sotrud.ru 1

«Сон — тайны и парадоксы»


Автор: Вейн Александр Моисеевич

Предисловие
Первобытный человек всегда жил в страхе перед окружающей его природой. Появление магов, колдунов, шаманов было оправдано их навыками предсказывать и влиять на природные катаклизмы. На смену им пришла религия, давшая свое объяснение возникновения мира, взаимоотношения с небесными силами, сформулировавшая важнейшие этические нормы, давшая адрес для обращения за помощью в личных и общих проблемах человека и общества. У людей верующих появился важный фактор, поддерживающий необходимое для нормальной жизни психическое равновесие.

Следующим этапом, совершенно не зачеркивающим устоявшиеся, традиционные принципы религии, явилось развитие науки, которая задает вопросы природе и получает на них ответ. Нет таких слов, чтобы по заслугам оценить уже сделанное. Космогонические, астрономические, космические исследования показали место нашей маленькой, но замечательной, создавшей жизнь планеты Земля во вселенной, изучены глубины и недра Земли, расщеплен атом, созданы фантастические информативные возможности, биологи и медики раскрыли геном человека. Наука всегда жива, всегда в пути, нет конца ее развитию. Вся наша окружающая и внутренняя жизнь зависят от ее успехов.

Наивысшим достижением природы является создание головного мозга человека. Наивысшим и наисложнейшим. Существует определенное противоречие. Мозг — основной инструментом науки, т. е. все загадки природы разгадываются, все успехи в открытиях науки связаны с деятельностью нашего мозга, при этом сам мозг изучен крайне недостаточно и остается объектом исследования.

Имеются так называемые нейронауки, которые с различных позиций и методов исследования пытаются разгадать тайны нашего мозга.

Как организована деятельность 50 млрд. нервных клеток (это почти в 10 раз больше населения всей земли) для достижения и выполнения важнейших функций мозга?

До сих пор неясно, где расположена в мозге «творческая жилка», с чем связаны уровень интеллекта и гениальность, как формируется память человека. Каким образом мозг человека способен обыгрывать в шахматы современнейшую вычислительную технику, осуществляющую сотни тысяч аналитических действий в секунду? Среди загадок мозга особое место занимает состояние, с которым мы встречаемся каждый день. Речь идет о сне, которому мы отдаем 1/3 нашей жизни.


Зачем мы спим? И является ли треть жизни нашей находкой или утратой? Что происходит в мозге вовремя сна? Находится ли мозг в это время в активном состоянии? Как рождается во сне психическая деятельность? Как сформируются фантастические, казалось бы, не имеющие часто с жизнью никакой связи, сновидения?

Ответ на эти вопросы люди пытались найти всегда. Но только появление одного из разделов нейронаук — сомнологии, науки о сне, создание высокоэффективных методов изучения деятельности мозга и всего организма в течении сна позволяют шаг за шагом открывать происходящие во сне изменения в мозге, постепенно познавая, что определялось как «черный ящик». И тут наука потеснила философов и поэтов, которые пытались дать представление о сущности сна.

Естественно, сон занимает особое место в жизни человека. Лишение сна несовместимо с жизнью. Остается попробовать дойти до сути и выявить роль этого состояния в жизни человека. К сожалению, самые разнообразные нарушения сна часто сопровождают человека. И мы расскажем о главных из них и дадим нуждающимся несомненно важные, но часто плохо реализуемые, советы. В книге сделана попытка ответить на многие вопросы, которые мы сформулировали.

Ветер надувает паруса науки и с разной скоростью продвигает нас к научным познаниям. Выражаю надежду, что книга вызовет или поддержит ваш интерес к этой проблеме, а решение имеющихся у многих проблем со сном будет способствовать повышению качества жизни.
Книга рождалась в тесном общении с замечательным писателем, занимающимся научно-популярной литературой Сергеем Михайловичем Ивановым. И я пользуюсь случаем выразить ему благодарность за участие в ее написании.

