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

Один из наиболее известных экспериментов по выявлению источника зрительных образов проходил как раз там, где все и начиналось, — в Чикагском университете. После того как пионер науки о сне Натаниэл Клейтман ушел на пенсию, бразды правления в его отделе взял на себя психолог Аллан Рехтшаффен. Он организовал новую лабораторию в старом каменном строении по соседству с Эббот-холл, огромным учебно-жилым комплексом Чикагского университета. Рехтшаффен протянул кабели от электроэнцефалографа в своей лаборатории к испытуемым, которые спали на раскладушках в классах и коридорах комплекса, в то время как студенты расходились на ночь по своим комнатам. Рехтшаффену удалось создать особую атмосферу: сотрудники трудились не за страх, а за совесть, дисциплина у него в лаборатории была железная, но он всячески поощрял научную любознательность молодых коллег. Благодаря неуемному любопытству и преданности высочайшим научным стандартам Рехтшаффен стал одним из самых уважаемых ученых в своей области. Он весьма строго относился к выделению грантов, к научным публикациям, и заслужить его одобрение было очень трудно, поэтому оно ценилось очень высоко. Молодые коллеги часто делились с ним своими гипотезами — высказанная к концу рабочего дня, она в эту же ночь проверялась на испытуемых, которыми служили домохозяйки и студенты, ничего не имевшие против того, чтобы за несколько долларов позволять опутывать себя электродами. За те же деньги их периодически будили. Правда, некоторые переносили процесс побудки тяжелее, чем другие.

«Как-то раз нам попался ужасный зануда, — вспоминал Рехтшаффен. — Пока мы прикрепляли к нему электроды, он все ныл и ныл: ему не нравилась обстановка, ему не нравились электроды, ему не нравился стоявший в лаборатории запах ацетона». После того как все электроды были закреплены и этот студент наконец-то улегся, Рехтшаффен с ассистентом вернулись к себе в кабинет. Ассистент что-то там сказал по поводу этого типа: мол, он вряд ли быстро уснет в столь неприятных для него условиях. Рехтшаффен, не заметивший, что переговорное устройство между его кабинетом и помещением, в котором расположили на ночь этого испытуемого, не отключено, мрачно ответил: «Если он через две минуты не заснет, я его просто поджарю — как на электрическом стуле!» Нытик впал в первую фазу сна с поразительной скоростью…

Рехтшаффен предложил новый способ проверки роли сетчатки (своего рода портала, через который визуальная информация поступает из внешнего мира в мозг) в формировании образов сновидений. Каким-то образом ему удалось уговорить испытуемых спать с глазами, прикрытыми наполовину, — веки им удерживали клейкой лентой. Как только спящий входил в стадию быстрого сна, Рехтшаффен прокрадывался в лабораторию с маленьким фонариком и направлял его луч на предметы, которые держал перед полузакрытыми глазами испытуемого, — это могла быть расческа, книга или кофейник. Потом он удалялся, а его помощник Дэвид Фолкс через переговорное устройство будил спящего и спрашивал, что он только что видел во сне. Ни в одном из снов эти предметы не фигурировали. Так стало ясно, что визуальные образы снов формировались в мозгу.

Дополнительные эксперименты указывали на то, что помимо некоторой потери в четкости деталей фона и в яркости цветов качество визуальных образов, видимых во сне, почти ничем не отличается от качества картинки, видимой наяву. Во многих снах расцветка каких-то образов почему-то менялась, а от 20 до 30 процентов сновидений вообще были черно-белыми. Сны в рассказах о них, даже дошедших до нас со времен Аристотеля, были цветными, однако с 1930-х по 1960-е годы среди исследователей и широкой публики царило мнение, что они все-таки черно-белые. Не следует забывать, что в этот период и фотографии, и кинофильмы тоже были по преимуществу черно-белыми: цветную фотографию изобрели еще в 1860-х, но вплоть до 1940-х годов она еще не была достоянием масс. Technicolor совершил революцию в кинематографе в конце 1930-х, выпустив на экраны несколько цветных фильмов вроде «Волшебника страны Оз», но кинопроизводство перешло к созданию исключительно цветных фильмов только в 1950-х годах.

