День из жизни мозга: Что происходит в голове, пока мы спим, работаем и пьем кофе - Бент Фрайвальд

Если бы я писал эту книгу 100 лет назад, она не начиналась бы посреди ночи. Вплоть до середины XX века наука полагала, что во время сна в мозге не происходит ничего особенного. Сон считался не более чем пассивной фазой восстановления: мозг по большей части якобы отключается и спокойно ждет, пока наутро ему снова не позволят взяться за дело. Сновидения же воспринимались как своего рода икота мозга — случайное и бессмысленное подергивание нервных клеток, которым по ночам, в общем-то, и вовсе не полагалось быть активными. Да и можно ли считать это активностью? В некоторых культурах к снам относились с опаской, считая переходом в иной, темный мир — по ту сторону сознания.

Все изменилось лишь после того, как в 1924 году немецкий психиатр и невролог Ханс Бергер создал первый электроэнцефалограф (ЭЭГ). За этим изобретением стояло открытие: миллиарды нервных клеток в мозге, общаясь друг с другом, порождают электрические сигналы — и эти сигналы можно измерить. Для этого исследователи с помощью геля или специальной пасты закрепляют на коже головы маленькие металлические пластинки — так называемые электроды. Они улавливают электрические сигналы мозга прямо через кожу. Слабые сигналы усиливаются и записываются в виде волн. У этих волн могут быть разные частоты и паттерны: альфа-волны — когда мы бодрствуем и расслаблены, бета-волны — когда мы сосредоточенны и активны, дельта-волны — когда мы погружены в глубокий сон.

Выходит, что мозг ни в коем случае не отдыхает. Во время сна он чрезвычайно активен. Однако то, что сновидения подчиняются определенной закономерности, стало известно лишь в 1950-х годах. Ключевую роль в этом научном прорыве сыграли трое американцев из Чикагского университета — Юджин Асерински, Натаниэль Клейтман и Уильям Демент. Асерински в то время был аспирантом в лаборатории сна Клейтмана, и ему поручили наблюдать за движениями глаз младенцев во сне. Он толком не понимал, что именно ищет, — а потому просто сидел и смотрел на спящих малышей, находя это занятие весьма скучным. И вот в 1951 году, отслеживая с помощью так называемой электроокулограммы глазную активность во сне своего сына и других участников эксперимента, он случайно заметил, что глаза за закрытыми веками двигаются. Эти движения он описал как «быстрые и отрывистые». Они возникали периодически и синхронно с сигналами мозга, а это указывало на то, что мозг во время сна отнюдь не бездействует.

Работа Асерински заложила основы понимания того, что мы сегодня называем фазами быстрого сна, или REM-фазами. REM расшифровывается как rapid eye movement — «быстрые движения глаз». Сейчас мы знаем, что примерно каждые 90 минут мозг проходит полный цикл сна: сначала легкий сон, затем глубокий и, наконец, фаза быстрого сна, в которой мы видим большинство сновидений. При восьмичасовом сне на быстрый сон приходится примерно 20–25% всего времени. Причем на протяжении ночи эта фаза удлиняется: в начале она может длиться всего несколько минут, а ближе к утру — растягиваться до 30–40.

Вскоре после этого открытия в лаборатории Клейтмана появился молодой студент-медик — уже упомянутый Уильям Демент. Именно он вместе с Клейтманом впервые систематически исследовал связь между фазой быстрого сна и сновидениями. Эксперимент проходил так: днем его взрослые участники вели обычную жизнь, нормально питались, но воздерживались от кофе и алкоголя. Незадолго до привычного времени отхода ко сну они приходили в лабораторию и ложились спать в тихой темной комнате. Демент, как и Асерински до него, использовал электроэнцефалограф для регистрации мозговой активности, а также закреплял электроды вокруг глаз, чтобы фиксировать электрические сигналы, возникающие при движении глазных яблок.

Уже тогда, в сущности, было понятно: мозг не может позволить себе тратить столько времени на случайные и бессмысленные подергивания. У них должен быть какой-то смысл. Но какой? Демент обнаружил, что в фазах активного движения глаз мозг работает на полную мощность, а это резко противоречило тогдашним представлениям. Однако связаны ли эти фазы со сновидениями? На этот сложнейший вопрос студент-медик ответил обезоруживающе просто. Он будил испытуемых (например, звонком) и спрашивал: «Что вам сейчас приходило в голову?» или «Вы сейчас что-то видели, что-то переживали?» Если участники эксперимента видели сон, их просили его описать. Результаты показали: большинство людей говорили о ярких сновидениях именно во время фаз быстрого сна. Если же их будили в другие фазы, они рассказывали о таких снах значительно реже.

Активность мозга во время быстрого сна порой приводит к довольно забавным последствиям. Мне, например, недавно приснилось, что мы с Яном Бёмерманном2 закадычные друзья. Во сне мы сидели у меня дома и играли в «Колонизаторов». Бёмерманн был вовсе не остроумен, а наоборот — злился, потому что я отказывался меняться с ним глиной. (Простите, Ян!)

Проснувшись, я сразу понял, что это был сон. Но так бывает не всегда. Наверняка и вам случалось видеть сны настолько реалистичные, что после пробуждения требовалось несколько минут, чтобы сообразить: подождите, мне это приснилось? А бывало, наверное, и так, что вы просыпались в холодном поту, потому что кошмар буквально вытолкнул вас из сна. И возможно, вы из тех, кто каждое утро в подробностях пересказывает партнеру все, что приснилось за ночь.

При всем своем разнообразии эти сны имеют кое-что общее: все они рождаются в мозге. И бывают настолько причудливыми, что один из ведущих специалистов в этой области сравнивает их с психозом. Мэттью Уолкер — профессор нейронаук и психологии Калифорнийского университета в Беркли3, директор университетской лаборатории сна, в прошлом — профессор психиатрии Гарвардского университета. По его мнению, есть пять причин считать это сравнение весьма точным.

Когда вы видите сны…

…вы видите то, чего нет. Иными словами, у вас галлюцинации.

…вы верите в то, что не может быть правдой. Иными словами, вы бредите.

…вы произвольно смешиваете время, место и людей. Иными словами, вы теряете ориентацию.

…ваши эмоции скачут из крайности в крайность. В психиатрии это называется аффективным расстройством.

…вы просыпаетесь утром и не помните почти ничего из увиденного.

Мэттью Уолкер отмечает: испытай мы хотя бы одно из этих состояний наяву, нам стоило бы немедленно обратиться к врачу. Но во сне все это совершенно нормально.

За последние 20 лет ученые все пристальнее изучают, что именно происходит в мозге во время фаз быстрого сна и какова нейронная природа сновидений. Нейрохирург и нейробиолог Рахул Джандиал пишет в своей книге «Почему мы видим сны» (This Is Why You Dream): «Нейронаука