Академик РАМН, заслуженный деятель науки, профессор А. М. Вейн


Власть ритма

Едва ли найдется человек, который не задавал бы себе вопрос: «Зачем я сплю?». Натуры деятельные, нетерпеливые продолжат рассуждение так: «Нет, действительно, зачем? Зачем должен я тратить целую треть жизни на это странное и бесплодное занятие? Двадцать лет из шестидесяти, двадцать пять из семидесяти пяти! Безумие! Надо что-то предпринять. Спали же Наполеон и Петр Великий по пять часов в сутки, а Эдисон, говорят, даже два часа. Ну, два часа мало, однако я уверен, что мне удастся свести это расточительство часам к шести. Не так уж мы устаем. Все это вопрос воли…»


Натурам созерцательным, склонным к философствованию, на ум придет иная цепочка рассуждений: «Да, именно зачем? Сон занимает треть жизни, много больше, чем еда. Следовательно, он гораздо важнее еды. Без еды живут по месяцу, а без сна не протянешь и недели. Писали, правда, что кто-то, не то в Испании, не то в Югославии, не спит уже лет двадцать. Но, во-первых, это редчайший случай, во-вторых, наверняка болезнь у этого человека — вроде летаргии, только наоборот, в-третьих, неизвестно еще, может, бедняга спит, сам того не замечая. Да и что в конце концов доказывают эти феномены? Одному нравится вставать с петухами, другому — нет. Где-то я читал, будто каждое утро слуга будил Канта, спавшего семь часов, и каждое утро — с неимоверными усилиями. Мало было Канту семи часов. А раз мало, нечего было и себя насиловать. Тут все зависит от темперамента, от привычек. А посему оставим в покое исключения и займемся правилами. Какой потребности служит сон — вот что мы должны выяснить прежде всего…»

Можно ли так поставить вопрос? Разумеется. Именно так и ставили его философы и ученые от Аристотеля до наших дней, и почти все они приходили к заключению, что сон служит потребности в отдыхе и покое, в восстановлении сил. Да, в сущности, так без всяких мудрствований думает каждый человек. Если мы смертельно устали, мы мечтаем поскорее добраться до постели; хорошо выспавшись, мы ощущаем прилив бодрости; плохо спалось — чувствуем себя разбитыми. Кто из нас не искал спасения в сне, кто не благословлял сон:
Который тихо сматывает нити

С клубка забот, хоронит с миром дни,

Дает усталым труженикам отдых,

Врачующий бальзам больной души,

Сон, это чудо матери-природы,

Вкуснейшее из блюд в земном пиру.

Сон — это отдых. Но отчего, например, отдыхают младенцы, спящие по две трети суток? От чего отдыхаем мы, взрослые, когда, проспав превосходно целую ночь, начинаем дремать среди дня в вагоне метро или электрички, на концерте, во время «мертвого часа» в санатории или в больнице? От чего отдыхает кот, целый день дремлющий в кресле? А суслик, спящий девять месяцев в году и в оставшиеся три не упускающий ни одной ночи, чтобы не вздремнуть? От чего отдыхают и вовсе неподвижные растения, когда спят от зари до зари? Все это неумолимо наводит на мысль, что не бодрствование, а сон — первичное, исходное состояние жизни.


Мысль эта не нова, на протяжении последних 150 лет ее высказывали многие. В 1923 году Н. Я. Пэрна в своей книге «Сон и его значение» выразил ее так: «Из более примитивного и более общего состояния «жизни вообще» постепенно вырабатывается более сложное, но и более одностороннее состояние «жизни как координированной связи с окружающим». Этот процесс выработки бодрствования происходил в течение всей биологической эволюции: чем выше организовано живое существо, тем совершеннее оно “умеет бодрствовать” чем оно ниже на лестнице эволюции, тем оно более приближается к состоянию полусна. В постепенном развитии состояния бодрствования у ребенка мы видим быстрое и сокращенное повторение этого эволюционного хода».

Отмечено было также, что во сне ослаблены лишь те жизненные процессы, которые имеют отношение к связи организма со средой. Деятельность же кровеносной системы или пищеварительного аппарата не ослаблена, а скорее видоизменена. Гиппократ определял сон как ослабление жизни внешних органов и усиление внутренних; иными словами, сон — это как бы другая жизнь организма. От этой жизни бодрствование отличается прежде всего тем, что в нем все элементы организма объединяются для того, чтобы в качестве деятельной личности воздействовать на окружающее.

