Сон - тайны и парадоксы

В лаборатории Павлова было обнаружено, что собаки в процессе выработки условных рефлексов засыпают. Сон у них вызывали некоторые внешние раздражители, которые, как писал Павлов, «в больших полушариях производят тормозной процесс». «Торможение и сон — это одно и то же», — повторял он. Допускал он, впрочем, существование и другого механизма сна. Трактуя опыты А. Д. Сперанского и B. C. Галкина с перерезкой у кошек зрительных, слуховых и обонятельных нервов, он говорил, что здесь сон пассивен и причина его — иссякание потока информации. Есть, говорил он, «два сорта сна: один сон пассивный, в силу отпадения массы раздражений, обыкновенно поступающих в большие полушария, и другой сон — активный, как его и представляют, в виде тормозного процесса, потому что тормозной процесс, конечно, должен представляться активным процессом, а не как состояние не деятельности».

Пассивным казался Павлову и сон больных летаргическим энцефалитом, и сон подопытных кошек Гесса. Не признавая существования в гипоталамусе центра сна, он объяснял этот сон одним лишь разрывом сообщения между большими полушариями и внутренним миром. Не все идеи Павлова о природе сна и бодрствования выдержали проверку временем. Идеи, в которых почти все мозговые функции возлагались на кору, а глубинным отделам отводилась сугубо вспомогательная роль, в которых все многообразие нервных процессов сводилось к возбуждению и торможению, оказались слишком схематичными.

Точно так же и Гесс, обнаружив столько интересного в глубинных структурах, решил, что в мозговых процессах они, а не кора, играют первую скрипку, и они с Павловым долго спорили на эту тему, так ни до чего и не договорившись. Однако образцом прозорливости предстает сегодня перед нами та настойчивость, с которой Павлов твердил, что торможение, охватывающее мозг, активно и что сон меньше всего похож на бездеятельность.

Пять ступенек в глубину

В середине тридцатых годов бельгийский нейрофизиолог Бремер провел очень важные опыты. Перерезав кошке спинной мозг на уровне первого шейного сегмента, он получил так называемый изолированный мозг. На электроэнцефалограмме, снятой с этого мозга, отражалась нормальная смена сна и бодрствования. Когда же Бремер сделал перерезку на уровне среднего мозга, получился препарат, который он назвал «конечным изолированным». На снятой с него электроэнцефалограмме была лишь картина сна. Отчего произошла такая перемена, Бремер сразу не догадался. Непрерывный сон он по традиции объяснил снижением притока импульсов к коре. Это было верно, но каких импульсов, и откуда они шли? Оставалось сделать один шаг и найти механизмы, поддерживающие уровень бодрствования. Но шаг этот Бремеру сделать было не суждено. Сделали его в 1949 году американский нейрофизиолог Мэгун и его итальянский коллега Моруцци.

Исследуя больных полиомиелитом, который поражает нижние отделы ствола головного мозга, Мэгун установил, что нарушения мышечного тонуса при этой болезни связаны с разрушением нижних отделов ретикулярной формации. О существовании этой структуры знали еще в прошлом веке, но ее назначение было никому не ведомо. Ретикулярная формация — это огромная сеть нейронов; отсюда и название: ретикулярная — значит сетевидная.

Сеть эта растянута по всему стволу от спинного мозга до гипоталамуса и таламуса включительно. Мэгун и Моруцци доказали, что глубокий сон, который демонстрировал Бремеру «конечный изолированный мозг», вызван был отсечением от полушарий ретикулярной формации, чьи активизирующие импульсы поддерживают не только мышечный тонус, но и надлежащий уровень бодрствования.

Изучение ретикулярной формации было продолжено американскими нейрофизиологами. Они разрушали все пути, по которым направляются в кошачий мозг импульсы из глаза, уха, от кожи и обонятельных луковиц, и сохраняли только связи ретикулярной формации с большими полушариями. Никаких изменений на электроэнцефалограмме, никакого понижения уровня бодрствования! Когда же все пути между органами чувств и корой оставались нетронутыми, а разрушалась ретикулярная формация, наступал сон. Так появилось весьма важное дополнение к прежним гипотезам о том, как влияет на состояние мозга сокращение потока поступающих в него импульсов.

Природа позаботилась о том, чтобы все импульсы, приходящие от органов чувств в соответствующие отделы коры, попадали и в ретикулярную формацию. Вот перед нашими глазами неожиданно возникает яркий свет. По зрительным волокнам сигнал о свете отправляется к зрительной коре. Но, проходя через ствол мозга, сигнал делится на две части. Одна часть продолжает свой путь в затылочную долю, где находится зрительная кора, а другая по особым ответвлениям направляется в ретикулярную формацию. А что произойдет, если мы услышим громкий звук? Часть сигналов попадет в слуховую кору, расположенную в височной доле, а часть — опять в ретикулярную формацию.