Наука о сне. Кто познает тайну сна – познает тайну мозга!

Преимущества возможности бороться со сном и поддерживать состояния качественного бодрствования — вполне очевидны. Однако уже через несколько часов после пробуждения на уровне вентрального гипоталамуса образуется достаточно гипногенных молекул, чтобы снова уснуть. Простой тест (называемый итеративным (повторным) засыпанием), позволяет под полиграфическим контролем определять тенденцию к засыпанию у обычных испытуемых каждый час в темном помещении. После 10 часов утра немногие могут оставаться в состоянии спокойного бодрствования более пяти минут. Естественное состояние нашего мозга на самом деле — это спать, при условии, что обеспечено необходимое питание и безопасность. Гамаки племен, которых называют примитивными, чаще использовались днем, чем ночью. Но промышленная цивилизация, которая ввела определенные трудовые часы, обязывает нас просыпаться в определенное время и сохранять бодрствование из страха перед начальником, наказания штрафом и реже всего — из настоящего научного любопытства.

Представим себе племя гоминидов, живших 4–5 миллионов лет назад на восточном африканском роге и занимавшихся собирательством и охотой. В голодные дни один из них разгрыз несколько зерен кофе. Зерна оказались горькими, но вызвали ощущение хорошего самочувствия. Исчезла усталость, легче оказалось и ночное бодрствование у пещеры. Вскоре всё племя стало регулярно грызть зерна кофе, чей вкус улучшился после того, как их стали поджаривать на горячих углях. Благодаря кофе ареал собирательства и охоты расширился, а сопротивляемость сну позволило по ночам нападать на другие, спящие, племена. Стало больше еды и больше детей. Психофармакология бодрствования позволила этому племени «ксантофагов»[28] заинтересовать кофейными зернами и соседей.

Еще нужно было, чтобы синхроническое[29] преимущество, внесенное потреблением кофеина, могло сложиться с диахроническим[30] преимуществом, и в таком удвоенном виде передаться последующим поколениям. Другими словами, обладает ли кофеин способностью вносить такие изменения в центральную нервную систему, которые могут записаться в генетическую программу развития мозга? Ответ будет положительным, по крайней мере, для крыс и мышей.

Диахронические эффекты кофеина

• У крыс и мышей

В 1980 году Энслен с соавторами изучали состояние бодрствования у более чем 120 крыс линии Спраг-Доули. После оплодотворения самок помещали в клетки, и они получали 0, 0,0125, 0,025, либо 0,1 % кофеина, добавленного в пищу во время ее потребления. Прием кофеина прекращали на период лактации, и крысята первого поколения, вскормленные своими матерями, когда вырастали, подвергались полиграфической регистрации цикла бодрствование-сон в течение нескольких недель. Затем самок этого первого поколения поместили вместе с самцами (которым ничего не вводили) и стали кормить без кофеина во время кормления и грудного вскармливания. Затем снова изучали цикл бодрствование — сон у подросших крысят второго поколения.

Результаты исследования показали статистически значимое увеличение времени парадоксального сна (ПС) на 38 минут у крыс — потомков матерей, не принимавших кофеин, и на 64 минуты у крыс, потомков матерей, которые принимали кофеин. А медленный сон не показывал значимых изменений. У крыс второго поколения обнаружено увеличение времени ПС от 43 минуты (контроль) до 60 минут у потомков бабушек, получавших кофеин во время кормления.

Эти эксперименты были подтверждены в моей лаборатории в 1981 году Кристофером Синтоном. Он смог также отвергнуть гипотезу относительно роли материнского вскармливания, доверяя кормление мышат, рожденных от матерей, принимавших кофеин во время кормления, матерям, не принимавшим кофеин. Тестируя поведение, Синтон также показал, что у мышей, родившихся у матерей, принимавших кофеин, происходит значительное повышение уровня исследовательского поведения в открытом поле Хебба-Вильямса и резкое увеличение латентности проникновения в темный отсек после получения электрического разряда.

Постоянные изменения парадоксального сна у и первого, и второго поколений грызунов, принимавших кофеин, остаются необъяснимыми. Тем не менее, существует экспериментальный факт, полученный в двух лабораториях под строгим контролем. Употребление кофеина во время кормления крыс и мышей влечет за собой постоянное увеличение парадоксального сна у их потомков как в первом, так и во втором поколении.

• У человека

Если продолжительность жизни кофеина в организме мыши составляет 30 минут, то у человека она достигает 6 часов. Следовательно, 100 мг/кг/сутки кофеина у мыши соответствуют 8 мг/кг/сутки у человека, или ежедневному употреблению 500 миллиграммов (что соответствует 5–6 чашкам эспрессо). Это доза, которую можно принимать во время определенных стадий беременности, и которая, таким образом, может увеличить процент парадоксального сна у плода, а, значит, иметь благоприятное влияние на формирование мозга (Рис. 4)!