"И вечный бой, покой нам только снится"

'И вечный бой, покой нам только снится'

Крайне редко встречаются люди, которые совсем не спят. Еще реже, буквально в единичных случаях, это действительно было подтверждено специалистами после тщательной проверки. Тем не менее, такие люди существуют, во всех отношениях они производят впечатление нормальных, но во сне на самом деле не нуждаются и им, пожалуй, даже не совсем понятно, почему все остальное человечество регулярно прерывает свою активную деятельность и отвлекается на столь непродуктивное занятие, как сон.

Чаще наблюдаются случаи, когда люди удовлетворяются весьма укороченным сном - 3-4 часа в сутки. При этом чувствуют они себя хорошо и живут в этом режиме постоянно. Примечательно, что к числу таких людей, по свидетельству современников, могут быть отнесены некоторые выдающиеся ученые (например, Т. Эдисон, В. М. Бехтерев). Имеются сведения, что очень мало спал Наполеон. Способность к укороченному сну иногда наследуется. Таких людей все же немного, остальные безропотно отдают треть жизни сну, а разве не жаль?

Однако все попытки как-то сократить сон оказываются малоэффективными: природа решительно требует свое и не прощает насилия. Замедление реакций, чувство усталости, снижение работоспособности, особенно умственной, рассеянность, раздражительность, даже психические расстройства, вплоть до появления галлюцинаций, - такова расплата организма за длительное лишение сна. А нельзя ли обмануть природу и все-таки научиться экономить на сне без ущерба для здоровья? Если совсем не спящие люди или те, кто регулярно спит очень мало, чувствуют себя нормально в течение многих лет, то, может быть, существенная редукция сна возможна? Вряд ли кто-нибудь рискнет ответить, сейчас на этот вопрос положительно, потому что природа и функциональное наначение сна остаются до сих пор не вполне понятными.

Почему же необходим сон? Все органы тела нуждаются в периодическом отдыхе. Даже сердце успевает отдохнуть в коротких перерывах между сокращениями. А когда же отдыхает мозг - главнокомандующий и в то же время центральный диспетчерский пункт организма? Прежде всего во сне. Конечно, и во время бодрствования некоторые отделы мозга почти бездействуют. Однако в мозгу существуют функциональные системы, которым при бодрствовании все время приходится трудиться. Без них невозможна активная психическая деятельность. А отдыхают они во сне.

Так, может быть, сон - это некое пассивное состояние, своеобразный тайм-аут переутомившегося мозга? Такая теория была популярной сравнительно недавно и как будто бы находила убедительное подтверждение. Например, если в эксперименте собаку лишали зрения и слуха и перерезали все чувствительные нервные окончания, то она все время спала, лишь изредка просыпаясь, чтобы утолить голод. Аналогичные примеры давала клиническая практика. В частности, был описан больной, который после тяжелой болезни потерял зрение и слух, а его кожная чувствительность ограничивалась кистью одной руки. Когда на эту руку надевали перчатку, прерывался последний скудный ручеек информации от внешнего мира, и больной надолго засыпал. Достаточно было перчатку снять - больной просыпался, в мозг поступали импульсы от раздражения кожи.

Подобные примеры, казалось бы, неоспоримо подтверждали мнение о пассивной природе сна: нет раздражений - безработный мозг отдыхает. Смущало только то обстоятельство, что между объемом деятельности в течение дня, то есть усталостью мозга, и продолжительностью ночного сна никак не удавалось уловить четкую вязь. Можно весьма интенсивно трудиться с утра до вечера, а на другой день бездумно слоняться из угла в угол, однако продолжительность сна существенно не будет различаться. Практический опыт да и результаты многочисленных исследований подтверждают, что хорошо и даже чрезмерно поработавший мозг вполне удовлетворяется обычным по длительности сном.

