Основной парадокс состояния сна и его экспериментальное разрешение

Но конечно не только желудочно-кишечный тракт представлен в коре мозга во время сна. На следующем слайде показан ритм дыхания, локальная ЭЭГ первичной зрительной коры, и нейроны в первичной зрительной коре во время сна. Вы видите, как замечательно эти нейроны следуют за ритмом дыхания, это бывает не часто, таких нейронов мы видели немного. Недавно коллега из одного американского университета мне написал, что в соматосенсорной коре обезьяны, которая у него была, под наркозом вдруг обнаружилось, что нейрон начал разряжаться в ритме дыхания.

Оказалось, что не только дыхание, но и активность сердца отражается в корковой ЭЭГ во время сна. Вызванные ответы на сердечные сокращения тоже появляются как раз в периоды высокоамплитудного медленного сна.

Наверное, нужно что-то сказать и про быстрый сон потому что, наверное, многие из вас в каких-то журнальных статьях слышали байку, что именно быстрый сон - это то состояние мозга, когда мы видим сновидения. Ну вот, во-первых, хочу вам сказать, что от этого утверждения уже практически все ученые отказались. Было сделано большое количество экспериментов, которые показали, что сновидения могут быть и в фазу медленного сна, и в фазу быстрого сна. Я вам сейчас дальше предложу механизм появления сновидений, будет понятно, скорее всего, что тут фаза сна роли не играет.

А что же тогда этот быстрый сон? Ответом на этот вопрос мы пока серьезно не занимались. Быстрый сон отличается от медленного сна только тем, что там нет этих больших медленных волн. А если мы посмотрим на наши внутренние органы, то увидим, что есть внутренние органы, которые имеют явно выраженную ритмическую активность, вроде желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), дыхания, сердца. А есть органы, которые не имеют ритмической активности, – печень, почки, репродуктивная система, сосудистая система, лимфатическая система. Там нет столь очевидной ритмики.

Так вот, скорее всего, просто-напросто, мозг проводит во время одного цикла сна некоторое поочередное сканирование всех частей нашего тела. Когда он сканирует те части тела, которые имеют ритмическую активность, мы видим волны ЭЭГ.

Когда мы приходим к органам, которые не имеют ритмической активности, она становится такая неритмическая, мы ее называем «быстрым сном».

Мы уже подходим к концу лекции. Теперь я хочу показать простую схему, показывающую, как нам сейчас представляется, организацию информационных потоков в мозге при переходе от бодрствования ко сну.

Левая половина – это то, что происходит в состоянии бодрствования. Во время бодрствования сигналы из окружающей среды через, так называемые, экстеро-рецепторы (это все сенсоры, получающие сигналы из внешнего мира) попадают в кору мозга. По дороге они проходят через некоторое устройство, которое можно назвать «вентильное устройство» или «блокирующее устройство».

Смысл его состоит в том, что входы от рецепторов никогда не идут прямо в кору, это медицинский факт. Они проходят через специальную промежуточную структуру, которая называется «таламус». И там происходит переключение сигналов с одного нейрона на другой нейрон, и вот там, где происходит это переключение, можно сигнал передать, а можно сигнал не передать.

И вот для этого существует вот такое устройство, которое может по некоторому внешнему сигналу открыть проведение или закрыть проведение. Это таламический уровень. Во время бодрствования эти сигналы пропускаются в кору мозга для анализа, тут они анализируются и выдаются результат. Куда? Выдается в два блока, один блок связан с нашим сознанием, ощущением и нашим восприятием, и ощущением себя во внешнем мире. Второй блок связан с обеспечением поведения и двигательной активности.

Тут возможно возникновение недоумения. Все со школы знают, что с сознанием, с памятью, со всеми сложными высшими когнитивными функциями связана кора. Я тут хочу сказать, что именно работа со сном ставят под сомнение это общепризнанное заключение.

Мы прекрасно знаем, что во время сна сознание выключено. Нейроны в коре мозга во время сна так же активны, как во время бодрости. Если бы сознание было связано с активностью нейронов коры, то, видимо, оно должно было быть активно и во время сна. Никакой разницы в активности нейронов в коре мозга во сне и в бодрости нет, как я вам пытался показать до этого. Значит, надо предположить и заключить, что или сознание не связано с нейронной активностью, или нейроны, связанные с сознанием, локализованы не в коре.