В 2013 году наука сомнология, одна из самых бурно развивающихся в мире наук, праздновала двойной юбилей. Один юбилей — 170 лет со дня рождения Марии Михайловны Манасеиной, замечательной женщины, жившей и работавшей в Санкт-Петербурге, по праву считающаяся родоначальником экспериментальной сомнологии не только в нашей стране, но и во всем в мире. Вторая дата — это 60-летие открытия быстрого, или парадоксального сна, периода, в который нам снятся сны.
1. Открытие быстрого сна
С открытия парадоксального сна, которое произошло в 1953 году, и началось научное изучение сна и сновидений. До этого все попытки носили во многом донаучный характер, потому что не было метода объективной регистрации состояния сна и возможности отличить его от других состояний: спокойного бодрствования, патологического сна, наркотического сна, комы и так далее. За последние 60 лет накоплен гигантский материал, и каждый год исследования приносят в эту область новые потрясающие открытия и полностью переворачивают все наши представления о том, что такое сон и бодрствование и для чего они нужны.
18 октября 2013 года в журнале "Science" была опубликована очередная сенсационная статья, которая сейчас переведена во всем мире. Эта статья о том, что группа ученых, работавших в Америке, обнаружила совершенно необычное явление, связанное со сном и с ранее неизвестной дренажной системой мозга, которая, как оказалось, открывается во время длительного сна и способствует вымыванию вредных продуктов, накапливающихся, пока мы бодры.
С открытием быстрого сна все представления о сне и бодрствовании перевернулись, стало ясно, что сон человека — это вовсе не монотонное состояние, как думали до этого, а очень сложный процесс, внутри которого есть строгая цикличность, и в каждом цикле есть фазы — это фазы медленного и быстрого сна, а в фазе медленного сна есть еще и стадии. Все эти понятия (циклы, фазы и стадии) — это три кита, на которых строится здание сомнологии.
2. Структура ночного сна
У человека циклы длятся полтора часа, то есть, когда мы засыпаем вечером, мы погружаемся в определенный мир, который существует внутри нас и диктуется нашими генами. Мы не можем ничего в нем изменить, мы так устроены, и это диктует нам определенное состояние — определенную, очень строгую последовательность событий. Эта последовательность одинакова у всех людей на Земле независимо от возраста, пола, национальных, расовых и индивидуальных особенностей.
Ночной сон очень жестко структурирован. Когда мы засыпаем, мы погружаемся в полуторачасовые циклы. Большинству людей достаточно пяти циклов, это 7,5 часов, пресловутый 8-часовой сон. Однако не у всех так. Некоторым людям нужен шестой цикл, и 8,5 часов сна им мало, а есть даже те, которые укладываются в меньшее количество часов и успевают за три или четыре цикла пройти необходимые процессы. Но большинству людей необходимо пять циклов, это связано с генетической структурой, а вовсе не с привычками или ленью, как думали раньше.
3. Почему нам необходимо спать
Сон совершенно необходим для нормальной работы в бодром состоянии. Если вы думаете, что можете сэкономить время и днем больше поработать — это иллюзия, потому что, если вы сэкономите часть сна, вы сможете только копать землю или окучивать грядки, потому что такую работу можно делать в полусонном состоянии, не выспавшись, но никакую интеллектуальную работу вы выполнять не сможете. Вы просто будете спать с открытыми глазами, думая, что вы бодры, и ни одна проблема не будет решена.
Как было показано в последние десятилетия, крайне опасна ситуация, когда люди, сидящие за монитором и выполняющие очень важную работу, не высыпаются или работают в ночную смену. Все люди делятся по своим генетическим особенностям на тех, кто легко переносит ночные бдения, и тех, кто тяжело их переносит. Людей второго типа ни в коем случае нельзя привлекать к такой ночной работе, как управление транспортом, они не должны работать операторами аэропортов, атомных станций и так далее. Они это переносят тяжело, и ночью проявляются спонтанные периоды засыпания, причем часто это происходит неосознанно. Кажется, что человек бодрый, а на самом деле он засыпает и его внимание отключается. С этим связано множество промышленных и транспортных катастроф, происходивших в последние годы, в частности печально знаменитая Чернобыльская авария. Все эти катастрофы произошли в то время, когда у операторов была максимальная сонливость, — около часа ночи, в один из пиков сонливости, второй пик сонливости наступает около пяти часов утра.
4. Лишение сна как способ лечения
Современная сомнология перевернула представления, рьяным сторонником которых был Павлов, о том, что сон во всех случаях является целебным, лечебным фактором. Как оказалось, во многих случаях патологий целебным может быть как раз лишение сна. Сейчас такое распространенное явление, как депрессия, которой страдает огромный процент городского населения, особенно женского пола, очень четко связано с нарушениями сна, и лишение сна в этом случае является инструментом безлекарственного лечения: пока человек не спит, он не испытывает депрессии. Но достаточно даже короткого периода сна, как подавленное настроение возвращается.
