Сергей Михайлович Иванов - Утро вечера мудренее

• Название: Утро вечера мудренее
• Автор: Сергей Михайлович Иванов
• Издательство: Дет. лит.
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1983

Рассказ о физиологических механизмах сна и бодрствования, о взаимоотношениях между двумя этими формами жизни, о назначении сна и современных исследованиях в этой области.

Для старшего возраста.

---

Быть может, в сновидениях и отражается этот процесс переналадки и упорядочения фазовых отношений между структурами, которые как бы переговариваются друг с другом. Кроме того, во время сновидений происходит своеобразная тренировка нервных центров: клетки, бездельничавшие во время бодрствования, вынуждены заниматься «функциональной» гимнастикой, чтобы не потерять форму. Недаром ведь после стресса, когда нервные клетки все до единой получают хорошую встряску, человек спит как убитый и ему ничего не снится. А кто ведет жизнь вялую и о встрясках давно забыл, тот со сновидениями буквально не расстается.

Логично, не правда ли? Кстати, подобным встряскам и тренировкам подвергается мозг у тех, кого терзают припадки эпилепсии. Лет пятнадцать назад физиолог В. М. Окуджава, ныне академик Академии наук Грузинской ССР и ректор Тбилисского университета, обратил внимание на то, что во время эпилептического припадка активизируются те же самые структуры мозгового ствола, что и во время быстрого сна, а когда человек засыпает потом глубоким сном, сон этот во многом похож на быстрый. Из этого следовало, во-первых, что всякий припадок не угасает сам собой, как считали прежде, а подавляется развивающейся к концу его десинхронизацией работы нейронов, и во-вторых, что повторение припадков у больных должно привести к сокращению доли быстрого сна, ибо потребность в нем, хотя и не совсем приятным образом, будет отчасти удовлетворена. Так оно и оказалось.

Такую же взаимосвязь, но уже в опытах на животных, обнаружили и сотрудники Института физиологии грузинской Академии наук М. Г. Коридзе, М. М. Мгалоблишвили и М. Г. Кавкасидзе. Кошек систематически лишали быстрого сна; те впадали в истерику и буйствовали среди своих галлюцинаций. Затем в восстановительном периоде следовала повышенная отдача быстрого сна. Все шло как по писаному. Но если вслед за лишением быстрого сна у кошек удавалось вызвать эпилептические судороги, что делается обычно электростимуляцией гиппокампа, то длительность быстрого сна в восстановительном периоде заметно сокращалась. Сокращалась она и в том случае, когда кошкам в медленный сон искусственно вводили быстрый, вызывая так называемое электрографическое пробуждение — состояние, при котором усиливался гиппокампальный тета-ритм. После такого медленного сна наступала очередная фаза быстрого и она была короче, чем обычно.

НА СТРАЖЕ ГОМЕОСТАЗА

С гиппокампальным тета-ритмом связана еще одна теория сна, выдвинутая академиком-секретарем Отделения физиологии и экспериментальной медицины Академии наук Грузинской ССР Т. Н. Ониани.

Существует два типа бодрствования — спокойное и напряженное. Спокойное поддерживается деятельностью ретикуло-таламокортикальной системы (активирующие импульсы, которые посылает ретикулярная формация, побуждают к усиленной работе таламус и кору головного мозга), а напряженное, кроме того, еще и деятельностью лимбической системы — важнейшего функционального образования, куда входят и часть ретикулярной формации, и ядра таламуса, и гипоталамус, и гиппокамп, и где находятся все центры наших эмоций.

Сочетание работы этих двух систем создает необходимую основу для целенаправленных и координированных реакций, ради которых и возникает напряженное бодрствование. Во время быстрого сна работает одна лимбическая система: эмоции взбудоражены, а координированные реакции парализованы. По активности мозговых структур, говорит Ониани, быстрый сон — аналог не спокойного, а напряженного бодрствования. У спокойного бодрствования, как и у медленного сна, аналогов нет.

Сам быстрый сон, подобно бодрствованию вообще, тоже можно разделить на две стадии. На фоне сплошной десинхронизации, длящейся от пяти до двадцати секунд и сопровождающейся быстрыми движениями глаз, начинается бурное развитие тета-ритма, генерируемого гиппокампом. Это эмоциональная стадия быстрого сна. Затем тета-ритм ослабевает, а тем временем в новой коре, особенно в сенсомоторной ее области, усиливается альфа-ритм — признак эмоционального безразличия. Затем ослабевает альфа-ритм, и в гиппокампе вновь нарастает тета-ритм. Обе стадии, эмоциональная и неэмоциональная, чередуются во время быстрого сна несколько раз, причем первая всегда длиннее второй.

