Мозг во сне

Как установил Натаниэл Клейтман во время своего эксперимента в подземной пещере, наши биологические часы (которые расположены в том участке головного мозга, где пересекаются зрительные нервы) определяют ритмы тела — подъем и падение температуры, выработку гормонов, дремотное состояние, которое наступает не только в конце дня, но также между двумя и четырьмя часами пополудни. Согласно биологическим часам, суточный цикл составляет около 25 часов даже тогда, когда отсутствуют внешние стимулы, определяющие время сна и время бодрствования, такие как восход и закат солнца, однако в разные периоды жизни цикл может сдвигаться. В период полового созревания мы не только нуждаемся в более длительном сне — вместо восьми до десяти и более часов, — но еще и меняется время наступления дремотного состояния, поэтому подростков так трудно загнать в постель, а спят они до полудня. На более поздних стадиях жизни сон становится прерывистым, и даже вполне здоровые пожилые люди обычно несколько раз за ночь просыпаются на несколько секунд, хотя об этом и не помнят — эти моменты настолько коротки, что заметны только на энцефалограммах. Прерывистый ночной сон ведет к повышению дневной сонливости: типичная картинка — дедуля, засыпающий посреди собственного рассказа.

Еще один ключевой вопрос, на который ответ был получен уже в начале исследований REM: а присущ ли этот феномен только людям? Демент начал с определения стадий сна кошек, которые еще с 1930-х годов были излюбленными объектами исследователей мозговой деятельности: структура их мозга схожа со структурой мозга человека, в их пользу в качестве подопытных говорило также их изобилие и компактные размеры. В 1960 году французский нейробиолог Мишель Жуве с помощью ЭЭГ показал, что кошачья модель REM схожа с моделью человеческой; исследователи проводили эксперименты и с прочими обитателями животного мира. Так, например, было установлено, что у рептилий не бывает быстрого сна, а у млекопитающих он имеется; ставились опыты с некоторыми видами птиц. Длительность фазы быстрого сна варьировалась: от нескольких минут до сорока у домашнего скота и до семи часов у опоссума. Плотоядные хищники проводят во сне — во всех его стадиях — большее время суток, а домашние кошки, которым не приходится добывать пищу охотой, пребывают в фазе REM более двухсот минут в сутки. Но ученые пока не пришли к единому мнению по поводу того, что означают эти различия.

Что касается людей, то быстрый сон посещает их уже в утробе матери, а с возрастом его продолжительность меняется. Было установлено, что фаза быстрого сна появляется у плода в 26 недель и длится практически в течение всех суток. У новорожденных фаза REM занимает почти 50 процентов всего периода сна, затем начинает сокращаться и к четырем годам достигает уровня взрослого человека, то есть занимает от 20 до 25 процентов. С наступлением среднего возраста фаза REM снова начинает сокращаться, и у пожилых людей она составляет около 15 процентов.

Но для чего предназначена фаза быстрого сна, все еще оставалось загадкой, хотя группа Жуве в своей лионской лаборатории набрела на некоторые подсказки. Жуве хирургическим путем «отсоединял» тот участок мозга кошки, который отвечал за обездвиженность животного во сне, и обнаружил, что во время REM кошки могут вставать и охотиться на воображаемую жертву или атаковать увиденного во сне врага. При этом такое поведение — преследование жертвы во сне — могло длиться до трех минут. Он пришел к выводу, что эта стадия сна у взрослых представителей животного мира позволяет им как бы репетировать действия, необходимые для выживания в реальном мире, хотя к подобным навыкам, например к умению сражаться с врагом, животным каждый день прибегать и не приходится. Если в течение более чем трех недель будить кошку во время фазы REM, она впадает в эту фазу сразу же, как только получает возможность заснуть, и находится в ней 60 процентов всего времени сна. У кошек, которым не давали испытать фазу REM от 30 до 70 дней, менялось поведение: им все время хотелось есть, они становились беспокойными, значительно возрастала их сексуальная активность.