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

Том Болкин познакомился с Алленом Брауном в 1989 году. Том исследовал нарушения сна, а невролог Аллен специализировался на болезни Паркинсона и других двигательных расстройствах в Национальных институтах здоровья. Болкин возглавлял отдел поведенческой биологии в Военном научно-исследовательском институте Уолтера Рида [14], и он, как и Браун, был увлечен загадками спящего мозга. Пока электроэнцефалограммы были единственным методом наблюдения за изменениями мозговой деятельности, ученые считали, что во время фазы REM активизируется весь мозг, но Браун подозревал, что это не так, что в работу включатся лишь определенные участки и, определив, какие именно области вовлечены в процесс, можно будет понять, ради чего на самом деле мозг затевает всю эту историю. «Мне тогда казалось, что это и есть последняя великая загадка, и, чтобы ее решить, следует получить полную и одновременную картину изменений, происходящих во всех частях мозга на протяжении всего времени сна», — говорит Браун. И вот в 1991 году, когда технология нейровизуализации достигла, наконец, нужного им с Болкином уровня, они начали свое исследование, в результате которого появилась серия потрясающих трехмерных портретов работающего мозга.

Они использовали ПЭТ — позитронно-эмиссионную томографию, которая позволяет измерить поток крови в мозгу, чтобы определить, какие участки мозга в определенные моменты наиболее активны. Образ мозга, полученный с помощью ПЭТ, передается на монитор компьютера, и области большей или меньшей активности заметны по различным цветовым оттенкам. В течение двух с половиной лет Браун и Болкин проводили все ночи в одной из лабораторий Национальных институтов здоровья: они сканировали мозг испытуемых перед сном, во сне — во время фазы REM и других фаз, а также после утреннего пробуждения.

Результаты сканирования заставили по-новому взглянуть на происходящее в отдельных участках мозга во время наших ночных одиссей. В стадии глубокого медленного сна активность почти всех частей мозга понижается, а самый резкий и крутой спад (уровень активации опускается почти на 25 процентов) наблюдается в префронтальной кортикальной зоне, которая используется для обработки информации высшего порядка — планирования, логического мышления, решения задач. «Эти области засыпают первыми и просыпаются последними», — объясняет Болкин.

Деактивация этих областей сопровождается резким спадом уровня серотонина и норадреналина — эти вещества помогают нам в период бодрствования сосредотачиваться и решать проблемы. Затем всплеск нейромодулятора ацетилхолина (который способствует свободным ассоциациям) включает фазу быстрого сна. И в этот момент с помощью ПЭТ становятся видны потрясающие перемены, согласно Брауну, объясняющие многое в феномене сновидений. Все области мозга, активность которых понизилась во время медленного сна, снова включаются в работу — за исключением одной: того самого отвечающего за способность к логическому мышлению участка префронтальной коры, который считается последним приобретением человечества в процессе эволюции. Его бездействие объясняет, почему в сновидении мы утрачиваем ориентацию во времени и пространстве и почему у нас не возникает сомнений в реальности происходящего — например, нас нисколько не удивляет тот факт, что покойный дедушка превратился вдруг в таксиста и почему на нем рыцарские латы.

Поскольку та часть мозга, которая отвечает за критическое мышление, отключена, мы воспринимаем галлюцинации, похожие на те, которые и во время бодрствования одолевают больных шизофренией, как реальность. Последующие исследования с помощью визуализации мозга действительно показали, что функциональная анатомия сновидения почти идентична функциональной анатомии шизофренического психоза, с той только существенной разницей, что у того, кто видит сны, в большей степени задействована зрительно-пространственная система, а у больного шизофренией — система слухоречевая. И неудивительно, что такие больные часто заявляют, будто слышат голоса, которые указывают им, как поступать.

Но что еще более поразительно, так это то, что проведенные Брауном и Болкином исследования показали, что во время фазы REM некоторые участки мозга работают намного активнее, чем в период бодрствования. Первичная зрительная кора, портал, через который мы получаем зрительную информацию из окружающего мира, во сне не работает, вот почему, когда во время ранних исследований испытуемым держали глаза открытыми — подклеивая веки лейкопластырем, — ничто из того, что они могли бы «видеть своими глазами», в их сновидения не проникало. Но те области мозга, которые связаны с созданием мыслительных образов и распознаванием лиц, во время сновидений, напротив, необыкновенно активировались: уровень их активности намного превышал уровень в период бодрствования. И именно потому зрительные образы в сновидениях так насыщены. Браун и Болкин также обратили внимание на то, что, когда человек рассказывает о чем-то интересном и основанном на реальном опыте, эта область префронтальной коры также становится весьма активной. Браун предположил, что активация этой области во время сновидения говорит о попытке мозга преобразовать визуальные образы в некое повествование.

В фазе быстрого сна не работает и та область мозга, благодаря которой мы можем размещать в последовательном порядке то, что хранится у нас в памяти; она также отвечает за кратковременную и рабочую память. Но те структуры мозга, которые участвуют в создании долговременной памяти, работают более активно, чем в состоянии бодрствования, на основании чего можно заключить, что REM играет важную роль в обработке информации, которая должна храниться в долговременной памяти. «Вполне возможно, что в стадии REM в автономном порядке обрабатывается то, что должно либо сохраниться, либо быть выброшенным из долговременной памяти, но при этом мозг не обрабатывает ту информацию, которая возникает в нем во время REM», — считает Браун.

Именно этой парадоксальной ситуацией, когда центры обработки информации для долговременной памяти работают на всю катушку, в то время как участки мозга, необходимые для хранения в рабочей памяти и дальнейшей переработки текущего опыта, то есть самого сновидения, бездействуют, и объясняется тот факт, что мы легко можем вспомнить, что ели на завтрак в восемь часов утра, но не помним, что видели во сне четырьмя часами ранее. Браун утверждает, что на самом деле содержание сновидения кодируется в мозгу, именно поэтому мы можем вдруг вспомнить какой-то его фрагмент, если днем увидим или почувствуем что-то, что с ним ассоциируется. И то, что мы плохо вспоминаем сны, — результат нарушений нашей способности восстанавливать такую память.

Возможно, самое главное — это то, что Браун и Болкин обнаружили, что те участки мозга, которые на экране компьютера светятся ярче, когда мы испытываем сильные эмоции или остро жаждем чего-то, во время стадии REM работают с большей интенсивностью, чем в период бодрствования. В полную силу работает лимбическая система — центр долговременной эмоциональной памяти. Когда мы видим сон, место у руля, похоже, занимают эмоции, в то время как механизмы, управляющие вниманием, принятием решений, мирно сопят на пассажирских сиденьях. Подобные результаты визуализации работы мозга были получены Пьером Маке и его исследовательской командой в Университете Льежа, в Бельгии. Маке пришел к выводу, что паттерны активации в миндалевидном теле (которое отвечает за реакцию борьбы или бегства и за сильные эмоциональные реакции) и в других областях коры обеспечивают во время быстрого сна биологическую основу закладки информации в память, в особенности эмоциональных воспоминаний.

Но что касается вопроса о том, что на самом деле включает процесс сновидений, ПЭТ четкого ответа дать не смог. Да, варолиев мост в стволовой части мозга — по Хобсону, ключевой в создании сновидений — во время REM значительно активируется, но столь же активно ведет себя и мотивационная область переднего мозга, которая играет решающую роль в модели Солмса.