Совсем другое дело, если продолжительность нормального сна сильно сокращалась, - на следующую ночь (если не получается раньше) мозг непременно потребует компенсации, и сон будет более продолжительным - 12-16 часов. Изменится и качество такого компенсирующего сна, он будет более глубоким, особенно вначале. Что же происходит в мозгу во время сна? Оказывается, наряду с синтезом белковых молекул и нуклеиновых кислот здесь осуществляются разнообразные восстановительные процессы и поддерживается своеобразная, присущая только сну, психическая деятельность. Отчасти она отражается в сновидениях. Характер этой деятельности требует отключения от внешнего мира - мозг занят исключительно внутренней работой. Возможно, во сне происходит проверка и сортировка информации - ненужное стирается, полезное записывается "биохимическим кодом" для длительного хранения. Одним словом, идет большая и полезная работа, которая может осуществляться только во сне. Для нормальной жизнедеятельности организма она совершенно необходима, вне зависимости от того, был ли человек предельно активен весь день или не вставал с постели.

Детальный анализ электрических процессов мозга и других показателей, отражающих активность мозговой ткани, привел исследователей к твердому выводу об интенсивной деятельности нервных клеток во время сна. Это проявляется и в учащении числа разрядов многих нейронов, и в усилении их "аппетита"; некоторые области мозга требуют во сне улучшенного кровоснабжения и поглощают больше кислорода. Вот так покой!

А как же результаты опытов, демонстрировавшие пассивную функцию сна? При их тщательной перепроверке выяснилось, что продолжительность сна при изоляции мозга от внешних раздражителей действительно резко увеличивается, но только в первые дни и недели после операции, а потом восстанавливаются соотношения, близкие к норме.

Таким образом, и бодрствование и сон - активные состояния, одинаково необходимые для организма. Для поддержания и чередования этих состояний в мозгу имеются специальные системы, которые противодействуют друг другу с переменным успехом. Одна из этих двух систем поддерживает высокий уровень бодрствования, а вторая стремится вызвать сон.

Таким образом, и бодрствование и сон - активные состояния, одинаково необходимые для организма

У каждой мозговой системы находятся союзники. Для поддержания бодрствования важен приток внешних раздражений от органов зрения, слуха, от рецепторов кожи, мышц и сухожилий. Достаточно человеку прилечь на что-то мягкое, в тепле, да еще чтобы было тихо, и быстро захочется спать. Так бывает часто, но не всегда. Случается, что самые идеальные условия не помогают человеку уснуть: что-то упорно мешает. Но что? Может быть, чрезмерно повышенная активность системы бодрствования либо относительная слабость в этот период системы, обеспечивающей развитие сна. Кроме того, очень велика роль некоторых биологически активных веществ, растворенных в крови. В частности, важное значение для регуляции цикла бодрствование - сон имеет гормон надпочечников - адреналин и некоторые гормоны гипофиза.

Для нормального процесса чередования бодрствования и сна важна также степень утомления систем бодрствования и сна (последнюю иногда называют сомногенной системой). Поздно вечером сомногенная система берет верх, а ближе к утру ее активность слабеет, да и работоспособность противоборствующей ей системы, поддерживающей состояние бодрствования, за ночь восстанавливается - наступает пробуждение.

У всех людей сон разбивается на ряд последовательных, перемежающихся фаз: первая, вторая, третья, четвертая стадии и парадоксальный сон. Для каждой из них характерны определенные особенности в электроэнцефалограмме - записи биотоков мозга. Электроэнцефалограммы сна существенно отличаются от записей биотоков мозга бодрствующего человека. При спокойном бодрствовании обычно регистрируются волны, похожие на синусоиду, с частотой примерно десять колебаний в секунду. Их называют альфа-волнами.

При углублении сна альфа-ритм постепенно исчезает, а при пробуждении появляется вновь. На ранних стадиях сна, когда альфа-ритм еще есть, человек способен к произвольным движениям и может даже вступить в разговор, но его реакции сильно замедлены. По мере развития дремоты на электроэнцефалограмме регистрируется почти прямая линия с одиночными медленными волнами (первая стадия).

