Зачем нужен сон?

Естественно, в сновидениях находят отражение наши мысли, чувства, эмоции, а также состояние организма — например, они могут свидетельствовать о боли, которая в бодрствовании не ощущается. Толкователи снов пытаются связать их с будущими событиями, считая, что сон — это зашифрованное сообщение. Но не будем вторгаться в область паранаучного.*

Из теорий сновидений наиболее известны теория Фрейда и теория Юнга. Их объединяет то, что они считали сновидения проявлением бессознательного, которое во сне выходит из-под контроля сознания. Зигмунд Фрейд считал, что назначение сновидений — осуществление скрытых желаний, которые в бодрствовании подавляются нашим рассудком. Чаще всего это сексуальные желания. Его метод толкования сновидений основан на поиске ассоциаций. Карл Густав Юнг не связывал сновидения с нашим либидо, но рассматривал его как прямое выражение нашей бессознательной части личности.

Первооткрыватель парадоксального сна Мишель Жуве считал сновидения подтверждением того, что в это время в мозге идут интенсивные психические процессы. И в наше время появляются доказательства важной роли сновидений.

Сон и память — миф и правда

Идея обучения во сне овладела умами несколько десятилетий назад. Очень соблазнительной казалась мысль: спать и одновременно усваивать новую информацию, которую тебе начитывает магнитофон. Но это «обучение для ленивых» так и не получило экспериментального подтверждения. Зато в том, что сон помогает усвоить выученное, многие убеждаются на себе. Перед экзаменом после зубрежки обязательно нужно поспать. Даже ученые признают: с новыми знаниями надо «переспать», чтобы они отложились в мозгу.

В 80–90-е годы стала очень популярной гипотеза, что парадоксальный сон непосредственно связан с памятью. Согласно этой очень красивой гипотезе, в парадоксальном сне происходит переработка информации, перевод памяти из кратковременной в долговременную форму. Поэтому и мозг так активно работает. В лабораториях мира прошло множество экспериментов на животных, которые вроде бы подтверждали: лишение парадоксального сна ухудшает запоминание информации. Но не все эти эксперименты были корректно поставлены, и результаты не всегда оказывались однозначными.

Со временем ученые охладели к быстрому сну и стали придавать большее значение в переработке информации медленному сну. Сегодня специалисты очень осторожно говорят про связь сна и памяти. «Эта гипотеза не отброшена, но скепсис остается, — сказал «Деталям мира» Владимир Ковальзон. — В большинстве случаев если связь есть, она довольно слабая».

Противники гипотезы о важной роли в памяти быстрого сна, по словам Владимира Ковальзона, приводят такие аргументы. В мире миллионы людей принимают антидепрессанты, которые подавляют эту фазу сна. Известны уже десятки людей, у которых быстрый сон исчез совсем. Но на память они не жалуются. Есть известный больной, получивший осколочное ранение в область ядра моста (отдел мозга. — ДМ), из-за чего полностью лишился быстрого сна. Но это не помешало ему окончить высшие юридические курсы, а в качестве подработки редактировать отдел кроссвордов в еженедельнике. Ясно, что с памятью у него было все в порядке.

«Если сон и участвует в процессах памяти, то это не главное, — объясняет «Деталям мира» руководитель лаборатории нейробиологии сна Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РА Н Владимир Дорохов. — В наших экспериментах испытуемые заучивали пары слов, чтобы по одному ассоциативно вспомнить второе. Одной группе давали спать после обучения, другой — нет. Выяснилось, что сон улучшает воспроизведение только тех слов, которые были заучены с одного раза. Мы проводили эксперименты и на крысах, которых лишали сна с помощью оригинального метода: их катали на карусели, и если крыса засыпала, она падала в воду. Результат показал: лишение сна ухудшало обучение, но ненамного — на грани достоверности».

«Есть гипотеза, что во время сна мозг избавляется от ненужной информации, отсекая все лишнее и оставляя то, что действительно важно, — продолжает Владимир Дорохов. — Кроме того, скорее всего, сон влияет на творчество».

Сон — подготовка к бодрствованию

Но если сон нужен нам не для памяти, тогда для чего? Е сть мнение, что во время сна происходят важные этапы обмена веществ. «Получены данные, что во время медленного сна у мышей в коре мозга и гипоталамусе работают гены, кодирующие белки, вовлеченные в синтез макромолекул — различных ферментов и других белков, — рассказывает Владимир К овальзон. — Похоже, что во время сна мозг подготавливается к работе в будущем бодрствовании: идет сборка молекул для последующей передачи информации. Возможно, в это время происходят биохимические реакции, требующие большого количества времени».

