Роль этих спонтанных паттернов активности во время сна можно проиллюстрировать на простом эксперименте. Закройте глаза и коснитесь указательным пальцем кончика носа. Несложно, не правда ли?[83] Даже с закрытыми глазами мы обычно имеем прекрасное представление о присутствии и положении в пространстве наших рук, ног и прочих частей тела – в случае их наличия, конечно. Это чувство оказалось возможным благодаря так называемому феномену проприоцепции – особой сигнальной системы, которая постоянно информирует мозг о состоянии периферии или движении и положении тела. Сознательный контроль над нашими позами возможен, но не всегда обязателен. Мозг, даже когда его обладатель занят более важными делами, усердно трудится над тем, чтобы организм не потерял равновесие, не оступился или не сделал неловкое движение, которое может привести к травме. А экономное использование энергетических ресурсов наравне, собственно, с выживанием – главное, о чем наш организм и мозг заботятся день и ночь. Откуда же возникает это подсознательное понятие о собственном теле? Предполагается, что сон в раннем возрасте благоприятствует развитию этого знания.
Но вернемся к экспериментам Марка Блумберга. Ученый обнаружил, что подергивания мышц на периферии, которые провоцируют «ответы» мозга, важны для установления схемы тела на уровне мозговых структур. Как это происходит? Представьте панель со множеством переключателей и связку лампочек, прикрепленную к ней произвольным и беспорядочным способом. Если известно, что каждой из лампочек соответствует определенный переключатель, то, чтобы установить схему работы этой системы, не остается ничего другого, как включить и выключить каждый тумблер и пометить, какой лампочке соответствует ее переключатель. Именно так и происходит установление анатомических и функциональных связей между мозгом и периферией, сон к этому процессу имеет непосредственное отношение.
Элегантные эксперименты с певчими птицами семейства вьюрковых ткачиков – зебровыми амадинами, – проведенные учеными из Чикагского университета Эмишем Дэйвом и Дэниел Марголиаш, подтверждают это предположение. Исследователи наблюдали за процессом, когда птенцы учились петь. Беспорядочные звуки, не организованные в характерную последовательность «слов», составленных из «слогов», превращались в музыкальный ряд только после родительских уроков пения, когда птенцы, прослушав песню, начинали ее имитировать – разучивать. Но это еще не все. Ученые заметили, что активность мозга птенцов во сне в точности совпадает с активностью мозга, когда они разучивали песню во время бодрствования – словно птицы повторяли свои выученные певчие уроки ночью, а если нарушать сон и прерывать репетиции во сне, то птенец не сможет научиться воспроизводить песню, и она останется неоформленной и незрелой.
Но все же как сон связан с процессами развития у человека? Уже довольно давно известно, что фронтальные (лобные) области (доли) мозга у взрослых спят наиболее «глубоко», о чем можно судить по их особенно выраженной активности в медленных частотах. Этот феномен, который называется «лобной доминантностью сна», не обнаруживается у детей в раннем возрасте, а развивается постепенно в течение первых двадцати лет. Швейцарский ученый Рето Хубер занимался «картированием мозга» у детей, используя запись электроэнцефалограммы одновременно с помощью более чем ста электродов, практически покрывавших всю поверхность головы. Оказалось, что у детей дошкольного возраста сон характеризуется наибольшей его глубиной в затылочных областях мозга. Затем с каждым годом фокус активности постепенно перемещается вперед, пока не достигает лобных долей. Этот процесс удивительно напоминает постепенное созревание мозга, известное из анатомических исследований: сперва формируются относительно примитивные сенсорные области, в то время как лобные доли, ответственные за самые высокоорганизованные функции мозга, достигают зрелости последними. Таким образом, сон меняется с возрастом не только в отношении его количества и продолжительности, но и в «качестве», которое выражается в постепенном появлении его зрелой формы в зависимости от созревания определенных мозговых функций. Но если сон играет важную роль в развитии мозга в раннем возрасте, почему же мы должны отводить много времени для сна во взрослом состоянии и уж тем более в преклонные лета?
Известно, что фаза быстрого сна в пожилом возрасте начинает уменьшается и сон, в общем, обычно становится короче и более поверхностным. Ученые продолжают спорить относительно изменения сна при старении. Некоторые из них считают, что необходимость во сне снижается с возрастом, когда происходит постепенное исчезновение глубоких фаз сна. Действительно, сейчас известно, что если пожилые люди получают возможность спать столько, сколько они пожелают, то они не могут поддерживать непрерывный сон дольше нескольких часов, как бывало в более юные годы.