Легкий сон (вторая стадия) сопровождается появлением так называемых веретен сна - специфического ритма с частотой около 14 колебаний в секунду. По мере дальнейшего углубления сна на электроэнцефалограмме начинают доминировать высокоамплитудные медленные волны с частотой 0,5-4 колебания в секунду. Они называются дельта-волнами и почти полностью вытесняют другие виды электрографической активности. Это период медленноволнового, или ортодоксального, сна, его развитие указывает на временную победу сомногенных систем мозга (третья, четвертая стадии).

Но вот прошел час сна. Довольно сильный шум, свет, окрик уже не будят спящего. Этот период сна спокойно продолжается какое-то время, и вдруг электроэнцефалограмма резко меняется, становится примерно такой, как в период засыпания. Наступила фаза так называемого активного, быстрого, или парадоксального, сна - интересная, во многом противоречивая и еще пока недостаточно изученная стадия, имеющая ряд интересных особенностей. Колебания биопотенциалов мозга во время сна сильно отличаются от бодрствования, однако если неопытный исследователь посмотрит на электроэнцефалограмму в момент парадоксальной фазы сна, то рискует ошибочно оценить ее как вариант бодрствования. (Случалось и мне на первых порах делать подобную оплошность. Зайдя в экранированную камеру, я обращался к испытуемому с вопросом: что мешает ему уснуть, а он в это время продолжал крепко спать.)

Подобное несоответствие глубокого сна с нетипичной для спящего мозга биоэлектрической активностью - одна из характерных особенностей парадоксальной стадии сна. Другой ее классический признак - движения глазных яблок, которые нетрудно зарегистрировать на электроэнцефалографе, если наложить электроды вблизи глазниц. Оказывается, сетчатка глаза имеет отрицательный заряд и ее смещение легко улавливается достаточно чувствительным прибором.

Движения глазных яблок многие специалисты связывают со сновидениями, богатыми зрительными образами. Логично предположить, что подобные движения глазных яблок вряд ли будут у людей, слепых от рождения (мы уже знаем, что давно ослепшие только "слышат", "осязают", даже "пробуют на вкус" сновидения, но никогда не видят их). И действительно, при использовании электроокулографии - обычного метода регистрации движений глаз - они во время сновидений у слепых не были обнаружены. Кажется, достаточно оснований, чтобы прийти к мотивированному заключению: поскольку в сновидениях слепых нет зрительных образов, то понятно, почему не двигаются глазные яблоки, - не на что устремлять "внутренний взор".

Однако когда попытались зафиксировать это механическим путем, выяснилось, что во время парадоксального сна глазные яблоки энергично двигаются. Просто заряд сетчатки у незрячего глаза намного меньше, чем обычно, и поэтому электроокулографический метод регистрации здесь не пригоден. Результаты некоторых наблюдений, выполненных на животных с удаленной корой головного мозга, также ставят под сомнение непосредственную связь движений глазных яблок со зрительными образами сновидений. Правильнее полагать, что период возникновения сновидений и усиление движений глаз совпадают по времени.

После полуторачасового сна человек обычно начинает более активно двигаться, переворачивается с боку на бок, меняет положение рук, ног, головы. Так завершается полный цикл сна и начинается второй - аналогичный первому, потом третий, четвертый... Стадии будут последовательно сменять друг друга до самого пробуждения. Этим изменениям сопутствуют циклические колебания кровяного давления, частоты пульса, дыхания. Можно предполагать, что такая цикличность во сне - приспособительный фактор организма. Первый полуторачасовой цикл обеспечивает минимальный, как бы "аварийный" запас работоспособности - а вдруг больше спать не придется! Последующие циклы дополняют и завершают подготовку организма к деятельности в бодрствующем состоянии.