Великие и малые ритмы природы

Все это напоминает нам о великих и малых ритмах природы, в которых, возможно, кроется если не разгадка двух форм жизни, то хотя бы разгадка их смены и каким-то образом навязанной нам необходимости спать. Все в природе совершается циклично. Ритмы солнечной активности и затмений, землетрясений и наводнений, смена времен года, лунных фаз, приливов и отливов, дня и ночи, смена сна и бодрствования, ритмы походки, дыхания, сердечных сокращений — всюду, куда ни глянь, в космосе и на Земле, в живой природе и в неживой, всюду ритмы и пульсации — ритмы одиннадцатилетние, годичные, месячные, суточные, часовые, минутные. Из этой коллекции мы выделим только суточные ритмы и поговорим о смене дня и ночи.


Ночью, всегда в определенные часы, перестает журчать вода в ручьях, ветер едва шелестит листвой, холодает и во всех веществах замедляются химические процессы. В полдень все полно жизни, энергии, кипения. Суточному ритму подчиняются и животные, и растения, раскрывающие по утрам свои лепестки и листочки и закрывающие их по вечерам; подчиняемся суточному ритму и мы. Внутренних ритмов у нас несколько. Сначала проявляется часовой ритм — половину часового цикла мы проводим неподвижно, а половину в движении. Мало-помалу ритм перестраивается, и образуется период относительной неподвижности, или сна, приходящийся в основном на ночь, и период бодрствования, приходящийся на день.

Однако часовой ритм не исчезает. Переплетаясь друг с другом, часовой и суточный ритмы складываются в цикл, называемый циркадным (от латинского circa diem — вокруг дня). В течение этого цикла по определенной закономерности в организме происходят колебания интенсивности процессов обмена, а также умственной и физической работоспособности.

Ритмом работоспособности человек научился управлять сравнительно успешно; иногда он даже не замечает спадов и подъемов своей активности в течение рабочего дня. Но перестройка суточного ритма вызывает у организма энергичный протест.

Однажды группа английских физиологов решила провести лето на Шпицбергене; летом же там солнце не заходит. Все физиологи запаслись особыми часами. У одной половины группы часы за сутки уходили на три часа, и она стала жить по 21-часовому циклу, у другой — отставали на три часа, и у нее установился 27-часовой цикл. Суточный температурный ритм сопротивлялся этим перестройкам неделю, а ритм выделения калия из организма — целых полтора месяца. Столь же неохотно приспосабливается организм и к работе в ночную смену, сколько бы человек ни спал днем.

Стоит ли объяснять, что упорством своим наш суточный ритм сна и бодрствования обязан прежде всего врожденной к нему предрасположенности, восходящей к тем баснословно далеким временам, когда выходили из океана первые обитатели Земли.


Оказавшись на суше, они начали испытывать перепады температуры воздуха. С наступлением холодной ночи у них понижалась температура тела, а вместе с нею — скорость биохимических реакций в организме и активность нервной системы. Они цепенели, замирали, оживляясь лишь с первыми лучами солнца. Как отголосок резких колебаний, которые происходили в организме первых обитателей Земли, у теплокровных животных и у человека сохранился до сих пор ритм колебаний суточной температуры. К внутреннему температурному ритму добавились привычки, связанные с приспособлением к среде. Предки наши, и близкие, и отдаленные, наделены были дневным, а не ночным зрением — ночью им просто нечего было делать. Ночью они застывали, днем выходили на охоту, и этому ритму исправно следует сегодня наш организм.

Нам еще не ясно, почему мы спим, но уже ясно, почему мы спим ночью, а не днем. Этого вполне достаточно, чтобы познакомиться с краткой историей изучения сна и с теориями, ему посвященными. Веками люди думали, что основная, даже единственная форма существования — бодрствование, которое на известное время прерывается сном. Вот почему они изобретали теории сна, а не теории бодрствования. Бодрствование было состоянием, само собой разумеющимся и в объяснении не нуждающимся, и только в наши дни ученые начинают понимать, что бодрствование, быть может, так же сложно, как и сон.


