Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим

Как установил Натаниэл Клейтман во время своего эксперимента в подземной пещере, наши биологические часы (которые расположены в том участке головного мозга, где пересекаются зрительные нервы) определяют ритмы тела — подъем и падение температуры, выработку гормонов, дремотное состояние, которое наступает не только в конце дня, но также между двумя и четырьмя часами пополудни. Согласно биологическим часам, суточный цикл составляет около 25 часов даже тогда, когда отсутствуют внешние стимулы, определяющие время сна и время бодрствования, такие как восход и закат солнца, однако в разные периоды жизни цикл может сдвигаться. В период полового созревания мы не только нуждаемся в более длительном сне — вместо восьми до десяти и более часов, — но еще и меняется время наступления дремотного состояния, поэтому подростков так трудно загнать в постель, а спят они до полудня. На более поздних стадиях жизни сон становится прерывистым, и даже вполне здоровые пожилые люди обычно несколько раз за ночь просыпаются на несколько секунд, хотя об этом и не помнят — эти моменты настолько коротки, что заметны только на энцефалограммах. Прерывистый ночной сон ведет к повышению дневной сонливости: типичная картинка — дедуля, засыпающий посреди собственного рассказа.

Еще один ключевой вопрос, на который ответ был получен уже в начале исследований REM: а присущ ли этот феномен только людям? Демент начал с определения стадий сна кошек, которые еще с 1930-х годов были излюбленными объектами исследователей мозговой деятельности: структура их мозга схожа со структурой мозга человека, в их пользу в качестве подопытных говорило также их изобилие и компактные размеры. В 1960 году французский нейробиолог Мишель Жуве с помощью ЭЭГ показал, что кошачья модель REM схожа с моделью человеческой; исследователи проводили эксперименты и с прочими обитателями животного мира. Так, например, было установлено, что у рептилий не бывает быстрого сна, а у млекопитающих он имеется; ставились опыты с некоторыми видами птиц. Длительность фазы быстрого сна варьировалась: от нескольких минут до сорока у домашнего скота и до семи часов у опоссума. Плотоядные хищники проводят во сне — во всех его стадиях — большее время суток, а домашние кошки, которым не приходится добывать пищу охотой, пребывают в фазе REM более двухсот минут в сутки. Но ученые пока не пришли к единому мнению по поводу того, что означают эти различия.

Что касается людей, то быстрый сон посещает их уже в утробе матери, а с возрастом его продолжительность меняется. Было установлено, что фаза быстрого сна появляется у плода в 26 недель и длится практически в течение всех суток. У новорожденных фаза REM занимает почти 50 процентов всего периода сна, затем начинает сокращаться и к четырем годам достигает уровня взрослого человека, то есть занимает от 20 до 25 процентов. С наступлением среднего возраста фаза REM снова начинает сокращаться, и у пожилых людей она составляет около 15 процентов.

Но для чего предназначена фаза быстрого сна, все еще оставалось загадкой, хотя группа Жуве в своей лионской лаборатории набрела на некоторые подсказки. Жуве хирургическим путем «отсоединял» тот участок мозга кошки, который отвечал за обездвиженность животного во сне, и обнаружил, что во время REM кошки могут вставать и охотиться на воображаемую жертву или атаковать увиденного во сне врага. При этом такое поведение — преследование жертвы во сне — могло длиться до трех минут. Он пришел к выводу, что эта стадия сна у взрослых представителей животного мира позволяет им как бы репетировать действия, необходимые для выживания в реальном мире, хотя к подобным навыкам, например к умению сражаться с врагом, животным каждый день прибегать и не приходится. Если в течение более чем трех недель будить кошку во время фазы REM, она впадает в эту фазу сразу же, как только получает возможность заснуть, и находится в ней 60 процентов всего времени сна. У кошек, которым не давали испытать фазу REM от 30 до 70 дней, менялось поведение: им все время хотелось есть, они становились беспокойными, значительно возрастала их сексуальная активность.