Есть аргументированное мнение, что глубокий сон - следствие цивилизации. Наши предки не могли позволить себе спать так глубоко - слишком дорогую плату за полное отключение от внешнего мира пришлось бы платить каждому, проспавшему сигнал опасности. Может быть, сновидения тогда выполняли отчасти охранительно-развлекательную функцию, поддерживая активность мозга на более высоком уровне. Предположение о возможном влиянии потенциальной опасности на характер сна как будто находит подтверждение в опытах с обезьянами. Снабженные телеметрическими передатчиками бабуины "информировали" экспериментаторов, что их жизнь на воле, хотя и в привычных условиях опасностей, не так безмятежна: глубокие стадии сна почти полностью отсутствовали, тогда как контрольная группа в вольере, под защитой человека, по-прежнему демонстрировала продолжительный глубокий сон.

Изолированное исключение определенных периодов сна оказывает эффект, существенно отличающийся от тотальной депривации сна (то есть тех случаев, когда человеку просто долго не дают спать). Если лишение сна в течение нескольких суток приводит к эмоциональной неуравновешенности, суетливости, нарушению координации движений, появлению нереальных идей, развитию симптомов нарушений зрения, чувству сдавливания головы, то при исключении только парадоксальной стадии сна появляется агрессивность, усиливается аппетит, возникает гиперсексуальность, некоторые люди видят галлюцинации, похожие на сновидения. Животные в таких ситуациях ведут себя так, как будто переживают сновидение наяву.

Длительное лишение сна приводит к глубоким изменениям в мозгу, сопровождается серьезными изменениями даже его структуры, например, приводит к микрокровоизлияниям (что было продемонстрировано в опытах на щенках). Очевидно, частая и в особенности продолжительная депривация сна не проходит бесследно для центральной нервной системы человека, и ее следует избегать.

Успехи в изучении механизмов мозговой деятельности и новые факты о феноменологии сна, полученные за последние 20-30 лет, заставили коренным образом пересмотреть учение о природе сна. Выяснилось, что с переходом ко сну активные процессы в мозгу вовсе не замирают, происходит лишь их глубокая реорганизация: изменяется характер импульсации нейронов, последовательно включаются и выключаются нейрофизиологические механизмы, обеспечивающие повышение или понижение тонуса нервных центров в коре и в глубоких структурах мозга, перестраиваются системы связи между отдельными звеньями центральной нервной системы, наблюдаются также закономерные биохимические сдвиги, направленные на восстановление каких-то веществ, интенсивно расходуемых во время бодрствования.

Во сне мозг способен реагировать на внешние раздражители, иногда даже дифференцировать знакомые и незнакомые слова. Некоторые исследователи приписывают спящему мозгу способность отсортировывать бесполезную информацию, накопленную за предшествующий день, от полезной, которая подлежит фиксации в кладовых долговременной памяти и станет основой житейского опыта.

Не углубляясь в детальный анализ нейрогуморальных механизмов сна, попытаемся наметить контуры основных процессов, наблюдающихся в мозгу при развитии сна. К моменту его наступления происходят стереотипные сдвиги обмена веществ в организме, и в том числе в головном мозгу. Возможно, решающее значение имеет появление при этом особого белкового вещества - полипептида сна, недавно обнаруженного биохимиками.

Монотонные раздражения, покачивания не активизируют мозг, а, напротив, вызывают быстрое утомление определенных центров, что способствует развитию сна.

По мере перехода ко сну деятельность мозга быстро меняется - нейроны получают большую свободу. По-видимому, перестает действовать механизм, подчиняющий работу отдельных нейронов жесткому режиму, что характерно для бодрствования. Нервные клетки во время сна для восстановительных процессов, очевидно, находятся в более благоприятных условиях.