В поисках яда
До XIX века сном безраздельно владели поэты и философы. Люди отправлялись в объятия Морфея, не задумываясь, что собой представляет этот крылатый бог, сын царицы вечного покоя Нюкты, то есть Ночи, и брат Танатоса, бога смерти.

В начале века сформировалась циркуляторная, или гемодинамическая, теория. Ее сторонники — Кабанис, Мюллер — связывали сон с застоем крови в мозге, а застой считали следствием горизонтального положения тела. После того как выяснилось, что в работающих органах сосуды расширяются и к ним притекает больше крови, а в неработающих сужаются и крови к ним притекает меньше, сон стали рассматривать как результат анемии мозга, а заодно и его отдых. Такого взгляда придерживались физиологи Клод Бернар, Моссо, И. Р. Тарханов. Моссо сконструировал специальную доску-весы, на нее укладывали человека, и, когда он засыпал, головной конец доски поднимался. Это должно было означать, что во сне кровь отхлынула от головы и голова стала легче.


Этот опыт не убедил тех исследователей, которые предпочитали видеть в наступлении сна не анемию, а гиперемию, то есть не отлив крови, а прилив. Они считали, что работа мозга весьма сложна, днем мозг поглощен ею настолько, что питаться он может только ночью, а следовательно, ночью должно усиливаться наполнение ею кровью. Эта мысль была впервые высказана Шопенгауэром, а затем в виде теории гиперемии развита физиологами Броуном, Шлейхом и другими. Говорилось и доказывалось, что опыт Моссо был основан на ошибке или на неточности наблюдения, да и сам Моссо уже склонялся на сторону гиперемии. А доктор Черни своими глазами — сквозь трепанационное отверстие в черепе больного ребенка — видел, как во сне кровь приливает к мозгу.

Но почему приток крови должен быть подобен снотворному? Чешский анатом Пуркинье предположил, что от прилива крови набухают нервные центры, проходящие через них волокна сдавливаются и теряют проводимость и сообщение между отделами мозга прерывается. Догадка Пуркинье не подтвердилась. В наши дни методами реоэнцефалографии удается очень точно оценить степень кровенаполнения мозговых сосудов. Бывает, что уровень кровенаполнения во сне понижен, а бывает повышен по сравнению с самым напряженным бодрствованием; непосредственной причинной зависимостью уровень этот со сном не связан.

В конце XIX века получила некоторое распространение гистологическая теория: воспринимающие нейроны втягивают свои окончания, порывая тем самым связь с внешним миром, и наступает сон. Однако не подтвердилось и это предположение.

Химическая теория

И тут на научном горизонте появилась химическая теория. Организм — это фабрика ядов. Таков был её главный тезис. «Мы отравлены с головы до ног продуктами наших собственных органов. Это — общий результат обмена веществ…» — писал в книге «Сон» И. И. Остромысленский. Сон в глазах сторонников химической теории был похож на остановку машины, к которой прекратился доступ горючего, например кислорода, вытесненного углекислым газом, или в которую «набилась зола», например молочная кислота, или холестерин, или еще что-нибудь. Во сне организм очищается от «золы», а утром цикл «засорения» начинается сначала.


Самоотравление золой или ядами было равносильно утомлению, а очищение от них — отдыху. Поэтому против химической теории выдвигались те же возражения, что и против теории отдыха. Швейцарский ученый Эдмунд Клапаред считал, что мы часто засыпаем, не будучи утомленными, и часто сильная усталость не дает нам заснуть. Куда же деваются яды при нашей бессоннице? Трудно себе представить также, что ежедневное отравление не приносит вреда организму. Если бы мы на самом деле засыпали под влиянием достаточно большой концентрации яда, то почему мы не просыпаемся уже через короткое время, когда концентрация падает до той степени, которая была у нас незадолго до засыпания и которой, по-видимому, было недостаточно для вызова сна?

