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

Группа исследователей под руководством Тьерри Галлопена из Лионского университета сумела в 2004 г. выяснить, что это загадочное вещество уменьшает действенность нейромедиатора, который возбуждает так называемая ВЛПО-область в переднем гипоталамусе, отвечающий за сон. Тем самым он, возможно, не дает нервным центрам погрузить нас в состояние сонливости. Кроме того, есть указания на то, что модафинил поддерживает нейромедиаторы, переводящие переключатель сна в положение бодрствования, такие как орексин и дофамин.

Так что пока мечта о безграничном господстве над сном и бодрствованием недостижима, несмотря на успехи поисков локализации центров сна, начавшиеся 90 лет назад с объяснением загадочной болезни Экономо.

Однако разветвленная система управления вызывает и совсем другого рода вопросы. Каков смысл всей этой сложнейшей физиологической деятельности в мозге? Почему нам нужен коммутатор, отключающий сознание? Почему таламус порождает сигналы, распространяющиеся по спящему мозгу в виде волн возбуждения? Почему клетки больших полушарий после большой затраты сил синхронизируют свою деятельность и понижают возбудимость? Зачем нам центр БС в мосту мозга?

Поэтому, хотя мы теперь многое знаем о том, как возникает и протекает сон, загадка сна все еще не решена.

«Джентльмены, это не фокус!» — воскликнул 16 октября 1846 г. хирург Джон Коллинс Уоррен перед большим собранием онемевших от изумления коллег, которые, впрочем, и сами поняли, что тут все без обмана. Эта фраза стала одной из самых знаменитых в истории медицины. Ведь Уоррен только что удалил пациенту доброкачественную опухоль, причем операционный зал Бостонского университета не оглашался обычными в таких случаях криками боли. Пациент все время операции лежал неподвижно, с закрытыми глазами, в спокойной позе. Зубной врач Уильям Томас Грин Мортон предварительно усыпил его эфиром. Это была первая в мире операция под общим наркозом. Пары эфира отключили сознание пациента и погрузили его в подобное сну состояние.

Сегодня общий наркоз — рутинная медицинская процедура, для которой существует большой выбор препаратов. Некоторые вводятся внутривенно, другие вдыхаются пациентом с помощью маски. Степень риска при этой процедуре в настоящее время невелика, а польза от нее — бесконечна. Многие операции, необходимые для сохранения жизни, например удаление гнойного аппендицита, стали возможны лишь благодаря изобретению Мортона.

Кажется, что люди под наркозом спят. На самом деле во время искусственной анестезии тело и мозг не выполняют ни одной из тех задач, которыми занимаются во сне. Они находятся в некоем временном подобии сна, в которое погрузил их врач с помощью фармакологически активного вещества. При многих операциях анестезиологи еще усиливают с помощью дополнительного средства естественное расслабление мускулатуры. Нередко пациентам делается также дополнительный укол сильного болеутоляющего. Все это — меры предосторожности на случай, если наркоз окажется слишком легким.

Как и при настоящем сне, бодрствующее сознание при наркозе отключено. Информация, поступающая от органов чувств, не проводится дальше в мозг. Рисунок электрической активности мозга и в самом деле очень напоминает ЭЭГ спящего. Причем анестезиологи при тяжелых операциях, как правило, параллельно снимают энцефалограмму пациента, чтобы точно знать глубину наркоза. Специальные компьютеры помогают врачу в этой оценке. Здесь также действует правило: чем длиннее волны ЭЭГ, тем глубже подобие сна.

Однако, в отличие от настоящего сна, одурманенный наркозом мозг не может с помощью центра тревожного оповещения собственными силами включить сознание, то есть проснуться. Внешние раздражения просто не проникают на нужную глубину. Этим воспользовался нейробиолог Эрнст Пёппель из Мюнхенского университета. Руководимая им группа разработала прибор, который заглядывает в мозг глубже и дает информации больше, чем ЭЭГ. Это устройство посылает в уши пациенту щелкающие звуки, а затем регистрирует, отзывается ли на них мозг волной возбуждения. Наркоз можно считать достаточно глубоким лишь в том случае, если мозг не реагирует. «Видимо, состоянию наркоза соответствует подавление обработки информации», — поясняет Пёппель.

