Мозг и его потребности. От питания до признания

Итак, в ходе обычного ночного отдыха человек вначале спит медленноволновым сном часа полтора – уставший организм восстанавливает силы. В последнее время активно исследуется работа в этот момент так называемой глимфатической системы мозга. Потом появляется первый период быстрого (парадоксального) сна; как правило, он длится не более 15–20 минут. Потом еще полтора часа медленноволного сна – и вновь REM-фаза, и еще один цикл, и еще один. Постепенно продолжительность периодов парадоксального сна нарастает, а в состоянии дельта-сна человек находится все меньше времени. В итоге четыре-пять раз за ночь мы успеваем побывать и в медленно-, и в быстроволновом сне, то есть пройти «полный цикл». Оптимальный момент для пробуждения – переход от REM-сна к новому циклу.

Большинство людей свои сновидения не помнят (кстати, часть из них все же возникает в фазу медленноволнового сна). Наша память обычно сохраняет лишь те сны, которые появляются в момент пробуждения. Под утро снятся легкие сны и, как правило, не очень эмоционально нагруженные. Во время парадоксальной фазы эмоций в снах гораздо больше. Вы можете посреди ночи проснуться, например, от кошмара. Или вдруг после пробуждения вспомните о том, как летали во сне или находились в каком-то замечательном и радостном месте. Некоторые (примерно 1 человек из 15–20) не только видят, но и помнят еженощные сны, интересные, как сериалы, и с нетерпением стремятся к любимой подушке. Им можно только позавидовать. У них каким-то образом сигналы во время парадоксального сна доходят до сознания.

REM-сон – это фаза активной работы мозга с информацией. Она очень важна, например, с точки зрения процессов образования и сохранения памяти.

Парадоксальный сон можно сравнить с разборкой архива, когда мозг перелопачивает и обрабатывает (в том числе повторно) данные, накопленные за текущий день, за последний месяц, год, может быть, за всю жизнь. И все это вплетается в наши сны. Поэтому в снах запросто всплывают события, которые случались с нами давным-давно, о которых мы уже много лет не вспоминали. Во время сна продолжается обработка информации, и поэтому бывают творческие сны и прогностические сны (последние порой называют «вещими»).

В жизни многих творческих людей сны играли важную роль: именно в этот момент рождались великие научные идеи, происходили поэтические озарения и т. п. Самый яркий, пожалуй, пример – гений сюрреализма Сальвадор Дали, который специально засыпал, сидя в кресле, с ложкой в руке. Ложка падала в таз, будила его, и он быстро зарисовывал явившиеся во сне видения. Судя по количеству созданных картин, Дали только и делал, что спал и рисовал, спал и рисовал. Потрясает и глубочайшее содержание его произведений, и качество их исполнения, и производительность художника. И конечно, одно из величайших произведений – картина, которая так и называется: «Сон, навеянный полетом пчелы вокруг граната за миг до пробуждения». В этом названии прямое указание на источник образов и сюжета.

Лень, или Программа экономии сил

В списке жизненно важных витальных программ, помимо связанных с едой, безопасностью, гомеостазом, присутствуют программы экономии сил, которые порой называют алгоритмами лени. Реализация этих программ тесно переплетается, с одной стороны, с состоянием утомления («запредельного торможения», по И. П. Павлову), с другой стороны – с основополагающим принципом экономии ресурсов и энергии всяким живым организмом, начиная с бактерии. Принцип экономии с очевидностью адаптивно обоснован и вплетен в деятельность клеток организма человека (на биохимическом, молекулярном уровне), в работу всех систем нашего тела и, конечно, в функционирование мозга. Мы предполагаем, что в нервной системе в ходе реализации того или иного поведения импульсы, сигналы распространяются по нейронным цепям и сетям наиболее оптимальным, минимизирующим затраты энергии образом. Подобная оптимизация является результатом эволюционного процесса (если речь идет о врожденных программах) либо итогом дополнительной настройки и пластических изменений синапсов (если мы имеем дело с обучением).

Примером может служить процесс перехода от генерализации к специализации условного рефлекса, описанный еще в работах уже не раз упомянутого И. П. Павлова. На электрофизиологическом уровне (корреляционный анализ ЭЭГ человека в ходе выработки сенсомоторного навыка) соответствующие данные получены во второй половине прошлого века академиком М. Н. Ливановым[[49] ].

Оптимизацию проведения сигналов, подавление активности лишних нейронов – участников этого процесса можно наблюдать, анализируя алгоритм «латерального торможения», на структурном и функциональном уровне присущий многим нейросетям, входящим с состав сенсорных и двигательных систем мозга. В синаптологии экономия ресурсов проявляется в форме так называемого прунинга – непрерывно идущего, прежде всего в коре больших полушарий, процесса разрушения малоактивных синапсов (от pruning – «подрезка», «обрезка», например, ветвей деревьев).