Вы проснулись — за окном хмурое утро. А во сне только что был прекрасный день где-то в тропическом раю. Зачем мозг показывал эту картинку и откуда он ее взял? Биологи утверждают: мы не должны помнить сны, мы даже не должны были знать об их существовании. Спасибо ехидне, которая открыла нам глаза.

Эксперименты на младенцах, или Спать за деньги

Отцом исследования сна считается американский нейрофизиолог Натаниэл Клейтман. Он опроверг популярную теорию гипнотоксина, некоего вещества, накапливающегося в организме в течение дня и якобы ввергающего людей в сон. Клейтман доказал, что человек живет в 24–25-часовом цикле даже в условиях полного отсутствия смены дня и ночи (ученый ставил опыты в подземной пещере и на подлодке, в основном с собственным участием). Быть может, он так и занимался бы суточными ритмами, но однажды в дверь его лаборатории постучался подающий надежды аспирант Юджин Асерински. И этот тандем открыл REM-фазу сна (Rapid eye movement — быстрое движение глаз). В русской традиции эта фаза называется БДГ-сном (быстрый сон, парадоксальный сон).

А начинал Асерински с изучения частоты моргания младенцев. Аспирант заметил, что во время сна глазные яблоки детей под закрытыми веками иногда приходят в движение. Он заинтересовался явлением и решил снять показатели электрической активности мозга во время сна с помощью энцефалографа. (Техника записи поступающих от мозга сигналов появилась в начале ХХ века, когда немецкий нейропсихолог Ханс Бергер стал записывать мозговые волны людей, не спавших, но пребывающих в расслабленном состоянии с закрытыми глазами.)

Вскоре к тандему ученых присоединился Уильям Демент, позже он основал Центр исследований сна и первую лабораторию по изучению сна при Стэнфордском университете. И в 1957 году появилась схема, вошедшая во все мировые учебники физиологии: пять сменяющих друг друга стадий сна. «Сон нам кажется реальностью, — писал Демент, — потому что он реален… Чудо в том, как без всякой помощи со стороны органов чувств мозг воссоздает во сне сенсорную информацию о мире, в котором мы пребываем наяву». «Поспать за деньги» в домашней лаборатории Демента в Нью-Йорке приходили даже девушки из танцевального коллектива Rockettes, чему немало удивлялись жильцы дома, где он жил, — поток красавиц по ночам не иссякал.

Эстафету «сонных экспериментов» перенял психолог Аллан Рехтшаффен. Ученого интересовало, как именно возникают образы снов и можно ли на них повлиять извне. Для этого он фиксировал верхнее веко испытуемого, оставляя глаз наполовину открытым, а когда тот входил в фазу быстрого сна, фонариком показывал на предметы, которые держал перед глазами человека. Но оказалось, что это никак не влияло на содержание сновидения. Отсюда можно сделать вывод: зрительная область коры головного мозга здесь ни при чем. А это значит, что образы рождаются внутри «думателя». Но как? И зачем?

Жизненный опыт ехидны, или Мозг на тачке

Сомнологией заинтересовались многие исследователи, и новые факты посыпались как из рога изобилия. Например, обнаружили, что у рептилий не бывает быстрого сна, а у млекопитающих он есть. Длительность фазы быстрого сна тоже варьировалась: от нескольких минут до сорока у домашнего скота и до семи часов у опоссума.

Подгоняемые желанием понять физиологическую функцию БДГ-сна, ученые активно исследовали его длительность у человека в разном возрасте. Открыли, что фаза быстрого сна появляется у плода в 26 недель и длится практически в течение всех суток. У новорожденных фаза REM занимает почти 50% всего периода сна, затем начинает сокращаться и к четырем годам достигает уровня взрослого человека, то есть занимает от 20 до 25%. К старости она еще сильнее сокращается — до 15%.

Приблизился к разгадке функции БДГ-сна французский нейробиолог Мишель Жуве. В мозге во время сна «выключается» область коры, отвечающая за посыл двигательных импульсов, поэтому организм в это время обездвижен. Жуве же хирургическим путем «отсоединил» тот участок мозга кошки, который отвечал за обездвиженность животного, и с изумлением обнаружил, что во время REM-сна кошки могут вставать и охотиться на воображаемую жертву или атаковать увиденного во сне врага.

А ответ на волнующий всех вопрос о значении снов пришел от странного австралийского животного ехидны и исследовавшего его Джонатана Уинсона (кстати, авиаинженера по профессии). Ехидна — низший представитель млекопитающих, переходное звено между ними и рептилиями. Фазы быстрого сна у нее не наблюдалось, но обнаружилось существенное отличие от старших собратьев по эволюции (которые фазой быстрого сна уже обладали): фронтальная кора (область планирования и принятия решений) ее мозга была существенно больше из-за того, что приходилось мгновенно обрабатывать и усваивать информацию о полученном опыте. Отсюда родилось важное умозаключение о том, что именно REM помогает животным перерабатывать опыт и закладывать его в память. Что, в свою очередь, развивает более продвинутые познавательные способности. Как образно выразился Уинсон, «если бы не REM-сон, префронтальная кора человека занимала бы столько места, что человеку пришлось бы везти мозг перед собой на тачке».

Получается, что во время фазы быстрого сна в мозге и людей, и животных буквально «прокладываются кабели», формируются новые нейронные связи. И именно с этим связана необычайная активность мозга, регистрируемая при ЭЭГ.