Долгое время было не ясно, каков механизм действия большинства анестезирующих веществ. Одно из самых распространенных предположений гласило, что они связываются с рецепторами дальних отделов мозга, понижающими активность нервных клеток. Это подавляет возбудимость клеток и ведет к отключению сознания. Нервные клетки в эволюционно древнейших отделах, например в стволе мозга, разумеется, не должны подвергаться такого рода воздействию, поскольку выполняют жизненно необходимые функции, в частности управление дыханием. Некоторые виды наркоза действительно действуют по описанному принципу. Это также объясняет, почему наркоз родственен скорее не ночному сну, а обмороку или коме. В этих крайних случаях потери сознания высшие части центральной нервной системы также в основном отключены и не могут снова включиться собственными силами.

С тех пор как ученые выяснили механизм регуляции сна, они обнаружили, что по крайней мере некоторая часть препаратов для наркоза воздействует целенаправленно на переключатель сон/бодрствование. В 2002 г. лондонские анестезиологи проводили опыты с веществами мусцимол и пропофол, связывающимися с теми же рецепторами, что и снотворные группы бензодиазепинов. Похоже, они в конечном счете действуют так же, как эти снотворные, но передвигают выключатель сна в самое крайнее положение. В результате возникает состояние «суперсна», необратимого на то время, пока длится фармакологическое воздействие.

Сейчас исследователи согласны с тем, что наше сознание создается на множестве уровней и, следовательно, может быть более или менее явно отключено в разных местах. Различные снотворные, анестезирующие и наркотизирующие средства воздействуют на различные участки этого сложного устройства, и в большинстве случаев результат выглядит схожим лишь извне. Есть целый ряд естественных состояний расслабления и потери сознания, которые плавно перетекают друг в друга и могут быть классифицированы по прогрессирующей утрате способности восприятия примерно так: медитация, гипноз, обморок и кома.

Сон в этот ряд не вписывается. Он представляет собой качественно иной процесс, активно управляемый мозгом. Такое различие очень многое говорит о структуре нейронной обработки информации в мозге. Мы можем отключать ее последовательно на многих уровнях, но при этом никогда не достигнем состояния сна. Дело в том, что сон — это второе, совершенно особое состояние, которое не определяется просто более или менее выраженным отсутствием бодрствующего сознания, а имеет собственные существенные признаки.

Поэтому хромает и излюбленное с древнейших времен сравнение сна со смертью, которая в конечном счете представляет собой не что иное, как крайнюю степень отсутствия сознания. Еще в греческих мифах Гипнос и Танатос, Сон и Смерть, были братьями, сыновьями богини ночи. Такое сравнение неверно, поскольку в сне не меньше витальности, чем в бодрствовании. Это две стороны одной медали, называемой жизнь, и у обеих общая противоположность — смерть.

Глава 3. Посланцы ночи

Словно стая птиц, в нескольких метрах над землей летят над долиной великолепные бабочки, умело направив по ветру оранжевые с черным крылья. И хотя удивительные создания размером с детскую ладошку держатся в воздухе почти неподвижно, рой проносится мимо со значительной скоростью. Мы уже потеряли бы их из виду, если бы время от времени то одна, то другая не взмахивала мощными крыльями. Это бабочки вида монарх, совершающие свое обычное путешествие длиной 3600 км из отдаленного уголка Северной Америки в горные леса Сьерра Мадре в Мексике. Здесь на небольшом пятачке ежегодно собираются в ноябре сотни миллионов этих прославленных путешественниц.

Удивительная игра природы. Но какое отношение она имеет к человеческому сну? Самое прямое. Не так давно ученые выяснили что бабочка-монарх никогда не отыскала бы пункт назначения без исключительно развитого чувства времени. Насекомые ориентируются по положению солнца, а его можно правильно истолковать лишь в том случае, если чувство времени постоянно подсказывает им, в какой стороне света находится сейчас согревающая нас звезда. Люди, конечно, тоже обладают такими внутренними часами. Это устройство на множестве уровней помогает телу приспособиться к постоянно повторяющейся смене дня и ночи. Одно из самых заметных проявлений работы внутренних часов — тот факт, что они диктуют нам, когда спать, а когда нет.