Питер Шпорк - Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается

Самое удивительное, что порой он пропускает совсем слабые раз­дражения, если мы по какой-то причине особенно чувствительно на них реагируем. Например, таламус молодых матерей всегда пропуска­ет движения или звуки, исходящие от младенца. Их восприятие во сне бессознательно с полной отдачей сосредоточено на детской кроватке. И только если оттуда не раздается никаких необычных звуков, ни плача, ни тихого всхлипа или причмокивания, мать спит спокойно. Но стоит ребенку заплакать, например, от боли в животе или от голода, она мгно­венно просыпается даже из глубокого сна. Этот феномен, прозванный «сном кормящей матери», когда связь с младенцем не прерывается всю ночь, обеспечивает ребенку своевременное кормление и заботу в слу­чае какого-то неудобства или недомогания.

Люди, которые постоянно ссорятся с соседом из-за того, что он днем поднимает слишком большой шум, ночью по той же самой при­чине слышат сквозь стену даже тихую музыку и мгновенно приходят в ярость. В таких случаях имеет смысл изменить внутреннее отношение к помехе, по возможности примириться с соседом и признать, что музыка на самом деле не такая уж громкая и по-настоящему не мешает. Тогда вас не разбудят даже звуки в десять раз большей мощности.

Однако различение предположительно более важной и менее важ­ной информации — не единственная задача верхней части промежуточ­ного мозга во время сна: судя по всему, таламус контролирует также и глубину сна. Вначале он задвигает засов перед сознанием и обеспечи­вает таким образом засыпание, а затем участвует в решении вопроса, на какую глубину сна из четырех возможных мы погрузимся. Ученые обнаружили, что таламус порождает или, по крайней мере, значительно поддерживает мозговые волны второй-четвертой стадий.

Несомненно, что сонные веретена зарождаются как краткий всплеск энергии именно в этом ареале мозга, а потом распространяются по всей его поверхности. Похоже также, что верхняя часть промежуточного мозга собственной колебательной активностью участвует и в замедлен­ном ритме мозговых волн. Сомнолог Александр Борбели объясняет это так: «При переходе из состояния бодрствования в глубокий МС изменя­ется электрическая активность воздействующих на кору больших по­лушарий нервных клеток таламуса. Регулярное чередование разрядов переходит в рисунок, при котором за периодами бездействия следуют всплески сильной активности. Этот рисунок разрядов — клеточная ана­логия медленных волн на ЭЭГ».

Такая модель наводит на мысль, что клетки таламуса работают как генератор ритма, поскольку их электрический заряд регулярно то по­вышается, то ослабевает. С одной стороны, это обеспечивает порядок в огромной нейронной сети. С другой стороны, согласно новейшим данным, полушария большого мозга не нуждаются непременно в таком генераторе. Во всяком случае, изолированные препараты клеток боль­шого мозга способны собственными силами порождать длинные волны глубокого сна.

«Кора больших полушарий, обработавшая за долгий день множество впечатлений, в какой-то момент испытывает насыщение, — предполага­ет нейробиолог из Любека Ян Борн. — В этом случае клетки большого мозга склонны самостоятельно синхронизировать свою активность, и это может стать для остального мозга сигналом, что пора погружаться в сон». Мы, стало быть, ощущаем усталость не в последнюю очередь потому, что все большее число клеток большого мозга сплачивается и начинает собственными силами порождать медленные электрические колебания. По мере их нарастающей синхронизации сознание отключа­ется, и в конце концов мы засыпаем.

«Этот процесс можно запустить искусственно, — говорит Борн. — Если с помощью прикрепленных к коже головы электродов стимулиро­вать с частотой дельта-волн кору больших полушарий на значительном участке, у многих подопытных наблюдается постепенное утомление и порой засыпание».

Однако действительно ли, как утверждает Борн, сон спускается «сверху вниз», то есть решающий импульс засыпания исходит от высших обрабатывающих информацию центров в коре больших полушарий — этот вопрос на настоящий момент остается полностью открытым. Не­сомненно лишь, что синхронизация клеток коры головного мозга — еще одна компонента сети засыпания, дополняющая сигналы промежуточного мозга и мозгового ствола. Соответственно, процесс засыпания и глубина сна —• результат работы всей центральной нервной системы, а не какого-то одного ее ареала. Следовательно, единого центра сна в принципе быть не может.

Источник сновидений

А что происходит, когда наш мозг переключается на третье состоя­ние? Где и как принимается решение о переходе из глубокого сна в БС? Исследовательская группа Клиффорда Сейпера и тут взялась за поиск причин и нашла соответствующий переключатель. Здесь также задействованы различные нервные узлы, с некоторыми из кото­рых мы уже встречались ввиду их важной роли при переключении с бодрствования на сон.

