Основной парадокс состояния сна и его экспериментальное разрешение

Верхняя картинка здесь, это такая запись. А вот где красная стрелочка, я в это время перед мордой кошки вожу рукой. Вы видите, нейроны зрительной коры очень бурно реагируют на это дело. Тут они молчали, а тут они все вспыхнули, их довольно много, разных, но все они вспыхнули и дружно ответили, что они действительно видят мою руку. Это самое примитивное дело, конечно, в настоящих экспериментах мы водим не руку, задачи посложнее даются. Но самое простое увидеть, что он зрительный, это вот так подвигать рукой перед мордой.

Когда мы получили такой зрительный ответ, мы оставили электрод в этом же самом месте, и дали кошке заснуть. И вот когда кошка заснула, мы током простимулировали кишечник. Предварительно кошке были имплантированы электроды в стенку кишечника, и когда кошка спала, на кишечник был дан импульс тока. Такой слабенький, что он ее не разбудил. А потом оказалось даже, что когда начинаешь ей стимулировать кишечник, она начинает спать еще глубже, что вообще говоря, исходя из этой теории, можно было ожидать. Так вот, мы в момент, отмеченный красной полоской, простимулировали ей кишечник. И вы видите, что ответ нейронов в зрительной коре оказался даже еще мощнее, чем на зрительную стимуляцию.

Вот эта картинка уже более наукообразная. В сущности, то же самое. Тут уже одиночный нейрон зрительной коры и нет  зрительной стимуляции. Здесь мы только смотрим ответы этого нейрона на стимуляцию током кишечника. Вот эта красная линия, это момент стимуляции, каждая точечка на строчках - это появление одиночного импульса. Вот это идет фоновая активность нейрона, тут мы провели электрическую стимуляцию, через некоторый, так называемый, латентный период, видите, точек стало больше, то есть нейрон среагировал на эту стимуляцию.

Здесь было девять таких стимуляций проведено, когда мы все это сложили, получили вот такую гистограмму, видно, что на эту стимуляцию во время сна этот нейрон дал такой хороший ответ. А вот теперь мы кошку разбудили, и в состоянии бодрствования дали ту же самую стимуляцию на кишечник. И вы видите, что ответы этого нейрона на стимуляцию кишечника тут же исчезают, и тот же самый нейрон переключается на зрительную функцию. Зрительные ответы на этом рисунке я не показываю.

Это то же самое, но сделано не на зрительной коре, а на соматосенсорной, но результат был такой же.

Обезьяны. Кошки от человека все-таки далеко. Можно было легко сказать: «Ну ладно, у кошки может быть и так. А уж у человека точно не так». Обезьянка все-таки более похожа на человека, и с ней можно было сделать примерно то же самое. Только здесь уже не одиночный нейрон, а другой вариант эксперимента. Можно поставить электрод, и регистрировать суммарный ответ многих нейронов. Каждый нейрон в тот момент, когда он генерирует импульс тока, генерирует еще медленные отклонения потенциала. Если их суммировать с некоей зоны мозга, то можно увидеть суммарную активность большого количества нейронов в этой части мозга. Это, так называемые, вызванные потенциалы мозга.

На рисунке представлены результаты двух экспериментов. Двум обезьянам во время сна стимулировали  кишечник. Мы видим большую волну. Она отражает активацию нейронов в этой зоне мозга. Теперь мы будим обезьяну, такой же стимул даем. Вы видите, никакой волны тут нет. Таким образом, в экспериментах на обезьянах получилось в точности то же самое, что и на кошках.

Мы начали рассказывать об этих результатах, они вызвали, конечно, злобное возмущение окружающих физиологов, потому что это не лезло ни в какие ворота, и, естественно, люди старались придумать хоть какое-то объяснение, почему это не имеет смысла и почему это все полная ерунда. Первое возражение было в том, что «вы стимулируете кишечник током, это же не специфическое явление, вы делаете что-то искусственное, и то, что вы видите, тоже совершенно искусственные ответы». Возражение очень странное, особенно тем, кто был знаком с историей физиологии, поскольку большая часть информации о нервной системе получена именно методом электростимуляции. Но это ладно, это уже на совести этих товарищей можно оставить.

Я сам всегда тоже не был большим любителем электростимуляции, мне казалось интереснее все-таки все смотреть в натуральных условиях. И стремление наше было, конечно же, начать регистрировать настоящую, натуральную активность внутренних органов зверушки, например, кишечника или желудка, и эту естественную активность сопоставлять с активностью нейронов разных отделов коры мозга. Тут нам на помощь пришел Виталий Аркадьевич Багаев, к сожалению, ныне покойный.