Бодрствование и сон

Новой главой в изучении теории сна явились исследования школы академика И. П. Павлова. Интерес к этой проблеме возник у ученого исподволь. Было обнаружено, что у собак в процессе выработки условных рефлексов и применении внешних раздражителей, которые «в больших полушариях производят тормозной процесс», возникала сонливость или сон. Особенно часто это состояние отмечалось при использовании близких по интенсивности раздражителей. В этой ситуации возникало торможение, распространение которого по полушариям мозга и вызывало сон. «Торможение и сон— это одно и то же», — писал И. П. Павлов. В этих исследованиях речь шла о торможении, определявшемся в лаборатории как активное. Одновременно с этим И. П. Павлов допускал и другой механизм развития сна. Трактуя опыты с перерезкой нервов, он пришел к заключению, что при этом возникает выключение рецепторов, воспринимающих информацию из внешней среды, и большие полушария лишаются массы раздражений, поступающих к ним в нормальных условиях. Возникает представление, «что существует два сорта сна: один сон пассивный, в силу отпадения массы раздражений, обыкновенно поступающих в большие полушария, и другой сон — активный, как и его представляют, в виде тормозного процесса, потому что тормозной процесс, конечно, должен представляться активным процессом, а не как состояние недеятельности»[1]. С точки зрения пассивного сна И. П. Павлов рассматривал и клинические данные, полученные при анализе энцефалитов, и факты, полученные Гессом в эксперименте на кошках. Отрицая существование в гипоталамусе центра сна, он объяснял имеющиеся факты разрывом сообщения между большими полушариями и внутренним миром.

Далеко не все положения, выдвинутые по этому вопросу И. П. Павловым, выдержали проверку временем. Да это и не могло не случиться при темпах современного Научного поиска. Не следует забывать, что И. П. Павлов по существу имел дело, как теперь принято говорить, с «черным ящиком», так как анализировались условия на входе (состояние внешней среды, специальные раздражения) и на выходе (капли слюны, движения и т. д.). О том, что происходило в самом мозгу, можно было только предполагать. Но с течением времени положение о разлитом торможении во время сна не подтвердилось. Однако замечательными и прозорливыми предстают высказанные Павловым мысли об активном характере процессов, происходящих во время сна. В 1945 г. П. К. Анохин развил ряд классических положений павловской школы о механизмах возникновения сна. Им была предложена корковоподкорковая гипотеза, согласно которой активный сон рассматривается как результат торможения корковой деятельности. Ряд корковых областей, особенно лобные отделы, оказывает постоянное тормозящее влияние на некоторые гипоталамические центры. Торможение корковых зон приводит к высвобождению гипоталамических образований, остающихся активными в течение всего периода сна. Освобожденные гипоталамические центры направляют возбуждение в область таламуса, где блокируется прохождение импульсов, идущих от органов чувств, внутренних органов, мышц к коре больших полушарий мозга. Близкие к описанным положениям взгляды развивал и Н. И. Гращенков. Эти представления сыграли на определенном этапе положительную роль, подчеркнув значение глубинных отделов мозга в регуляции сна и бодрствования.

Прежде чем перейти к описанию исследований, которые сделали возможным формулирование новых представлений о механизмах сна, следует сделать маленькое отступление. Идеи и гипотезы требуют экспериментального подтверждения. Для изучения деятельности мозга особую роль сыграла запись биотоков мозга — электроэнцефалография, впервые примененная в клинических условиях австрийским ученым Бергером. Сразу же выявилось, что биотоки бодрствования резко отличаются от ритмов сна. Последующие исследования канадского ученого Джаспера, английского физиолога Эдриана и других ученых подтвердили это достаточно четко. Было установлено: чем выше уровень бодрствования, тем менее выразительной выглядела электроэнцефалограмма, чем глубже сон, тем более четкими и крупными вырисовывались кривые биотоков мозга (рис. 1). Речь идет лишь об оценке амплитуды колебаний. Показатели же их частоты характеризуются упреждением по мере углубления сна, а при повышении уровня бодрствования — учащением (исключение из этого правила наблюдается только при переходе от бодрствования к ранним фазам сна). Таким образом, в 30-х годах XX века исследователи получили реальные возможности заглянуть внутрь «черного ящика». И если в отношении человека дело до недавнего времени ограничивалось исследованием лишь поверхностной электроэнцефалограммы (принято говорить ЭЭГ со скальпа), то в эксперименте на животных были получены записи биотоков мозга с помощью электродов, погруженных в глубинные отделы мозга на фоне перерезок, разрушения и раздражения отдельных участков мозга.

Рис. 1. Электроэнцефалограмма стадий бодрствования и сна

1 — настороженность; 2 — бодрствование; 3 — дремота; 4 — сон