Во время бодрствования тета-ритм — постоянный спутник эмоционального напряжения. В опытах на кошках физиологи из лаборатории Ониани установили, что ни реакция страха или агрессии, ни сильный голод или сильная жажда — ни одно из подобных состояний не обходится без гиппокампального тета-ритма. Когда же кошка успокаивается, когда она получает еду или молоко и ее потребности удовлетворяются, тета-ритм уступает место альфа-ритму — вестнику блаженной дремоты. В быстром сне — такое же чередование: кажется, будто из глубин мозга вырастает какая-то потребность, которая затем находит удовлетворение. Потом она вырастает снова, снова удовлетворяется, и так до наступления медленного сна или до пробуждения. Усилению тета-ритма в быстром сне сопутствуют те же вегетативные явления, которыми и сопровождается насыщенное сильными эмоциями напряженное бодрствование. Как в бодрствовании, так и во сне гиппокампальный тета-ритм проистекает от одного и того же источника: это отражение мощного потока импульсов, генерируемых соседом гиппокампа — уже известным нам задним гипоталамусом, одним из активнейших участников напряженного бодрствования. Одни и те же структуры, одни и те же ритмы, и, очевидно, одни и те же эмоции, только в быстром сне мышцы расслаблены да сознание «обращено внутрь» — к сновидениям. Вот и вся разница.

Химические факторы сна, которые искали еще Лежандр и Пьерон, без сомнения, существуют, хотя это, конечно, не яды и не шлаки, как представляли их себе в начале века. Ониани убежден, что в процессе бодрствования в мозгу накапливаются такие вещества, которые, достигнув определенной концентрации, могут нарушить мозговой гомеостаз. Под гомеостазом он подразумевает весь комплекс процессов и состояний, на котором зиждется оптимальная работа мозга. Как только концентрация веществ достигает некоего «контрольного» уровня, запускается механизм сна, и сон нейтрализует действие опасных веществ. Но при длительном сне происходят свои нейрогуморальные сдвиги, и гомеостаз снова оказывается под угрозой со стороны неких накопившихся сверх меры веществ только противоположного знака, которых можно назвать факторами бодрствования. Тогда оживают механизмы бодрствования, и система, нейтрализуя уже эти вещества, вновь приближается к своему оптимальному состоянию.

Но эта пульсирующая гармония несимметрична. Похоже на то, что для нейтрализации факторов сна, накапливающихся во время бодрствования, требуется более или менее длительная работа медленного сна, а факторы, вызывающие пробуждение, вырабатываются сравнительно быстро. Химия пробуждения уже готова к запуску, а «гипнотоксины» еще не нейтрализованы. Что же делать? Насколько возможно отсрочить пробуждение? Сделать же это можно только одним способом — псевдопробуждением, псевдободрствованием. Быстрый сон, чья химия очень похожа на химию бодрствования, все улаживает. Излишки факторов бодрствования растрачиваются в нем, а факторы сна накапливаются не столь интенсивно, даже, может быть, не накапливаются совсем, потому что это все-таки не настоящее бодрствование. Затем наступает медленный сон, в котором продолжается нейтрализация факторов сна, затем снова растрачиваются излишки, снова наступает медленный сон, еще одна порция факторов сна нейтрализуется, и вот они уже изжиты все, подчистую, можно просыпаться по-настоящему, и мы открываем глаза, расставаясь с быстрым сном, который недаром господствовал в предутренние часы, изо всех сил сдерживая наше преждевременное пробуждение.

Согласитесь, что перед нами самая простая и убедительная версия насчет быстрого сна: он просто помогает медленному сну, который слишком быстро продуцирует факторы бодрствования (или, что одно и то же, слишком медленно нейтрализует факторы сна, преподносимые ему бодрствованием). Фрейд называл сновидения стражем сна, и с этим, говорит Ониани, вполне можно согласиться, хотя предпосылка у Фрейда была совсем другая. Быстрый сон с его сновидениями это действительно страж сна, умный и точный его регулятор.

Но зачем, спросите вы, быстрому сну понадобилось имитировать нарастание и удовлетворение какой-то абстрактной потребности, устраивая эти качели с тета-ритмом и альфа-ритмом? Почему псевдободрствование приняло именно такую форму? Очень просто. Если мы хотим вызвать к жизни химию бодрствования, когда весь организм еще занят сном, нужно, очевидно, разбудить сильные эмоции, которые эту химию без промедления запустят. Со слабыми эмоциями, присущими спокойному бодрствованию, связываться нет смысла: мозг, объятый медленным сном, будет слишком нерешительно откликаться на них. Наши реакции на звонок будильника и на утреннее пение пташек неодинаковы. Вот для чего включается не спокойное псевдободрствование, а напряженное, с его непременным тета-ритмом. Но чем вызывается эмоциональное напряжение вообще? Только одним — неудовлетворенными потребностями всевозможного сорта и ранга — от потребности в пище или в защите до потребности решить творческую задачу или выпутаться из сложного конфликта.