С позиций современной нейрофизиологии и нейрохимии можно считать доказанным, что с переходом от одной стадии сна к другой существенным образом перестраивается как электрическая активность отдельных мозговых структур, так и характер протекающих там биохимических процессов. Особенно важную роль в биохимии сна играют серотонин, норадреналин и вещества, из которых они производятся. Отмечены возрастные особенности обмена веществ в мозгу на разных этапах индивидуального развития при различных уровнях бодрствования, но функциональный смысл этих изменений еще не выяснен.

Распространено мнение, что во время сна сенсорные входы остаются в большей или меньшей степени заблокированными, то есть спящий не видит, не слышит, а к тому же не способен произвольно двигаться. Однако это заключение справедливо лишь до известной степени. При тщательной экспериментальной проверке выявляется способность мозга к дифференцированию раздражителей, сохраняющаяся даже в глубоком сне. Машинная обработка электроэнцефалограммы позволила установить, что не только у спящих взрослых, но даже у грудных детей мозг с большим постоянством реагирует на вспышки света и другие раздражители, но их воздействие вызывает едва заметный эффект и обычно не прерывает сон. Интересно, что новизна раздражителя иногда оказывается более существенной для пробуждения, чем его сила.

В мозгу непрерывно функционируют пока мало изученные "антипробуждающие системы", одним из проявлений деятельности которых, очевидно, являются сновидения. Примечательно, что, в отличие от взрослых, у грудных детей во время парадоксального сна пальцы рук часто не расслаблены, а сжаты в кулачки. Некоторые специалисты склонны рассматривать это как проявление атавизма - напоминание о времени, когда наши предки спали держась за ветки деревьев.

Во время сна происходит не только медленная перестройка деятельности различных органов и систем, но периодически наблюдаются своего рода приступы резкого изменения активности ряда внутренних органов и отдельных мышечных групп. Как правило, это имеет место во время парадоксального сна: учащается и становится неравномерным ритм сердечных сокращений, дыхание делается прерывистым, глазные яблоки интенсивно двигаются, возникает подергивание конечностей, нередко регистрируются голосовые реакции и ряд других характерных феноменов.

Обычно подобные явления объясняют переживанием сновидений. Однако вряд ли такое объяснение можно считать универсальным, особенно в применении к раннему детскому возрасту. Например, с позиций трактовки сновидных переживаний нелепой выглядела бы попытка объяснить появление эрекции, часто наблюдающейся у здоровых грудных детей. Очевидно, во многих случаях правильнее объяснять эпизодические феномены во время сна не переживанием сновидений, а просто колебанием тонуса определенных вегетативных и моторных нервных центров, косвенно вовлекаемых в нервные процессы, связанные с реорганизацией деятельности мозговых механизмов, обеспечивающих нормальный сон.

До сих пор мы концентрировали внимание главным образом на процессах, происходящих в головном мозгу либо "непосредственно связанных с его деятельностью. Однако сон сопровождается изменением жизнедеятельности всего организма, и свойство периодически перестраивать свою деятельность на протяжении суток присуще многим органам тела, например эндокринным железам, желудку.

Хотя в организме невозможно выделить какой-либо орган, функционально не связанный с центральной нервной системой, есть достаточно оснований предполагать, что не только изменение деятельности мозга во сне определяющим образом влияет на все органы и системы тела, но и многие органы, в той или иной мере перестраивая свою деятельность во сне, воздействуют на нервный аппарат.

В последние годы получено много новых сведений об особенностях изменения гуморальной регуляции на разных этапах цикла бодрствование-сон. Например, установлено, что соматотропный гормон - биологически активное вещество, продуцируемое гипофизом и стимулирующее рост, - наиболее интенсивно выделяется в глубоком ортодоксальном сне. Возможно, что резкие колебания гуморального фона в различные фазы сна сказываются на развитии и даже содержании сновидений.

Таким образом, накопленный физиологами материал позволяет утверждать, что не только бодрствование, но и сон, даже самый спокойный с виду, сопровождается противоборством процессов, непрерывно протекающих в глубинах мозга.