Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях - Мэттью Уолкер

Когда происходит переход работы мозга от быстрочастотного во время бодрствования к более сдержанному при медленной фазе глубокого сна, возникает то же самое преимущество коммуникации дальнего действия. Устойчивые, медленные, синхронные волны, которые проходят через мозг во время глубокого сна, открывают коммуникационные возможности между отдаленными долями мозга, позволяя им совместно отправлять и получать различные блоки хранимого опыта.

В этом плане вы можете думать о каждой отдельной волне медленного сна как о курьере, способном разносить посылки с информацией между разными мозговыми центрами. Безусловная польза от таких путешествующих в глубоком сне мозговых волн – это перенос информационных файлов. Каждую ночь мозговые волны глубокого сна и дальнего действия будут перемещать эти посылки (недавние впечатления) из хрупкого краткосрочного хранилища в более постоянное и, таким образом, более безопасное долгосрочное хранилище. Следовательно, работа мозга в период бодрствования главным образом связана с восприятием внешнего сенсорного мира, в то время как фаза глубокого сна отражает внутреннее состояние рефлексии, которое способствует передаче информации и очищению воспоминаний.

Если во время бодрствования господствующее положение занимает прием, а во время фазы медленного сна – рефлексия, что же тогда происходит во время фазы быстрого сна – во время сновидений? Вернемся к рис. 9. Последняя линия электрической работы мозговых волн – это те импульсы, которые я бы обнаружил в вашем мозге, когда он находится в фазе быстрого сна. Несмотря на то что человек спит, сопутствующая сну деятельность мозговых волн не имеет сходства с работой мозга во время глубокого медленного сна (средняя линия на рисунке). Более того, работа мозга в фазе быстрого сна представляет собой почти точную копию работы в период активного бодрствования – на рисунке это верхняя линия. В самом деле, недавние исследования с помощью аппаратов МРТ обнаружили, что существуют отдельные участки мозга, проявляющие бóльшую активность во время быстрого сна, чем во время бодрствования, – разница может составлять до 30 %!

По этим причинам быстрый сон также называют парадоксальным: мозг остается бодрствующим, а тело явно спит. Часто бывает невозможно отличить быстрый сон от бодрствования по одной только энцефалограмме. В фазе быстрого сна происходит возвращение асинхронных высокочастотных мозговых волн. Многие тысячи мозговых клеток в коре головного мозга, которые ранее во время фазы медленного сна объединились в медленном и синхронном гомоне, теперь вернулись к бешеной обработке разных информационных блоков на разных скоростях, в разное время и в разных участках мозга – что типично для бодрствования. Но вы не бодрствуете, скорее вы крепко спите. Так какая же информация подвергается обработке, раз в данный момент это уж точно не информация из внешнего мира?

Как и во время бодрствования, во время быстрого сна сенсорные ворота таламуса вновь распахиваются. Но природа этих ворот меняется. Во время БДГ-сна в кору головного мозга пропускаются не ощущения внешнего мира; это эмоциональные импульсы, мотивации и воспоминания (прошлые и нынешние) проигрываются на больших экранах наших зрительных, слуховых и кинестетических сенсорных участков коры головного мозга. Каждую ночь быстрый сон приглашает вас в театр абсурда, где разыгрывается странный, предельно ассоциативный спектакль с автобиографическим сюжетом. Что касается обработки информации, подумайте о состоянии бодрствования главным образом как о принятии (вы ощущаете и постоянно изучаете окружающий мир), в то время как фаза медленного сна – это отражение (выборочное усиление сырых ингредиентов новых фактов и умений), а фаза быстрого сна – своего рода интеграция (объединение этих сырых ингредиентов друг с другом и со всем прошлым опытом, в ходе которого выстраивается еще более точная модель функционирующего вокруг нас мира, включая понимание его сути и способность к самостоятельному решению задач).

Поскольку электрические импульсы мозга во время быстрого сна и бодрствования так похожи, как же я могу определить, в каком из этих двух состояний вы пребываете, лежа в спальне лаборатории сна рядом с контрольной комнатой? В этом случае сигнальным устройством станет ваше тело – а точнее, мышцы.