Работы Жуве до такой степени поразили американских коллег, что в 1962 году Рехтшаффен пригласил французского исследователя выступить в Чикаго на II съезде Ассоциации исследователей сна, которую они с Дементом создали за два года до этого. В 1963-м съезд проводился в Нью-Йорке. На нем присутствовал некий господин, на которого никто не обращал внимания, пока один из молодых ученых не заметил прикрепленную к груди господина именную табличку. Это оказался сам первооткрыватель REM! Молодой человек воскликнул: «Вы — Юджин Асерински? А я думал, вы давно умерли!» Большинство ученых собратьев полагали, что Асерински оставил исследования просто потому, что перестал интересоваться этой темой, но на самом деле его научную карьеру прервала семейная трагедия. Еще когда он работал в лаборатории в Чикаго, у его жены случился нервный срыв — произошло это после рождения их второго ребенка. Ее несколько раз помещали в психиатрическую лечебницу, но она все-таки покончила с собой. Асерински остался с двумя детьми на руках и не мог полностью посвятить себя науке. Несколько раз он пытался вернуться к исследовательской деятельности, но вышел на пенсию в скромной должности преподавателя колледжа. Этот необыкновенный человек погиб в автокатастрофе в 1998 году.

А открытая им область науки продолжала бурно развиваться, в немалой степени и благодаря обмену идеями на встречах, подобных съездам, которые организовывали Рехтшаффен и Демент. Дэвид Фолкс вспоминал: «На этих встречах все общались со всеми, и, какими бы далекими друг от друга ни казались наши научные интересы, мы все были одной командой». В начале 1960-х такая встреча проходила в Лионе, где Жуве вел свои новаторские эксперименты на кошках. Одним из тех, кто совершил поездку за океан, был молодой амбициозный психиатр из Гарвардской медицинской школы. Это ему — блестящему, но слишком самоуверенному, обаятельному, но безапелляционному в высказываниях — было суждено совершить переворот в науке о сне.

Глава 2

Анти-Фрейд

Те сны, что тихой ночью нас тревожат,

Порой смущая разум наш, —

Не Зевса то небесная награда

И не послание исчадий ада.

Их создал мозг, а к тем, кто их толкует,

Лишь дураки приходят всуе.

Джонатан Свифт, «О снах»

Аллан Хобсон хорошо помнит тот летний вечер, когда он сидел у озера в окружении мальчишек-подростков. Над ними небо, усеянное мириадами звезд, мальчики разговаривают о тайнах Вселенной, об иных галактиках. «Мне это казалось ужасно глупым — мечтать о загадках Вселенной, когда вот здесь, прямо перед нами, еще столько всего непо­знанного! Как же так устроен наш мозг, если он одновременно способен конструировать образ космического пространства и порождать романтические мечты о нем?» Хобсон был вожатым в летнем лагере для детей, страдающих дислексией, а руководила лагерем преподаватель Хобсона­, специалист в области психологии обучения Пэйдж Шарп. Шарп дала молодому человеку, приехавшему в Гарвард из Хартфорда, совет, который определил всю его научную карьеру: чтобы понять сознание и его тайны, нужно прежде всего понять, как работает мозг.

Хобсон поступил в Гарвардскую медицинскую школу в 1955 году, чтобы изучать психиатрию и нейрофизиологию. Был он тогда яростным последователем Фрейда — чуть ли не наизусть знал «Толкование сновидений» и прочел все, что его кумир написал. (Даже курсовая работа по английскому языку была посвящена фрейдистским мотивам у Достоевского.) Но к тому времени, как стать врачом-ординатором, он разочаровался и во Фрейде, и в психиатрии в целом, потому что то, чем они занимались, имело лишь косвенное отношение к работе мозга как такового.

«К нам, ординаторам, относились будто к пациентам психоаналитика — словно каждый вопрос, который мы задавали, был подсказан неким неврозом. Такой подход был оскорбителен для пациентов и оскорбителен для нас», — рассказывает Хобсон. Мы беседуем у него дома, в прекрасном викторианском особняке, расположенном всего в нескольких минутах езды от его лаборатории в Массачусетском центре психического здоровья. Стоит теплая осень, и домашний кабинет Хобсона залит предвечерним солнцем. Он вспоминает случай на семинаре ординаторов-первогодков. Джек Эвальт, в то время декан психиатрического факультета Гарвардской медицинской школы, саркастически заметил, что Хобсон, похоже, уверен, что нейрофизиология способна объяснить, каким образом мозг порождает сознание — подобное предположение Эвальт считал в лучшем случае сомнительным. И когда Хобсон ответил, что не просто в это верит — он это знает, Эвальт возразил в чисто психоаналитическом стиле: «Вы разговариваете со мной так заносчиво, будто я ваш отец». Ответ молодого ординатора был классически хобсоновским: «Ну уж нет! Мой отец никогда не ляпнул бы такой глупости!»