На все эти узлы оказывают влияние две небольшие области в мосту мозга, имеющие противоположные задачи: одна включает БС, другая его выключает. И поскольку клетки этих двух областей блокируют де­ятельность друг друга, то, как и в ситуации сон-бодрствование, собы­тиями в каждый момент времени управляет лишь какая-то одна из них. Положение переключателя зависит от того, какие из управляющих им нервных узлов в данный момент доминируют. Одни из этих узлов спо­собствуют БС, другие препятствуют ему.

Например, во время бодрствования переключатель БС всегда стоит на позиции «выключено». Лишь у страдающих нарколепсией это не так. Поэтому они средь бела дня испытывают приступы, при которых мус­кулатура полностью расслабляется, и возникают галлюцинации наяву. Раньше врачи считали нарколепсию одной из форм эпилепсии. Сегодня совершенно ясно, что больные посреди периода бодрствования пере­живают краткие фазы БС.

Когда мы спим, переключение коммутатора определяется раз­личными дополнительными факторами. Особенно важны здесь внут­ренние часы. «Если человек ложится в непривычное время, БС тем не менее приходит в то же время, что обычно», — говорит берлинс­кий психиатр Дитер Кунц. «Правда, в начале сна мы, судя по всему, не так легко впадаем в БС, поскольку потребность в глубоком сне в это время особенно велика»,— поясняет цюрихский исследователь Александр Борбели. — Продолжительность БС в течение ночи уве­личивается еще и потому, что уменьшается потребность в МБС». И лишь когда перевешивают те сигналы, которые способствуют БС, переключатель резко переходит в другое положение. Электрическая активность мозга оживляется, мы начинаем вращать глазами, видим яркие сны и в то же время полностью парализованы.

Если модель БС-переключателя относительно нова, то с цент­ром БС в мосту мозга ученые знакомы уже давно. Он расположен в непосредственном соседстве с недавно открытым переключате­лем и то запускается им, то выключается. В активном состоянии он обеспечивает типичные особенности БС: во-первых, блокирует все проводящие пути, ведущие вниз к костному мозгу, и тем самым обеспечивает полное расслабление мышц во время БС. В то же вре­мя посредством возбуждающих отростков, идущих до самого пе­реднего мозга, он порождает необычную, загадочную активность мозга во время ярких сновидений, почти неотличимую от ЭЭГ в со­стоянии бодрствования.

Как обнаружил еще в 1970-е гг. американский исследователь Аллен Хобсон из Гарвардского университета в Бостоне, центр БС выполняет свою работу посредством нервных клеток, вырабатывающих распро­страненный нейромедиатор ацетилхолин. Когда ученые вспрыскивали аналогичное вещество подопытным животным в мост мозга, те тут же оказывались в состоянии БС. И наоборот, животные, чей БС-центр медикаментозно блокировался, уже не могли впадать в БС.

Почему лекарства от аллергии вызывают сонливость

Итак, относительно того, как мозг управляет сном, нейробиологи до­стигли некоторой ясности: очевидно, за выбор состояния сна или бодр­ствования отвечает сеть возбуждающих и блокирующих возбуждение центров в промежуточном мозге и стволе мозга, иногда при поддержке коры больших полушарий. Таламус следит за тем, какие раздражения проникают в сознание, и регулирует глубину сна при поддержке нейро­нов большого мозга, синхронизирующих свою активность по нарастаю­щей. Глубокий сон с регулярными промежутками прерывается фазами БС, организуемого небольшим участком в мосту мозга, который также включается и выключается сетью из нескольких нервных узлов. Судя по всему, эти БДГ-фазы имеют совершенно другую функцию, чем осталь­ной сон.

Сейчас известны даже сигнальные вещества (нейромедиаторы), посредством которых блокируются или возбуждаются те или иные нервные узлы, что объясняет, между прочим, действие некоторых лекарств. К примеру, наиболее распространенные сейчас снотворные средства — бензодиазепины и аналогичные вещества — имитируют или усиливают действие медиатора, с помощью которого центр сна в переднем гипоталамусе передает блокирующие сигналы. Вещество называется гамма-аминомасляная кислота, сокращенно ГАМК. Одна из множества проблем использования этих медикаментов в том, что они подавляют и центр БС. Поэтому искусственно вызываемый сон приносит организму меньше бодрости, чем нормальный. Человек, принимающий снотворные, быстрее устает, поскольку его мозг стремится добрать также и дефицит БС.