Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим

В современной жизни мы испытываем совершенно иные страхи, отличные от прямой физической опасности, — это страх потерять лицо, страх остаться без средств к существованию и тому подобное, и мозг также склонен перерабатывать эти угрозы посредством сновидений.

Эмоции, порождаемые современным опытом, включаются в ткань сновидений наряду с древними, закодированными в ДНК сценариями. Как считает Яак Панксепп, возглавляющий исследования в области эмоциональной нейробиологии в Чикагском институте нейрохирургии, то, что происходит в спящем мозге, «позволяет древним эмоциональным импульсам быть составной частью поздних когнитивных навыков более развитого мозга».

Тренировка навыков выживания, сопровождавшая возникновение стадии быстрого сна, даровала преимущество, которое позволило фазе REM стать частью существования человека. Но благодаря сложности человеческого мозга эти ночные тренировки вышли на совершенно новый, усложненный уровень, который соответствует возможностям наших нейронных цепей. И новые исследования показывают, что сновидения и ментальная активность во время других стадий сна находятся в сложном взаимодействии, играя жизненно важную роль в нашей способности учиться новым навыкам и сохранять воспоминания, которые дают нам уникальное ощущение себя как личности.

Бег в лабиринте

Сон — это сама память, изменяющаяся прямо на глазах.

Берт Стейтс[18]

У себя в Массачусетском технологическом институте Мэтью Уилсон целыми днями наблюдает за тем, как спят крысы: «Меня спрашивают, что интересного в крысиных снах, а я отвечаю, что меня интересуют не крысы сами по себе, а то, как в снах выражается память и как это соотносится с нашим субъективным опытом». Студентом он изучал искусственный интеллект, но когда понял, что невозможно построить по-настоящему интеллектуального робота без понимания того, как функционирует мозг, то переключился с инженерной науки на нейробиологию. «Нам надо было разобраться, каким образом то, чем мы занимались днем, влияет на наши сны, как это в них проникает и что это дает нам — кроме возможности сделать очередную запись в “сонном дневнике”. Теперь мы понимаем, что такое влияние существует, что ночная активность мозга — это основополагающая часть обучения и формирования долговременной памяти», — говорит он.

Усмехаясь, Уилсон показывает на горы бумаг, которые громоздятся на всех возможных поверхностях в его кабинете: «Навести здесь порядок — задача невероятной сложности, перед мозгом стоит приблизительно такая же задача. В течение дня я могу урывками сортировать всю эту информацию, отбирать то, что стоит сохранить, раскладывать записи по файлам так, чтобы до них было удобно добраться, но все-таки куда эффективнее было бы заниматься этим после работы, когда меня никто не отвлекает». Он считает, что, когда разум засыпает, у мозга появляется замечательная возможность отфильтровать дневной опыт, оценить его относительную значимость, а затем отправить нужное в огромное хранилище предыдущего опыта — в долговременную память.

Потому что в это время у нас нет необходимости вступать в отношения с внешним миром.

Убежденность Уилсона основана на эксперименте, в ходе которого ему привалила редчайшая удача воскликнуть «Эврика!» — такое восклицание можно считать высшей точкой карьеры любого ученого. Задавшись вопросом о том, как работает память, Уилсон решил, что куда удобнее проводить эксперименты на крысах, чем на людях, потому что крыс легче контролировать во время тех испытаний, которым он собирался их подвергать. К тому же он мог точнее анализировать как дневные, так и ночные реакции, поместив микроэлектроды в выбранные им клетки мозга.

Уилсон и его сотрудники натренировали крыс бегать по лабиринту в поисках аппетитно пахнувших шоколадом кусочков пищи. С помощью имплантированных в мозг животных сенсорных датчиков они постоянно регистрировали паттерн импульсов скоплений нейронов, отвечающих за ориентацию животных в пространстве. Нейроны, которые интересовали ученых, находились в гиппокампе — том участке мозга, который изначально задействован в консолидации памяти как у крыс, так и у людей.