«Сонный яд»

И. И. Мечников придерживался противоположного мнения. В «Этюдах оптимизма» он размышляет о бессоннице людей нервных и переутомленных. Отчего они плохо спят? Разве у них в организме не выделяется «сонный яд»? Выделяется, и даже больше, чем у здорового человека! Но эти люди обладают чрезвычайно возбудимыми нервными элементами; повышенная возбудимость делает эти элементы нечувствительными ко многим наркотическим ядам, а «сонный яд» из их числа.

Попытку проникнуть в тайну сна предприняли французские ученые Лежандр и Пьерон. Не предрешая заранее, что представляет собой «сонный яд», они поставили опыты на собаках. День за днем собакам, привязанным к стене короткой веревкой, не давали спать. На десятый день собаки уже не могли ни открыть глаз, ни пошевельнуть лапой; чтобы они не задохнулись в ошейниках, их приходилось поддерживать. Жить им оставалось не более суток; собак умерщвляли и подвергали исследованию их мозг. С нервными клетками в лобных долях творились страшные вещи, они словно перенесли нападение врагов. Форма их ядер менялась, мембрана, казалось, была изъедена лейкоцитами. Если же собакам перед умерщвлением давали хоть немного поспать, никаких изменений в клетках не было.

Казалось, клетки вовремя бессонницы пожирал какой-то яд. Лежандр и Пьерон так и назвали его — «сонный яд» , или гипнотоксин , по аналогии с кенотоксином — «ядом мышечной усталости», на существование которого указывал физиолог Вейхарт. Название было выбрано не слишком удачно: таинственное вещество следовало бы назвать ядом бодрствования, так как оно накапливается во время бодрствования и является его прямым продуктом. Во сне же организм очищается от него.


Лежандру и Пьерону предстояло найти подтверждение своей гипотезе, и они его нашли. Они брали от долго не спавших собак кровь, спинномозговую жидкость и экстракт из головного мозга и вводили их нормальным собакам. Собаки тотчас обнаруживали все признаки утомления и впадали в глубокий сон.

Лежандр и Пьерон экспериментировали более десяти лет. Выделить гипнотоксин им так и не удалось, но в его существовании уже никто не сомневался. Поколебать химическую теорию, казалось, было невозможно. На все возражения у ее сторонников находились контрвозражения… Но что бы они смогли возразить, скажем, академику П. К. Анохину, который около года наблюдал за парой сиамских близнецов и более пятнадцати лет за другой и десятки раз видел, как эти сросшиеся грудными клетками и имевшие общую систему кровообращения близнецы спали в разное время — одна голова спала, а другая бодрствовала.

Точно так же вели себя и самые первые сиамские близнецы, каждый из которых спал когда хотел, и, наконец, близнецы, сросшиеся головами и имевшие общее кровоснабжение мозга, которых довелось видеть автору этих строк. Если сон вызывается веществами, которые могут быть перенесены кровью, то близнецы должны засыпать одновременно. Если же этого нет, то нет и никакой химии.

Но как же нет химии? Ведь никто не опроверг результаты опытов Лежандра и Пьерона. Да и не они одни ставили такие опыты. У больных патологической сонливостью экстрагировали спинномозговую жидкость, вводили ее нормальным животным, и те засыпали. Экстракт мозга животных, находящихся в зимней спячке, повергал кошек и собак в долгий сон, из чего, помимо всего прочего, следовало, что хотя спячка и не совсем сон, кое в чем она все-таки сон. В 1965 году швейцарский нейрофизиолог Монье создал на собаках модель сиамских близнецов. У двух собак было налажено перекрестное кровообращение: кровь от мозга одной собаки текла в туловище другой, и наоборот. Одной собаке раздражали определенный отдел мозга, и она засыпала. Через несколько минут засыпала и другая. Поскольку нервных связей между животными не было, сон второй собаки можно было объяснить лишь тем, что какое-то вещество, вызывающее сон, прибыло к ней с кровью первой собаки. А через несколько лет швейцарские газеты сообщили, что гипнотоксин, наконец, найден. Монье удалось выделить из крови, оттекающей от головного мозга спящих глубоким сном кроликов, полипептид; введенный в вену другим кроликам, он усыплял их мгновенно.


