Зачем мы спим

Но только в 1924 году два немецких исследователя, Джон Дженкинс и Карл Далленбах, выставили на ринг сон против бодрствования, чтобы выяснить, кто станет победителем в деле сохранения памяти, — это была научная версия классического поединка кока-колы против пепси. Участники эксперимента сначала выучили список фактов. После этого исследователи проследили, насколько быстро забывали волонтеры эту новую информацию в течение восьми часов, причем отслеживались как бодрствовавшие добровольцы, так и те, кому удалось поспать в ходе эксперимента. Сон помог закрепить заученную информацию, предотвратив ее утрату. Бодрствование, напротив, оказало отрицательное действие на память испытуемых, и в результате кривая забывчивости поползла вверх[55].

Эксперимент Дженкинса и Далленбаха к настоящему времени был неоднократно повторен, что доказало: сон по сравнению с тем же временем бодрствования на 20–40% усиливает способность человека сохранять информацию. Это не мелочь, когда, например, вы готовитесь к экзамену или запоминаете жизненно важную, с эволюционной точки зрения, информацию — расположение источников воды или пищи, наличие вблизи дружественных племен или хищников.

Но только в 1950-х годах с открытием медленной и быстрой фаз сна мы начали больше понимать, каким именно образом сон помогает запоминать новую информацию, а не только помогает ли он это делать вообще. Изначально исследователи сосредоточились на том, чтобы понять, какие именно стадии сна помогают закреплять то, что отложилось в мозге в течение дня, будь то информация, полученная на уроке, медицинские знания, обретенные в ординатуре, или бизнес-план, разработанный на курсах повышения квалификации.

Вы помните из главы 3, что большую часть глубокого медленного сна мы получаем в начале ночи, а большую часть быстрого сна (и более легкого медленного сна) — в конце ночи. После того как волонтеры усвоили полученную в ходе эксперимента информацию, ученые разделили их на две группы, одной позволив спать только первую половину ночи, а другой — только вторую. Таким образом, обе группы спали равное (хотя и непродолжительное) время, однако первая группа окунулась в фазу глубокого медленного сна, а вторая застала фазу быстрого сна. Площадка для генерального сражения между двумя типами сна была подготовлена. Оставалось решить, какой сон принесет большую пользу сохранению воспоминаний: глубокий и медленный или быстрый? Для фактологической, учебного типа памяти результат был ясен. Именно ранний ночной сон, богатый глубокими медленными фазами, выигрывал состязание с фазой быстрого сна на лучшее сохранение информации.

Исследования, проведенные в начале 2000-х, в которых был применен несколько измененный подход, позволили сделать аналогичное заключение. После того как участники запомнили блок информации, им позволили заснуть на полных восемь часов и, естественно, все это время к их головам были прикреплены электроды. На следующее утро волонтеры выполнили тест на запоминание. Когда исследователи сопоставили промежуточные фазы сна с количеством сохранившейся информации, глубокий медленный сон снова одержал победу: чем больше испытуемому досталось глубокого медленного сна, тем больше фактов он помнил на следующий день. Действительно, если бы вы были участником такого опыта и я знал бы только одно: сколько времени вы пробыли в фазе глубокого медленного сна, я все равно смог бы с большой точностью предсказать, с каким результатом вы выполните предстоящий тест. Вот насколько взаимообусловленной может быть связь между сном и укреплением памяти.

С тех пор как ученые начали использовать МРТ-сканирование, мы смогли заглянуть в глубины мозга испытуемых, чтобы определить, откуда эта информация извлекается до сна и после сна. Оказывается, что эти информационные блоки воспроизводились из разных локаций мозга, причем в разные периоды времени. Перед сном участники извлекали воспоминания из гиппокампа — краткосрочного и малонадежного хранилища информации. Но на следующее утро дело обстояло иначе. Воспоминания сместились. После ночи полноценного сна участники стали извлекать информацию из неокортекса, расположенного в верхнем слое полушарий мозга, – участка, который служит долгосрочным хранилищем фактологической информации, где она может храниться не только безопасно, но, возможно, и бесконечно.

По существу, во сне мы становимся участниками сделки по передаче собственности, которая происходит каждую ночь. Используя принцип длинноволнового радиосигнала, который переносит информацию на огромные расстояния, мозговые волны глубокого медленного сна выполняют функции курьерской службы, перенося блоки информации из временного хранилища (гиппокампа) в более надежное и постоянное место хранения (кору головного мозга). Таким образом, сон помогал поддерживать эти воспоминания в актуальном состоянии.