Мозг. Инструкция пользователя

Электрическая лампочка поменяла мир самым радикальным образом. Чтобы увидеть это, достаточно поехать в далекую африканскую деревню без электричества и обнаружить, что после заката солнца читать не получится – разве что при свете дрожащего пламени. Изобретение Томаса Эдисона миллиардам людей предоставило возможность все двадцать четыре часа в сутки предаваться тем занятиям и удовольствиям, которым их предки могли предаваться только днем. Однако у этого изобретения обнаружился большой минус: искусственный свет нарушил сон.

Сон – это потеря сознания, служащая переключателем для cogito, ergo sum (мыслю, следовательно, существую): во время сна чувственное восприятие мира притормаживается. Мозг продолжает функционировать, но как бы в состоянии stand-by, под парами. Мускулы расслабляются, и наступает сладостное состояние, воспетое поэтами, благословенный отдых (если не вмешивается сегодняшний синдром смены часовых поясов).

Сон – весьма древнее свойство живых организмов, полученное ими в ходе эволюции. Спят не только млекопитающие – спят птицы, рептилии, рыбы. Для человека он стал и отдыхом, и порой раздражающей необходимостью – из-за все той же электрической лампочки. «Сон – чудовищная потеря времени, наследие пещерных предков», – объявил Томас Эдисон, гордясь собственной легендарной трудоспособностью (что даже привело руководителя Edison Electric Light Company к конфликтам). Сегодня, полтора века спустя, политики и чиновники часто публично хвастаются тем, что спят по четыре-пять часов в сутки. На самом деле подобное поведение должно было бы беспокоить граждан и избирателей – вряд ли им нужен истощенный руководитель. Мозг не может работать нормально, если его лишить сна.

Но почему мы все-таки спим? Ответить на этот простой вопрос весьма затруднительно – слишком много разных гипотез и теорий циркулирует в научном сообществе, и по их поводу нет единого мнения. Совершенно точно известно, однако, что лишенный сна мозг работает плохо, совершает ошибки, человек легко впадает в раздражение, утрачивает творческие порывы, а если лишить его сна совсем, то все может закончиться летальным исходом.

Существует гипотеза, полагающая, что сон способствует сохранению энергии, однако она не слишком убедительна – во время сна организм потребляет ненамного меньше калорий, чем бодрствуя. Есть и гипотеза, утверждающая, что сон был придуман эволюцией для защиты живого существа от опасностей, но и она не выдерживает критики – ведь во сне мы беспомощны. Доподлинно известно, что сон способствует физическому восстановлению организма: экспериментально доказано, что во сне быстрее заживают раны и укрепляется иммунная система.

В последние годы биологи открыли, что во время сна в мозге происходит очищение, краткосрочная и долгосрочная память структурируются [см. стр. 84], что необходимо для процесса обучения [см. стр. 179]. Самые последние исследования показали, что сон позволяет в буквальном смысле вымыть мозг и удалить из него опасные шлаки и токсины. Он это делает посредством гидравлического насоса, которым, по сути, служит глимфатическая система (она вовлекает в процесс глиальные клетки [см. стр. 46] и напоминает лимфатическую систему), способная смыть нежелательные молекулы, такие как бета-амилоиды, пептиды, образующиеся в больших количествах при поражении мозга синдромом Альцгеймера. «Скопления бета-амилоидов делают сон менее глубоким и тем самым снижают память, – пишут ученые. – Чем менее глубоким сном спит человек, тем хуже его мозг очищается от вредных белковых соединений».

В любом случае необходимость и полезность сна стали неоспоримым фактом благодаря результатам последних исследований, ставших возможными в последние десятилетия с появлением новых технологий. Доказано также, что во время сна мозг вовсе не бездействует. Он трудится, и с некоторых точек зрения даже больше, чем во время бодрствования. Электроэнцефалография – метод, регистрирующий электрическую активность мозга, – была изобретена еще в 20-е годы ХХ века. Но только в 50-е годы прошлого века биологи применили ее к исследованию процесса сна и выяснили, что сон не является равномерным и однородным процессом, а представляет собой череду фаз разной активности и разной длительности.

К примеру, вы лежите в постели и читаете книгу. Скорее всего, в мозге в этот момент преобладают бета-волны. Зевая, вы снимаете очки и выключаете свет: мозговой ритм замедляется, образуются альфа-волны. Постепенно усталость берет свое, тета-волны снижают частоту, пока не становятся волнами дельта, – это уже глубокий сон. Но главная интрига впереди – спустя примерно 90 минут частота электрических колебаний становится неустойчивой, она колеблется между низкой дельта и более высокой тета, глаза движутся под веками. Эта фаза быстрого сна – так называемый сон БДГ (быстрые движения глаз) – самая загадочная. В этой фазе снятся самые яркие сны. Мозг активен, как на просмотре фильма в кино.