А как же настоящие, а неискусственные сиамские близнецы? Да очень просто! Один из близнецов хотел спать, а другой не хотел. У них действовали естественные снотворные, а не чужеродные, свои, а не взятые у кого-то; хоть они были и близнецы, да еще и сросшиеся, они были разными личностями. Их эмоции не совпадали, и эти эмоции оказывались сильнее химии. Гипнотоксин может быть одним из механизмов сна, но не его единственной причиной: он существует и выполняет гипногенные функции, но не он командует парадом, и сиамские близнецы тому бесспорное доказательство.

Здесь будет уместно упомянуть «инстинктивную теорию» Клапареда. Признав в конце концов существование гипнотоксина, Клапаред, так же как и мы, отвел ему второстепенную роль. Мы засыпаем, говорил он, не оттого, что мы отравлены или устали, а чтобы не отравиться и не устать. Сон — один из инстинктивных способов защиты организма от дурных воздействий. Этим и объясняется, например, что мы можем не заснуть, если главенствует другой инстинкт, заставляющий нас сначала выполнить его веление.


Жертвы ноны
Что такое сон? Отключение от внешней среды. Так рассуждали представители нервных теорий, зародившихся еще в середине позапрошлого столетия. А раз так, то надо найти участок нервной системы, который преграждает нервным импульсам путь к полушариям головного мозга. В этом участке и спрятан ключ к разгадке сна. В трудах поэтому вопросу мы находим ссылки на клинические наблюдения С.П. Боткина и немецкого невропатолога Штрюмпеля. Боткин наблюдал девушку, которая была слепа и глуха; кроме того, у нее было неразвитое осязание. Она почти все время спала. Штрюмпель описал мальчика, который был слеп на один глаз, глух на одно ухо и не ощущал боли при уколах кожи. Когда ему закрывали зрячий глаз и затыкали здоровое ухо, то есть полностью отрезали от внешнего мира, он, несмотря на полное отсутствие усталости, засыпал в то же мгновение.

Затем начались эксперименты на животных. У собак и кошек перерезали зрительные, слуховые и обонятельные нервы, и животные погружались в сон при каждом удобном случае. И все-таки по многим признакам было видно, что дело не только в отключении от внешнего мира, но и в чем-то еще: отключение, подобно гипнотоксину, не первопричина сна. Иначе как объяснить, что глухие, глухонемые и слепые спят столько же, сколько и здоровые?


В 1890 году венский окулист Маугнер наблюдал за людьми, которые стали жертвами эпидемического заболевания, получившего название «нона» . Больные страдали глазодвигательными расстройствами (все предметы у них двоились) и патологической сонливостью. Маутнер пришел к выводу, что причина этих расстройств кроется в поражении одного из отделов мозга — гипоталамуса. Импульсы из внутренней среды организма поступают для оценки в гипоталамус; если он поврежден, поток импульсов искажается, а это искажение вызывает сонливость. Получается тот же эффект, как и от уменьшения притока информации извне. Вот типичный пример плодотворной научной гипотезы: сочетание сомнительной аналогии с удивительной проницательностью.

Настоящая эпидемия «ноны» разразилась в начале Первой мировой войны. Во время обострения болезни люди засыпали даже стоя. Но несмотря на то что больные производили впечатление глубоко спящих, они откликались на зов и правильно отвечали на вопросы. Иногда сонливость нападала на больных только в период обострения, а иногда она не покидала их несколько месяцев и даже несколько лет.

После исследований, проведенных австрийским неврологом Экономо, болезнь нона получила более точное название — летаргический энцефалит . Экономо доказал, что вызывается она вирусом, который проникает главным образом в задние отделы гипоталамуса и верхние отделы ствола головного мозга. Он предположил, что в гипоталамусе есть два центра: поражение первого вызывает бессонницу, а поражение второго — патологическую сонливость.

В дальнейшем выяснилось, что патологическую сонливость может вызвать не только вирус, но и любая поломка в этой области мозга — опухоль, черепно-мозговая травма, закупорка сосудов — и что сонливость связана, скорее всего, не с включением центров сна, поиски которых начались еще во времена Маутнера, а с выключением системы бодрствования. Пятнадцать лет назад бразильская певица Мари-Луиза Сантос попала в тяжелую автомобильную катастрофу. Девять месяцев она находилась в коме, без сознания, а потом погрузилась в сон, длившийся семь лет. У нее был поврежден верхний отдел ствола как раз там, где находится система бодрствования.