Вы уже можете сказать, что, исходя из вышеизложенных представлений, это, пожалуй, неудивительно. Ведь если дарвиновский отбор нейронов и их связей происходит в течение всей жизни, то к ее концу остаются практически только самые необходимые и прошедшие проверку временем. Мозг избавляется от всего, что несущественно или необязательно, и поэтому мы становимся мудрее с возрастом. В то же время уменьшение сна в старости может свидетельствовать о постепенно уменьшающейся необходимости поддерживать существующие нейронные связи, которые достигли зрелости и более не нуждаются в укреплении или сохранении.
Если пожилые люди получают возможность спать столько, сколько они пожелают, то они не могут поддерживать непрерывный сон дольше нескольких часов.
Впрочем, другая точка зрения предлагает иное объяснение: необходимость сна не меняется с возрастом, но с годами нарушается способность входить в глубокий сон и поддерживать его. Некоторые ученые даже предполагают, что медленно прогрессирующие нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, могут возникать именно из-за того, что сон нарушается с возрастом, и причинно-следственная связь между возрастными нарушениями сна и неврологическими нарушениями существует. Иными словами, к старости постепенно устанавливается порочный круг, когда недостаточно глубокий сон мешает нейронному гомеостазу восстанавливаться, что приводит к накоплению патологических изменений, гибели нейронов, к потере синаптических связей между ними.
А с другой стороны, происходит разрушение целостности нейронных сетей, особенно снижается функция тех мозговых отделов, которые важны для здорового сна и препятствуют последнему.
Сон в процессе взросления участвует в «естественном отборе» нейронных связей и развитии мозга, но одновременно сон же неумолимо способствует тому чтобы стареющий организм сошел с эволюционной дороги.
Итак, сон, так необходимый в раннем возрасте для формирования и созревания мозга, что, в свою очередь, влияет на наше развитие и приспособленность к независимому полноценному существованию, в конечном счете запускает те же самые механизмы в обратную сторону, что приводит к угасанию мозговых функций и в конце концов – к смерти. В этом и есть глубинный дарвиновский смысл и одновременно некоторая ирония. Сон в процессе взросления участвует в «естественном отборе» нейронных связей и развитии мозга, что необходимо для выживания и успеха нашего вида, но одновременно сон же неумолимо способствует тому, чтобы стареющий организм сошел с эволюционной дороги.
Помните наше отступление в начале главы об ошибках природы? Так можно ли назвать сон ошибкой природы? Каждый из нас расплачивается ценой собственной жизни за успех и выживание нашего вида. Сон, безусловно, играет в этом процессе некоторую и очевидно немаловажную роль. Стоит задуматься, не окажется ли более полное понимание сна и возможность им управлять важным шагом на пути к достижению бессмертия?
Глава VIМозг во сне
Традиционный подход к изучению явлений, наблюдению за развитием того или иного опыта заключается в том, что исследователь и объект его исследования разделены в пространстве и, главное, субъект – исследователь – не являются одновременно объектом познания. В этом состоит основополагающий принцип объективной науки, фундамент, на котором выстраивается многогранная система знаний о законах природы – по крайней мере, так принято считать. Научный процесс начинается с установления фактов, на основании которых формируется гипотеза, которую исследователь должен попытаться опровергнуть. Если это не получается после более или менее упорных попыток – чем упрямее ученый и чем больше попыток используется для опровержения гипотезы, тем более вероятно, что это произойдет, – то гипотеза становится теорией. Теории тоже не вечны. Их можно опровергнуть, но до той поры они успевают попасть в учебники и становятся в некотором роде общепринятой истиной, фактами и точкой отсчета для формирования знания, на котором зиждется наше представление о реальности.
Сон трудно, если не невозможно, изучать сознательно, систематически и объективно или даже фрагментарно и субъективно, в момент, когда он происходит.
Наука о сне – не исключение, однако требует довольно щепетильного подхода. Очевидно, что сон – это явление, которое переживается субъективно, а этот факт бросает тень сомнения на объективность выводов, которые делаются в процессе его изучения. «Когда кто-то говорит, что его выводы объективны, он подразумевает, что они основаны на предрассудках, которые разделяют другие», – считает британский философ Циля Грин. Такова цена объективности! Прогресс в нашем понимании сна зависит напрямую от способности отставить предрассудки в сторону и выработать беспристрастное отношение к предмету исследования, каких бы усилий это нам ни стоило.