭГ. Однако благодаря новым технологиям мы смогли составить представление о происходящем — и с физической, и с химической точки зрения. Сновидения происходят и в фазу медленного сна (в частности, на второй стадии), однако они считаются скорее увертюрами к основному действию. Лишь во время быстрого сна мы сталкиваемся со всей мощью собственного ночного безумия.
Сны часто ошибочно воспринимают как одномоментные вспышки образов, но на самом деле они охватывают всю фазу быстрого сна (в общей сложности два часа). Продолжительность сновидений уменьшается с возрастом — возможно, потому, что во время бодрствования менее пластичный мозг усваивает меньший объем информации и, следовательно, во сне ему приходится обрабатывать меньше новых воспоминаний. Новорожденные спят до 17 часов в день и почти половину этого времени проводят в активном состоянии, напоминающем фазу быстрого сна. В похожих условиях почти целый месяц, начиная с 26-й недели беременности, находится эмбрион. В теории, это все равно что тестирование программного обеспечения перед полномасштабным запуском. Этот процесс получил название телэнцефализации. Именно в этот момент у человека появляется рассудок.
В фазе быстрого сна в теле не происходит процесс терморегуляции. Температура тела остается на нижних возможных значениях. По сравнению с остальными стадиями сна учащается сердцебиение, а дыхание становится прерывистым. Мышцы, за небольшим исключением (глазные, ушные, сердце, диафрагма), парализованы. К сожалению, паралич не мешает храпеть. Неприятная особенность совместного сна, ради борьбы с которой были придуманы сотни устройств, порождается вибрацией, создаваемой турбулентным потоком воздуха в расслабленных тканях горла и носа. Храп часто возникает на третьей и четвертой стадиях. Даже без храпа, лежа с разинутым ртом в фазе быстрого сна, мы абсолютно не способны на какую-либо физическую реакцию, не регулируется даже кровяное давление. Мы и правда в некотором смысле «в отключке». При всем при этом мозг способен убедить нас, что мы в этот момент катаемся на облаках и сражаемся с драконами.
В Швеции у сотен детей иммигрантов, чьим семьям грозит депортация, появляются симптомы синдрома отстраненности — загадочного расстройства, которое характеризуется дистанцированием ребенка от реальности, отсутствием реакции даже на болезненные стимулы и необходимостью в приеме пищи через специальную трубку. Иногда это состояние тянется годами. «Сейчас она не страдает», — говорит психиатр Элизабет Хулткранц о десятилетней беженке из Сирии Лейле Ахмед.
Вера в невероятное зарождается в нас, поскольку в фазе быстрого сна мозг больше не управляется центрами, отвечающими за логику и контроль за побуждениями. Прекращается выработка двух важнейших нейромедиаторов, которые обеспечивают взаимодействие между клетками мозга, — серотонина и норадреналина. Без них наша способность к обучению и память существенно ухудшаются — мы оказываемся в химически измененном состоянии сознания. Однако, в отличие от четвертой стадии, это состояние не похоже на кому. В фазу быстрого сна мозг активен и потребляет столько же энергии, как в период бодрствования.
Фазу быстрого сна контролирует лимбическая система — глубинная область мозга, неосвоенные джунгли разума, где обитают наиболее дикие и низменные инстинкты. Фрейд был прав: сновидения задействуют наши самые примитивные эмоции. Лимбическая система ответственна за половое влечение, агрессию и страх. Впрочем, она же позволяет почувствовать душевный подъем, радость и любовь. Хотя иногда создается впечатление, что мы чаще видим кошмары, нежели приятные сны, скорее всего, это не так. Страшные сны просто-напросто с большей вероятностью активируют систему аварийного управления и будят нас.
В эту фазу на полную мощность работает маленькое уплотнение в стволе мозга, — варолиев мост. Электрические импульсы от варолиева моста чаще всего направлены на ту часть мозга, которая контролирует глазные и ушные мышцы. Веки обычно остаются закрытыми, а вот глазные яблоки двигаются из стороны в сторону. Возможно, это зависит от интенсивности событий во сне. Внутреннее ухо во время сновидений тоже активно.