В дальнейшем нам придется не раз говорить об этих системах, так что есть смысл, пожалуй, коснуться немного истории изучения тех отделов мозга, где расположены самые главные из них.

Есть ли у человека центры сна?

В 1924 году швейцарский физиолог Гесс приступил к первым опытам с введением электродов в мозг. Сначала он вводил кошкам в мозг тонкие трубочки, впрыскивал через них различные вещества и наблюдал, как у животных меняется поведение. Потом он решил использовать для раздражения мозга электрический ток. Гесса интересовал таламус (бугор) и гипоталамус (подбугорье). Про гипоталамус было известно, что он контролирует температуру тела и участвует в регуляции эндокринной системы. Оказалось также, что он имеет прямое отношение к регулировке аппетита и жажды.

Что должен делать хищник, ощутив голод? Отправиться на охоту. Охота же требует согласованной работы сердца, дыхания, кровяного давления, секреции желез. И при охоте должен, как никогда, работать аппарат грубых эмоций. Не находится ли и он гипоталамусе? Рассудив так, Гесс не удивился, обнаружив там участок, при раздражении которого током кошка принимала агрессивную позу. Раздражая область суб-таламуса, Гесс вызывал у животных сон. Раздражение тех же областей мозга более сильным током приводило к противоположному эффекту — возбуждению. В последующие годы физиологи не раз воспроизводили опыты Гесса и вызывали у животных испуг, ярость, сон и возбуждение. Невролог Н. И. Гращенков наблюдал вовремя войны раненого, у которого осколок снаряда находился в черепе на уровне гипоталамуса. Попытка извлечь осколок пинцетом мгновенно вызывала глубокий сон, когда же пинцет убирали, раненый тут же просыпался.

После наблюдений Экономо и опытов Гесса, доказавшего, что сон можно вызывать усилением деятельности некоторых мозговых структур, мало кто сомневался в существовании центров сна. Сомневался И. П. Павлов, который весьма высоко ценил полученные Гессом экспериментальные данные, о чем не раз сообщал ему в письмах, но рассуждений и выводов Гесса принять не мог, о чем не забывал упомянуть в тех же письмах.


В лаборатории Павлова было обнаружено, что собаки в процессе выработки условных рефлексов засыпают. Сон у них вызывали некоторые внешние раздражители, которые, как писал Павлов, «в больших полушариях производят тормозной процесс». «Торможение и сон — это одно и то же» , — повторял он. Допускал он, впрочем, существование и другого механизма сна. Трактуя опыты А. Д. Сперанского и B. C. Галкина с перерезкой у кошек зрительных, слуховых и обонятельных нервов, он говорил, что здесь сон пассивен и причина его — иссякание потока информации. Есть, говорил он, «два сорта сна: один сон пассивный, в силу отпадения массы раздражений, обыкновенно поступающих в большие полушария, и другой сон — активный, как его и представляют, в виде тормозного процесса, потому что тормозной процесс, конечно, должен представляться активным процессом, а не как состояние не деятельности».

Пассивным казался Павлову и сон больных летаргическим энцефалитом, и сон подопытных кошек Гесса. Не признавая существования в гипоталамусе центра сна, он объяснял этот сон одним лишь разрывом сообщения между большими полушариями и внутренним миром. Не все идеи Павлова о природе сна и бодрствования выдержали проверку временем. Идеи, в которых почти все мозговые функции возлагались на кору, а глубинным отделам отводилась сугубо вспомогательная роль, в которых все многообразие нервных процессов сводилось к возбуждению и торможению, оказались слишком схематичными.

Точно так же и Гесс, обнаружив столько интересного в глубинных структурах, решил, что в мозговых процессах они, а не кора, играют первую скрипку, и они с Павловым долго спорили на эту тему, так ни до чего и не договорившись. Однако образцом прозорливости предстает сегодня перед нами та настойчивость, с которой Павлов твердил, что торможение, охватывающее мозг, активно и что сон меньше всего похож на бездеятельность.