Когда в эти годы психологи спрашивали пациентов, видят ли они цветные сны, большинство отвечало отрицательно: в 1942 году сны в цвете видели 10 процентов опрошенных, а исследование, проведенное в 1958 году Университетом Вашингтона в Сент-Луисе, говорило только о девяти процентах. Но уже в 1962 году 83 процента тех, кого будили во время фазы быстрого сна, говорили о цветных сновидениях. «Вряд ли этот феномен — преобладание черно-белых снов — связан с тем, что в период, когда проводились опросы, фотографии и фильмы были черно-белыми», — говорит Эрик Швитцгебел, профессор Калифорнийского университета в Беркли, который исследовал эту любопытную тенденцию и пришел к выводу, что изменилось не содержание сновидений, а их восприятие. Другими словами, это был еще один пример всепроникающей власти установки, предубеждений, из-за которых бывает так трудно доверять показаниям свидетелей преступлений.

И пока одни исследователи пытались открыть тайну самих сновидений, другие сосредоточили усилия на анализе состояния, в котором они возникают, стараясь понять, почему мы вообще нуждаемся в сновидениях. Аллан Рехтшаффен и его ученики не только разрабатывали классификацию стадий сна, которой мы пользуемся и по сей день, — их занимал вопрос: а что будет, если животных вообще лишить сна? Они проводили эксперименты на крысах и обнаружили, что те из них, кому совсем не давали спать, через две-три недели вынужденной бессонницы умирали. Такие крысы полностью теряли силы и способность регулировать температуру тела, однако конкретную причину смерти выявить не удавалось.

Менее жестокие исследования, проводившиеся на людях, показали, что если нас будить при наступлении фазы REM, то мы компенсируем это тем, что, когда засыпаем снова, фаза быстрого сна наступает раньше и длится дольше. Аналогичный эффект компенсации наблюдался и когда человека будили в фазе глубокого медленного сна, следовательно, для нас важны обе эти стадии. Природа сама представила доказательства того, что полное лишение сна смертельно. В 1986 году было описано редкое генетическое заболевание, которое назвали фатальной семейной бессонницей (fatal familial insomnia — FFI): оно стало причиной смерти тридцати членов итальянской аристократической семьи. С тех пор это заболевание было выявлено в тридцати других семьях по всему свету. Большинство страдающих FFI теряли способность спать в среднем возрасте, но некоторых болезнь настигала, когда они были еще подростками. После нескольких бессонных недель пульс больных учащался, росло кровяное давление, они начинали обильно потеть. Затем они теряли чувство равновесия, не могли стоять, ходить, говорить и в финальной фазе — обычно после нескольких месяцев бессонницы — впадали в состояние, схожее с коматозным, и умирали. Заболевание поражает ту часть мозга, которая называется таламусом (это своего рода ворота, через которые информация от органов чувств поступает к коре головного мозга). И требовалось определить, что является непосредственной причиной смерти — бессонница или повреждение таламуса.

Как установил Натаниэл Клейтман во время своего эксперимента в подземной пещере, наши биологические часы (которые расположены в том участке головного мозга, где пересекаются зрительные нервы) определяют ритмы тела — подъем и падение температуры, выработку гормонов, дремотное состояние, которое наступает не только в конце дня, но также между двумя и четырьмя часами пополудни. Согласно биологическим часам, суточный цикл составляет около 25 часов даже тогда, когда отсутствуют внешние стимулы, определяющие время сна и время бодрствования, такие как восход и закат солнца, однако в разные периоды жизни цикл может сдвигаться. В период полового созревания мы не только нуждаемся в более длительном сне — вместо восьми до десяти и более часов, — но еще и меняется время наступления дремотного состояния, поэтому подростков так трудно загнать в постель, а спят они до полудня. На более поздних стадиях жизни сон становится прерывистым, и даже вполне здоровые пожилые люди обычно несколько раз за ночь просыпаются на несколько секунд, хотя об этом и не помнят — эти моменты настолько коротки, что заметны только на энцефалограммах. Прерывистый ночной сон ведет к повышению дневной сонливости: типичная картинка — дедуля, засыпающий посреди собственного рассказа.