Прежде чем уложить вас в постель в лаборатории изучения сна, нам необходимо закрепить электроды на вашем теле – в дополнение к тем, которые прикреплены к вашей голове. В состоянии бодрствования, даже когда вы, расслабившись, лежите в постели, в ваших мышцах сохраняется некоторая степень общего напряжения, или тонус. Это ровное мышечное гудение легко определяется с помощью датчиков, которые прислушиваются к вашему телу. Когда вы входите в фазу медленного сна, часть этого мышечного напряжения исчезает, но значительная доля остается. Однако, когда вы готовитесь к прыжку в быстрый сон, происходит впечатляющая перемена. Буквально за несколько секунд до начала фазы сновидений, быстрого сна, вы оказываетесь полностью парализованным. В произвольных мышцах вашего тела нет тонуса. Ни малейшего. Если бы я в этот момент тихо вошел в комнату и попытался поднять вас, конечно стараясь при этом не разбудить, то столкнулся бы с вашим совершенно обмякшим, словно тряпичная кукла, телом. Будьте уверены, что ваши непроизвольные мышцы – те, что контролируют инстинктивные сокращения, такие как дыхание, – продолжают действовать и поддерживать жизнь во время сна. Но все остальные мышцы расслабляются.

Это свойство, обозначаемое термином «атония» (отсутствие тонуса, здесь относящееся к мышцам), вызывается мощным блокирующим сигналом, который передается из мозгового ствола по всей длине спинного мозга. Как только этот сигнал передан, постуральные мышцы тела, такие как бицепсы и четырехглавые мышцы ног, теряют все напряжение и силу. Они больше не отвечают на команды вашего мозга. Фактически вы стали пленником, заключенным в тюрьме быстрого сна. К счастью, отбыв срок фазы БДГ-сна, ваше тело освобождается от физического плена. Это поразительное разделение, возникающее в фазе сновидений, когда мозг высокоактивен, а тело неподвижно, позволяет ученым легко распознавать – а значит, и разделять – мозговые волны быстрого сна и бодрствования.

Почему эволюция исключила мышечную активность во время БДГ-сна? Потому что, блокируя мышечную активность, ваш мозг не позволяет вам разыгрывать опыт сновидений. В период быстрого сна в мозге проносится шквал моторных команд, порожденных динамичными сновидениями. В таком случае очень мудро со стороны природы сшить физиологическую смирительную рубашку, которая запрещает этим вымышленным движениям воплотиться в реальность, особенно если учесть, что вы перестаете осознанно воспринимать ваше окружение. Вы без труда можете представить губительные последствия участия в приснившейся драке или безудержное бегство от приближающегося во сне врага, в то время как ваши глаза закрыты, а окружающий мир вы и вовсе не воспринимаете. Вряд ли вам потребовалось бы много времени, чтобы покинуть генофонд. Мозг парализует тело, чтобы разум мог безопасно видеть сны.

Откуда нам известно, что, пока человек спит, все эти двигательные команды действительно выдаются, кроме как от проснувшегося человека, который расскажет вам, что ему приснился побег или драка? Печальный ответ заключается в том, что этот парализующий механизм у некоторых индивидуумов может давать сбой, особенно на поздних отрезках жизни. И как следствие, они переводят эти связанные со снами моторные импульсы в мир реальных физических действий. Как мы узнаем в главе 11, последствия могут быть трагическими.

И последнее, что заслуживает описания при создании картины БДГ-сна, – это сама причина его названия – соответствующие быстрые движения глаз. В фазе медленного сна ваши глаза неподвижны[15]. Однако, когда вы начинаете видеть сон, электроды, которые мы закрепляем вокруг глаз, рассказывают совсем другую историю – ту же самую историю, которую раскопали Клейтман и Асерински в 1952 году, наблюдая за сном ребенка. Во время быстрого сна возникают моменты, когда ваши глазные яблоки начинают безостановочно двигаться, слева направо, справа налево и так далее. Сначала ученые предположили, что эти дерганые движения глаз соответствуют отслеживанию визуального опыта в сновидении. Это неверно. Движения глаз тесно связаны с физиологическим созданием быстрого сна и отражают нечто даже более экстраординарное, чем пассивное восприятие движущихся объектов внутри пространства сна. Это явление подробно описано в главе 9.

Неужели мы единственные создания, которые переживают столь различные фазы сна? Есть ли фаза быстрого сна у других животных? Видят ли они сны? Давайте выясним.