Во время фазы быстрого сна мозг работает так же интенсивно, как и в самом активном бодрствовании, когда мы испытываем острые и сильные переживания. И в этом состоянии нам снятся насыщенные сновидения и происходят сильные перебои в работе сердца и дыхания, что может быть опасным для пожилых людей и больных легочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Недаром один из пиков утренней смертности от инсультов и инфарктов приближен к ранним предутренним часам, когда максимально представлен быстрый сон.
5. Роль сна в эволюции
Это заставляет полностью пересмотреть механизмы сна и потребность в нем. И если в отношении медленного, обычного сна, сна без сновидений какие-то представления вырисовываются, все они связаны с отдыхом мозга. Но отдых нервной системы не похож на отдых мышечной системы. Когда мы отдыхаем мышцами, мы можем просто полежать, а когда отдыхает наш мозг, мы почему-то должны полностью выключить сенсорные системы, отключиться от внешнего мира, уйти в себя, ничего не воспринимать, перейти в состояние, которое опасно для жизни в дикой природе. Если эволюция сохранила это состояние у всех млекопитающих и у птиц, это значит, что оно давало какое-то преимущество для выживания.
В чем заключается это преимущество, не совсем понятно, но в отношении обычного, или ортодоксального, медленного сна есть ряд синонимов в русском языке, которые этот термин объясняют. Все они связаны в той или иной степени с отдыхом, с утилизацией продуктов распада в мозге, с их выведением. Кроме того, есть интересная гипотеза Ивана Николаевича Пигарёва, который экспериментально показал, что в этом состоянии происходит переключение работы мозга с восприятия внешней информации на восприятие внутренней. Внутренняя информация, информация наших внутренних органов, начинает поступать в те отделы мозга, которые, когда мы бодры, связаны с восприятием зрительных стимулов, слуховых и так далее.
Сейчас представление об этом совершенно другое в связи с обнаружением дренажной системы мозга, которая открывается, когда мы засыпаем, и закрывается, когда мы бодры.
6. Процессы, происходящие в организме во время сна
Есть и другие гипотезы. Иван Николаевич Пигарёв считает, что во время медленного сна нервные клетки сенсорных систем в коре мозга как бы «поворачиваются внутрь самого организма» и начинают анализировать не ту информацию, которая поступает от органов чувств, как в бодрствовании, а ту, что поступает от внутренних органов (от кишечника, сердца), восстанавливают их работу. С этим, как он считает, связан целый ряд нарушений, которые возникают, когда человек лишается сна, пересекает часовые пояса или меняет ритм жизни. В частности, нарушения желудочно-кишечной системы, которые очень характерны для подобных ситуаций, могут быть связаны с тем, что нарушается контроль головного мозга над всеми периферическими органами и системами.
Относительно быстрого сна есть только гипотезы, и, несмотря на огромное количество работ в отношении этой стадии, пока нет реальных фактов, на которых можно было бы основывать теории относительно функций этого состояния.
7. Активация мозга во время сна
У человека сон организован так, что первую половину ночи мы преимущественно спим медленным сном, а вторую половину — быстрым. Этот чисто человеческий феномен, связанный с определенными социальными, цивилизационными факторами. Поэтому обе половины ночи очень важны, и, экономя за счет утренних часов, вставая спозаранку, мы лишаем себя очень важных периодов сна.
В чем именно заключается эта необходимость, мы до конца не понимаем. Но известно, что в это время происходит исключительно высокая активация мозга. Это открытие, которое произошло шесть десятилетий назад, было поразительным именно потому, что никто не предполагал, что во время сна мы регулярно, через каждые полтора часа, во-первых, видим сны, во-вторых, эти сны сопряжены с невероятно высокой активацией мозга. При этом мышечная система полностью выключена, то есть человек парализован, он распластан на кровати, а мозг при этом исключительно бурно работает, субъект что-то переживает, и эти переживания отражаются в сновидениях, которые мы видим.
Это состояние, по всей видимости, жизненно необходимо, потому что попытки экспериментального лишения сна показывают, что животные не выдерживают такого эксперимента; депривация сна влияет на поведение, прорывается во время бодрствования и в конце приводит к гибели животных.
 |
| Владимир Ковальзон |
В чем заключается потребность в этом состоянии, остается неизвестным. Но оно сохранилось и у млекопитающих, и у птиц, хотя, как известно, они эволюционировали разными путями и получили терморегуляцию независимо друг от друга. Тем не менее появление терморегуляции в этих эволюционных ветвях сопровождалось появлением обеих фаз сна. У холоднокровных животных сон носит монотонный характер, у человека имеется некоторая аналогия с холоднокровными в отношении медленной стадии сна, а вот то, что связано в эволюции с быстрой фазой, остается непонятным.
Владимир Ковальзон, доктор биологических наук, главный научный сотрудник секции сомнологии Физиологического общества им. И.П. Павлова