Мозг засыпает по частям

В последнее время ученым стало ясно, что мозг погружается в сон не всеми структурами и не всеми клетками одновременно. Регистрируя электрическую активность отдельных нейронов, исследователи описали особый режим импульсов «пачка разрядов — пауза», который характерен для «сонных» нейронов. В таком режиме все больше нейронов перестают работать индивидуально и начинают петь в общем «сонном хоре».

«Чем больше давление сна (чем дольше животное не спит), тем больше нейронов начинают работать в режиме сна, это значит, что все больше отделов головного мозга уходит в сон. Получается, что спать могут какие-то участки мозга отдельно от других, — рассказывает на публичной лекции научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РА Н Елизавета Руцкова. — Другие же части мозга продолжают бодрствовать. Причем раньше всего засыпают ассоциативные зоны мозга, отвечающие за высшую переработку информации».

«Человеку кажется, что он бодрый, а какие-то зоны мозга у него спят, — продолжает Владимир Ковальзон. — В таком состоянии человек может ехать на лошади, но не за рулем. Это одна из самых частых причин дорожных аварий».

«В таком состоянии человек еще может решать простые задачи, но сложные — которые требуют вовлечения многих областей мозга — уже нет, — объясняет «Деталям мира» Иван Пигарев. — Операторы могут формально не засыпать, но уже не в состоянии проводить анализ сложных ситуаций». По его образному сравнению, человек, постепенно засыпая высшими зонами своего мозга, превращается по интеллекту в обезьяну, затем в кошку, в крысу и так далее.

Подробнее о последствиях недосыпания, о нарушениях сна и проблеме переноса времени читайте в статье "На сне не сэкономишь".

Сон координирует работу всех систем организма

О новом подходе к изучению сна корреспонденту «Деталей мира» рассказал доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации (ИППИ) РА Н Иван Пигарев: «Во время бодрствования по сигналам от рецепторов органов чувств мозг обеспечивает наше поведение. Во время сна каналы от органов чувств заблокированы. Долгое время считали, что кора мозга в этот момент отдыхает. Однако регистрация электрической активности нейронов показала, что они вовсе не отдыхают, а переходят на другой режим работы. Но что отражает эта активность, оставалось загадкой.

Еще в 90-е годы было доказано, что крысы, лишенные сна, умирают через несколько суток. Мозг погибших крыс проанализировали и не нашли в нем никаких патологических изменений. Но кожа животных, лишенных сна, покрывалась язвами, они теряли в весе, у них нарушалась работа системы пищеварения, выходила из строя иммунная система. Все указывало на то, что сон нужен прежде всего не мозгу, а остальному организму.

Вот мы и предположили, что во время сна, в то время как сигналы от внешнего мира отключаются, к нейронам коры мозга поступает информация от внутренних органов. Активность нейронов коры во время сна обеспечивает координацию всех систем организма: сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и др. А лишение сна приводит к краху скоординированной работы этих систем».

Теория получила подтверждение в экспериментах. Иван Пигарев и его коллеги обнаружили, что нейроны зрительной коры мозга, которые во время сна переставали получать информацию от сетчатки глаза, начинали реагировать на сигналы, приходящие из органов желудочно-кишечного тракта. А в тот момент, когда животное просыпалось, эти же нейроны возвращались к зрительной функции. Позднее было показано, что нейроны других зон коры мозга во время сна переключаются на обработку сигналов от сердечно-сосудистой системы. Результаты, подтверждающие висцеральную теорию сна, надежно воспроизводились в многочисленных экспериментах на кошках, кроликах и обезьянах.

Сновидения отражают переработку информации

Гарвардские медики предлагали студентам-испытуемым задачу: найти выход в компьютерном лабиринте четырех уровней сложности. После освоения лабиринта одних студентов заняли просмотром видео, а других уложили спать. Через пять часов испытуемым снова предложили побродить по лабиринту. Оказалось, что студенты, которым в перерыве дали поспать, стали проходить лабиринт быстрее, чем те, кто не спал. Но еще большая разница обнаружилась, когда испытуемых попросили рассказать, что занимало их мысли во время бодрствования и сна.

В отчете о своих сновидениях 4 из 50 испытуемых рассказали, что им снилось что-то, ассоциативно связанное с лабиринтом. Один из них во сне пытался решить задачу, а трое попадали в некое похожее на лабиринт помещение. Интересно, что именно эти четверо сильнее всего улучшили время решения задачи. Показатели спящих, но не видевших во сне лабиринт студентов улучшились скромнее.

Ученые отмечают и то, что эти четверо медленнее остальных решали задачу при первом предъявлении. Очевидно, она оказалась для них труднее, чем для прочих. Вероятно, именно по этой причине их сновидения были ассоциативно связаны с лабиринтом. Авторы эксперимента считают, что они показали: во сне происходит активация мозга, направленная на запоминание предшествующей информации. А показателями активации служат связанные с этой информацией сновидения. В результате мозг обучается решать изначально сложную для него задачу.