Сновидения человека — результат развития механизмов, унаследованных от низших видов. Во время быстрого сна мозг обрабатывает как генетически закодированную, необходимую для выживания информацию, так и информацию, полученную в течение бодрствования. Причем он обманывает сам себя, создавая импульсы, формирующие воображаемые образы, но блокируя при этом все органы чувств, рецепцию и движения. Опыт полностью проигрывается заново на ментальном уровне, но тело оказывается «не в курсе».

«То, что мы вообще сознаем, что видим сны, — чистая случайность, совершенно не предусмотренная их основным назначением», — считает Джонатан Уинсон.

Интересно, что сны можно видеть не только в фазе быстрого, но и в фазе медленного сна, а создание сновидений — это сложный когнитивный процесс, который появляется у человека далеко не сразу. К такому выводу пришел психолог Дэвид Фолкс, много лет изучавший детские сновидения. Оказалось, что до пяти лет дети еще не способны к полноценной визуализации, а приобретают возможность видеть сложные воображаемые картины только к 9–11 годам.

Длинная память, или Учеба с помощью лоботомии

Если зрение во время сна «отключено», то как же, интересно, мозг формирует сонные образы? Психоаналитик Марк Солмс выяснил, что фаза быстрого сна и сновидения — два отдельных процесса с разными механизмами включения и выключения, а также убедился, что основную роль в сновидениях играет передний мозг. Сделал он это «благодаря» пациентам психлечебниц. Во время проведения префронтальной лейкотомии (то есть лоботомии — под таким названием процедура известна в России) разрушается белое вещество, соединяющее лобные доли. Здесь, в вентромедиальном отделе, находится наибольшее количество клеток, вырабатывающих нейромедиатор дофамин. Солмс был убежден, что этот отдел — самая важная структура при создании сновидений. Когда ее уничтожали во время лоботомии, пациенты переставали видеть не только галлюцинации, но и яркие красочные сны.

Благодаря исследованиям по нейровизуализации, проведенным в 1997 году с помощью метода позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), который позволял выявлять активность отдела мозга по притоку в него крови, Аллен Браун во многом подтвердил умозаключения Солмса, доказав, что наибольшую активность проявляет лимбическая система, располагающаяся в недрах переднего мозга. Она отвечает за организацию всех видов памяти, а также формирует мотивацию, эмоциональный ответ и играет важную роль в обучении.

Почему же люди часто не запоминают сновидения? А потому, что во время сна не работают центры кратковременной памяти, благодаря которым удается размещать в нужной последовательности все, что происходит в данный момент. При этом во всю мощь работает память долговременная, что говорит о переработке и усвоении необходимого опыта. «Похоже, что, когда мы спим, наш мозг отчаянно трудится, чтобы сохранить тот опыт, который мы пронесем с собою через всю нашу жизнь, — полагает декан факультета психологии Гарвардского университета Дэниел Шактер. — Важные события, о которых мы часто вспоминаем наяву, могут так же часто «проигрываться заново» во сне. Тот опыт, о котором мы наяву почти не помним, вполне возможно, и по ночам воспроизводится редко, и это тот путь, по которому события из памяти уходят».

То есть, проще говоря, мы помним только то, что сами «записали», и то, что мозг решил «записать» на основании нашего прошлого опыта, знаний и потребностей. В общем, если вы смотрели анимационный фильм «Головоломка», там весь этот процесс был показан в ярких картинках.

Чердак Шерлока Холмса, или Забыть все

С точки зрения нейрофизиологии нет никакой пользы в поисках тайного смысла сновидений. Сны могут выражать общее эмоциональное состояние человека, а их наполнение зависит исключительно от опыта, полученного каждым самостоятельно. Поэтому никакие сонники нам не помогут, увы. Зато может пригодиться психолог: он, опираясь на содержание сновидений, выведет человека на проблему, если она есть, и окажет поддержку при ее решении.

Американский психофизиолог Розалинд Картрайт считает, что «психотерапевты могли бы лучше понимать пациентов и видеть, какие из их проблем могут решиться сами собой, а в каких случаях требуется помощь, если бы просили их припомнить последний из привидевшихся снов. Вопреки теории Фрейда, главная проблема вовсе не спрятана. Она здесь, прямо на поверхности».

Таким образом, сон — это воспоминание обо всем важном, что с нами произошло, и обдумывание всего важного, чему только предстоит случиться. А еще сон — прекрасный способ сбросить ненужный балласт и забыть все, что вряд ли пригодится. Шерлок Холмс не был нейрофизиологом, но он не зря говорил: «Человеческий мозг как чердак... На моем чердаке только нужные мне инструменты, и я хочу, чтобы все они были под рукой».

Наглядно
Между небом и землей

Активность мозга сильно различается не только во время бодрствования и сна — есть множество промежуточных состояний, которые можно различить во время позитронно-эмиссионной томографии.

НЕСПЯЩИЙ МОЗГ. Активность мозга в этой стадии (красные зоны на снимке) похожа на то, что происходит в REM-сне	НЕГЛУБОКИЙ СОН. Активность снизилась по сравнению с бодрствованием, но выше, чем в глубоком сне
ГЛУБОКИЙ СОН. Активность мозга в этой стадии снижена до предела (синие зоны)	БЫСТРЫЙ REM-СОН. Во время этой стадии активность мозга сложно отличить от состояния бодрствования
ДЕПРИВАЦИЯ СНА. Активность мозга очень долго не спавшего человека снижена и похожа на стадию глубокого сна	МЕДИКАМЕНТОЗНЫЙ СОН. Здесь сон вызывается средствами, специально подавляющими мозговую активность

Фото: iStock (x3), SPL / Legion-Media (x9)