Мозг во сне

Теория о том, что мозг во время фазы быстрого сна не только производит сновидения, но и осваивает новые знания, получила подтверждение и с помощью молекулярной биологии. В клетке содержится набор генов, каждый из которых выполняет в организме свои определенные функции. Когда гену надо выполнять предначертанную ему ДНК роль, он активируется, и теперь эту активность можно измерить. Эта измеряемая активность называется генной экспрессией, проявлением гена. Исследование, проведенное в 2002 году, обнаружило, что специфический ген, который проявляется у крыс, когда они в период бодрствования чему-то учатся, снова и очень сильно проявляется во время поздних фаз REM, а это указывает на то, что изменения на молекулярном уровне, связанные с обучением, происходят как раз в фазе быстрого сна. А если гиппокамп ввести в состояние бездействия, например с помощью анестезии, в неокортексе не наблюдается и связанной с обучением генной экспрессии.

«Существует гипотеза о том, что следы памяти из гиппокампа переходят в неокортекс для длительного хранения, и наше исследование показывает, что это может происходить во время фазы быстрого сна. Особенно во время поздних фаз REM — именно тогда гиппокамп и беседует с неокортексом», — говорит Константин Павлидес, нейрофизиолог из Рокфеллеровского университета. Он один из авторов исследования и протеже Джонатана Уинсона, чьи теории о биологических функциях REM, высказанные еще в 1970-х годах, подкрепляются ныне данными молекулярной биологии.

Исследование, демонстрирующее, что процесс обучения наступает, когда мы отплываем в страну снов, придает новый смысл пословице «Утро вечера мудренее». «Я предполагаю, что, хотя поздние периоды REM особенно благоприятны, для обучения важен полный цикл сна», — считает Смит. Имеется смысл и в «тихом часе». В недавнем исследовании, проведенном в Гарварде группой Роберта Стикголда, испытуемых учили выполнять на компьютере определенную визуальную задачу, и их результаты к концу четвертого за день практического занятия из-за умственной усталости понижались. Но если они после завершения второго занятия полчаса дремали, результаты оставались на том же уровне, а если «тихий час» длился все шестьдесят минут, то на третьем и четвертом занятиях результаты становились выше.

Но есть и скептики, которые сомневаются в том, что быстрый сон играет важную роль в процессе обучения. Они указывают на два примера, которые, по их мнению, противоречат всей теории. Первый случай — это история одного израильтянина, у которого в двадцать лет в результате ранения был поврежден ствол головного мозга. Он не только выжил, но и выздоровел, но, когда спустя тринадцать лет ученые исследовали его сон, выяснилось, что у него вообще почти не было фазы REM, а в те ночи, когда она все-таки бывала, на эту фазу приходилось лишь три процента всего времени сна. Однако же память его по­вреждена не была, потому что после ранения он окончил не только колледж, но и юридическую школу. «Совершенно очевидно, что можно убрать фазу REM и при этом не лишиться памяти, потому что нет никакой другой профессии, которая требует больше бездумной зубрежки, чем профессия законника», — ехидничает Джером Сигел, профессор психологии и биобихевиористики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Сигел относится к тем скептикам, которые указывают и на еще одну причину усомниться в важности сна в процессе запоминания: существует целый класс антидепрессантов, которые называются ингибиторами моноаминоксидазы и которые имеют четко выраженный побочный эффект: в результате их приема значительно сокращается или вообще исчезает фаза быстрого сна. И хотя эти препараты широко применяются уже в течение нескольких лет, побочные эффекты в виде поражения памяти не отмечены.

Карлайл Смит на это возражает, что требования, предъявляемые к студентам-юристам, и тесты, выполнявшиеся тем израильтянином в ходе обследования, относились в основном к декларативной памяти, а изменения в ней происходят, как правило, при нарушениях медленного сна, а не в результате потери фазы REM. Подобным же образом и обследование пациентов, принимающих антидепрессанты, было сосредоточено на выполнении задач, связанных с декларативной памятью, а люди, у которых нет фазы быстрого сна, без проблем запоминают имена, географические названия и факты. Поскольку обучение не происходит исключительно во время сна, они способны осваивать и процедурные задачи, но не так эффективно, как те, кого быстрый сон посещает столько раз, сколько положено. Различия в результатах обучения могут стать заметными после достаточно продолжительного периода — через сколько-то дней или недель, а таких сравнительных исследований, говорит Смит, еще не проводилось.