Пять ступенек в глубину

В середине тридцатых годов бельгийский нейрофизиолог Бремер провел очень важные опыты. Перерезав кошке спинной мозг на уровне первого шейного сегмента, он получил так называемый изолированный мозг. На электроэнцефалограмме, снятой с этого мозга, отражалась нормальная смена сна и бодрствования. Когда же Бремер сделал перерезку на уровне среднего мозга, получился препарат, который он назвал «конечным изолированным». На снятой с него электроэнцефалограмме была лишь картина сна. Отчего произошла такая перемена, Бремер сразу не догадался. Непрерывный сон он по традиции объяснил снижением притока импульсов к коре. Это было верно, но каких импульсов, и откуда они шли? Оставалось сделать один шаг и найти механизмы, поддерживающие уровень бодрствования. Но шаг этот Бремеру сделать было не суждено. Сделали его в 1949 году американский нейрофизиолог Мэгун и его итальянский коллега Моруцци.


Исследуя больных полиомиелитом, который поражает нижние отделы ствола головного мозга, Мэгун установил, что нарушения мышечного тонуса при этой болезни связаны с разрушением нижних отделов ретикулярной формации. О существовании этой структуры знали еще в прошлом веке, но ее назначение было никому не ведомо. Ретикулярная формация — это огромная сеть нейронов; отсюда и название: ретикулярная — значит сетевидная.

Сеть эта растянута по всему стволу от спинного мозга до гипоталамуса и таламуса включительно. Мэгун и Моруцци доказали, что глубокий сон, который демонстрировал Бремеру «конечный изолированный мозг», вызван был отсечением от полушарий ретикулярной формации, чьи активизирующие импульсы поддерживают не только мышечный тонус, но и надлежащий уровень бодрствования.

Изучение ретикулярной формации было продолжено американскими нейрофизиологами. Они разрушали все пути, по которым направляются в кошачий мозг импульсы из глаза, уха, от кожи и обонятельных луковиц, и сохраняли только связи ретикулярной формации с большими полушариями. Никаких изменений на электроэнцефалограмме, никакого понижения уровня бодрствования! Когда же все пути между органами чувств и корой оставались нетронутыми, а разрушалась ретикулярная формация, наступал сон. Так появилось весьма важное дополнение к прежним гипотезам о том, как влияет на состояние мозга сокращение потока поступающих в него импульсов.

Природа позаботилась о том, чтобы все импульсы, приходящие от органов чувств в соответствующие отделы коры, попадали и в ретикулярную формацию. Вот перед нашими глазами неожиданно возникает яркий свет. По зрительным волокнам сигнал о свете отправляется к зрительной коре. Но, проходя через ствол мозга, сигнал делится на две части. Одна часть продолжает свой путь в затылочную долю, где находится зрительная кора, а другая по особым ответвлениям направляется в ретикулярную формацию. А что произойдет, если мы услышим громкий звук? Часть сигналов попадет в слуховую кору, расположенную в височной доле, а часть — опять в ретикулярную формацию.


Пока специфические мозговые системы, то есть системы, связанные с органами чувств определенного типа и с раздражителями определенной модальности, анализируют поступающие сигналы, неспецифические, то есть относительно безразличные к тому, поступает информация зрительная, слуховая или осязательная (к неспецифическим относится и ретикулярная формация), оценивают те же сигналы по их значимости для организма и готовят его к ответным действиям. Вот для чего и параллельный поток сигналов. В верхних отделах ретикулярной формации имеется механизм, поддерживающий необходимый нам уровень бодрствования. Это так называемая активирующая восходящая система. Ее разрушение и повергает животное в сон. Уровень бодрствования поддерживается постоянным потоком импульсов, идущих из ретикулярной формации в кору. Даже во сне эта «фоновая активность» не исчезает совсем, а лишь снижается до определенного порога, что позволяет животным просыпаться при приближении опасности. Когда же сигнал приобретает особое значение, поток импульсов возрастает, и вместе с ним возрастает внимание и сосредоточенность. Мозг уже не просто регистрирует сигнал, а изучает его.