Основной парадокс состояния сна и его экспериментальное разрешение

Он тогда руководил лабораторией кортико-висцеральных отношений в Институте Физиологии им. Иван Пигарев Павлова, большой специалист, хирург, который замечательно оперировал животных. Для меня всегда была проблема, голову-то я умею оперировать, а вот полостные операции я до этого никогда не делал, и для меня забраться в желудок или в кишечник казалось как раз чем-то довольно сложным. Он приехал в Москву и наших кошек прооперировал, и поставил им электроды в стенки кишечника и желудка, и мы получили возможность регистрировать уже натуральную миоэлектрическую активность этих органов и сопоставлять ее с активностью нейронов коры мозга.. Теперь не было никакой искусственной стимуляции.

Вот один из таких экспериментов. Эти большие всплески - так называемая, голодная активность желудка. Когда у вас в животе бурчит, это оно! Если у кошки через два часа после кормежки из желудка вся пища переходит в кишечник, желудок начинает периодически с ритмом где-то в минуту-полторы мощно сокращаться. И когда эти мощные сокращения происходят, регистрируется такая вот миоэлектрическая активность.

А вот это не совсем привычная запись. Это та же ЭЭГ коры мозга, но представленная здесь как спектрограмма. Я не буду вдаваться в методические тонкости получения этой картинки, это не так важно. Важно то, что, глянув на эту картинку, вы сразу видите, что появление этих всплесков активности в желудке совпадает с появлением вертикальных синих линий в спектрограмме. А эти синие линии отражают моменты, когда в ЭЭГ спящей кошки вдруг на короткий момент прекращаются медленные волны. Идут, идут, потом бывает короткий период, когда их нет, одну-две секунды. Потом они опять продолжаются.

Поведенчески сон при этом не прерывается. Пороги восприятия остаются такими же высокими, как и в настоящем глубоком сне. Эти явления известны всем, кто когда-либо писал ЭЭГ сна. И стало понятно, что, оказывается, эти периоды короткой, так называемой, десинхронизации ЭЭГ во время сна, просто связаны с периодами сокращения желудка во время сна.

Другой вариант опыта мы совсем быстро проскочим.  Я хочу просто показать вам, между прочим, что надо очень серьезно относиться к своим внутренностям, и что это не такая простая штука. Я вам показывал вначале, как выглядит ЭЭГ мозга. А это – электрическая активность, зафиксированная у стенки двенадцатиперстной кишки. Мне кажется, она ничуть не проще, чем картинка, которую мы регистрируем от поверхности мозга. Тут тоже видно, что она имеет очень широкий спектр, - это спектрограмма этой активности показана на нижней записи.

Почему я это показываю? Следующий наш эксперимент был такой: мы старались посмотреть, а есть ли в коре мозга нейроны, которые во время сна начнут реагировать в ритме перистальтики кишечника. У кишечника довольно частая перистальтика и можно набрать большой материал, и маленькие сигналы таким образом вытаскивать из шума. Но прелесть активности двенадцатиперстной кишки в том, что у нее не совсем одинаковый ритм, у нее есть очень простые гладенькие волны, а бывает, что у них появляются мощные электрические импульсы. Когда у них появляются мощные электрические импульсы, там происходят особо сильные сокращения стенки кишечника.

Мы регистрировали эту активность, и параллельно мы регистрировали активность нейронов разных отделов зрительной коры, и в затылке, и в лобной зрительной зоне, и в теменной зрительной зоне. И вот оказалось, что примерно треть из всех нейронов, которые мы зарегистрировали во время медленного сна, устанавливают хорошую корреляцию с вот этой ритмикой двенадцатиперстной кишки. Но оказалось даже больше того, они не просто устанавливают эту корреляцию, но среди них есть избирательные нейроны, одни из них устанавливают связь вот с этими колебаниями, с, так называемыми, спайк-потенциалами, а другие – с теми волнами, которые их не имеют. Видно уже, что нейроны там умеют проводить какой-то, непонятный нам, хитроумный анализ.

Еще один вариант такого же эксперимента. Так выглядит кусок нормального дневного сна кошки. Периоды высокоамплитудных волн – это медленно-волновой сон. А это периоды пробуждения или быстрой фазы сна. А вот здесь, в другой день, мы кошке через фистулу в желудок ввели лекарство «Лоперамид», это известное кишечное средство, во многих лекарствах оно есть, оно сильно меняет всасывание через разные каналы. Видно, как введение «Лоперамида» существенно изменило картину ЭЭГ кошки во время сна. Это нормальный сон, а это сон после введения «Лоперамида». Полностью рассыпалась вся картина электрической активности мозга, уже стало непонятно, что это – быстрый сон или медленный сон.