Активность проявляют и области мозга, ответственные за движение, — именно поэтому во сне мы часто испытываем ощущение полета или падения. Мы видим цветные сны — если только не слепы от рождения: в этом случае в снах нет визуальной составляющей, но эмоциональная насыщенность сохраняется. Сны мужчин и женщин схожи по эмоциональному содержанию. Когда мужчине снится сон, даже если его содержание не связано с сексом, у него возникает эрекция. У женщин активизируется приток крови к вагине. Пока мы видим сны мы практически всегда убеждены, что бодрствуем — несмотря на абсурдность сюжета и любые нарушения законов физики. У нас в мозгу располагается самое совершенное устройство виртуальной реальности.
Ветеран армии Майк Моррис, дважды служивший в Ираке, участвует в эксперименте Джеффри Элленбогена из института Джона Хопкинса (справа). Изучается, каким образом домашние питомцы и воспроизводимые во время сна звуки влияют на восстановление после травмы.
На Майке оборудование для снятия ЭЭГ. Рядом собака Олив, вместе с которой он проходит терапию.
К счастью, во время сна мы неподвижны. Когда мы видим сон, мозг пытается воспроизвести все движения, однако одна из систем в стволовой части мозга полностью перекрывает дорогу сигналам от двигательных нейронов. В число аномалий сна, воздействующих на нервную систему (парасомний), входит так называемое расстройство поведения в фазу быстрого сна. Полностью блокировать двигательные сигналы не удается, и люди проживают события сна самым что ни на есть зрелищным образом: пинаются, машут руками, ругаются, и все это с закрытыми глазами, не просыпаясь. В результате может пострадать как сам спящий, так и тот, кто спит рядом.
Окончание фазы быстрого сна, подобно концу четвертой стадии, обычно отмечается краткосрочным пробуждением. Если спать без будильника, сон обычно подходит к концу одновременно с окончанием последнего сновидения. Несмотря на то, что проведенное в постели время помогает определить оптимальный момент для пробуждения, дневной свет обладает способностью разбудить нас мгновенно. Когда свет начинает проникать сквозь веки и попадает на сетчатку, мозг посылает сигнал в область под названием «супрахиазматическое ядро». В этот момент у многих из нас прерывается последнее сновидение, мы открываем глаза и возвращаемся к реальной жизни.
Или нет? Пожалуй, больше всего фаза быстрого сна поражает тем, что доказывает способность мозга действовать независимо от информации, поступающей от органов чувств. Подобно музыканту, который заперся в потайной студии, наше сознание беспрепятственно экспериментирует, самозабвенно выполняя одному ему известную задачу.
Когда мы бодрствуем, мозг очень занят: приходится то машину водить, то ходить по магазинам, то переписываться, то болтать. То зарабатывать деньги, то детей воспитывать.
Зимней ночью в Виттанги (на севере Швеции) семилетний мальчик по имени Таге заставляет себя заснуть. «Я вообще-то не думаю, что чудовища существуют, — говорит он. — Но в то, что их не существует, я тоже не верю». Неоднозначное отношение людей ко сну начинается очень рано и для кого-то длится всю жизнь, однако более удачливые люди познают, как приятно бывает наконец выключить свет.
А вот когда мы вступаем в первую фазу быстрого сна, самый сложный и изощренный инструмент во Вселенной может делать все что ему заблагорассудится. Он самопроизвольно активируется. Он видит сны. Можно сказать, что для мозга сон — время игр и развлечений. Некоторые теоретики утверждают, что во время быстрого сна мы умнее, сообразительнее, креативнее и свободнее, чем в другое время. Именно в этот период мы по-настоящему живем. «Возможно, именно быстрый сон и делает нас людьми: как в плане его воздействия на мозг и тело, так и в плане уникальности переживаемых ощущений», — отмечает Майкл Перлис.
Может, еще со времен Аристотеля, мы ставили вопрос неправильно? Следует понять, не почему мы спим, а почему, имея такую невероятную альтернативу, мы по-прежнему хотим бодрствовать?
Вероятно, ответ в том, что нам необходимо удовлетворять базовые потребности — питаться, спариваться и бороться за выживание. Но только за тем, чтобы удостовериться: телу ничего не мешает поспать.
Оригинал: National Geographiс
Автор: Майкл Финкел
Фотографии: Магнус Веннман
Переводила: Влада Ольшанская
Редактировал: Александр Иванков
Комментариев пока нет
