Как ни парадоксально, мы почти ничего не знаем о сне, в котором проводим почти треть жизни. Разве что он восстанавливает силы, а если его лишить, то дело может дойти даже до смерти. Наиболее продвинутые слышали, что Фрейд сновидениями объяснял скрытые, загнанные "внутрь" желания человека. Вот, пожалуй, и все наши сведения о сне. А что сегодня узнала про него наука, которая обладает очень изощренной техникой исследований?
Михаил Полуэктов: Скажу сразу, что человека в принципе невозможно полностью лишить сна. Такова наша физиология. Во время войны, когда солдаты не спали сутками, они на несколько секунд засыпали прямо на ходу. Человек может общаться с вами, а в это время на ЭЭГ могут отмечаться эпизоды сна по три-пять секунд. Сон настолько необходимая часть жизни, что его невозможно лишиться. Он будет внедряться куда угодно. Как это происходит? Возможно, спит одна часть мозга, а все остальное бодрствует. Кстати, доказано, что, например, у дельфина попеременно спят левое и правое полушария.
Теперь о современных теориях сна. Зачем он дан природой? Самая популярная сейчас гипотеза утверждает: сон помогает мозгу избавиться от избытка полученной за день информации. Суть в следующем. За день клетки мозга, нейроны непрерывно "бомбардируются" самой разной информацией от соседних клеток. Между ними возникают связи, так называемые синапсы. К вечеру клетка, говоря образно, буквально забита самыми разными сведениями. Среди них много явно избыточных и даже просто "мусора". Так вот во сне, когда мозг не получает информацию извне, он перестраивает свою работу: ненужные синапсы ликвидируются, нужные "укрупняются" и на следующий день мозг вновь готов воспринимать свежую информацию.
Выбросить "мусор"
А как мозг узнает, что ему нужно, а что для него "мусор"?
Михаил Полуэктов: Пока однозначного ответа нет. Считается, что отбор каким-то образом связан с формированием "кругов памяти". Но это еще предстоит изучать. Другая теория совсем молодая. В прошлом году американцы экспериментально показали, что сон требуется для "чистки" мозга. Они зафиксировали удивительное явление: когда человек спит, пространство между нейронами увеличивается примерно на 60 процентов. В эти ниши клетки выбрасывают "шлаки", которые накопили за день, в частности, и хорошо известный белок бета-амилоид. Он накапливается при болезни Альцгеймера.
Чистка мозга от "шлаков", думаю, понравится многим читателям, которые увлекаются разными чистками.
Михаил Полуэктов: Уверен, что понравится и теория Ивана Николаевича Пигарева из Института проблем передачи информации РАН. Вот мы говорили, зачем сон нужен мозгу. А зачем он сердцу, печени, почкам. Они работают и при бодрствовании, и во сне. Пигарев считает, что во сне мозг ведет своеобразную настройку внутренних органов. Днем ему некогда ими заниматься, только бы успеть получить, перелопатить и усвоить внешнюю информацию. А во сне наконец-то может отключиться от внешних раздражителей, стимулов и "заглянуть в себя".
Пожить для себя... Но как он обходит дозором печень, сердце, почки?
Михаил Полуэктов: Иван Пигарев утверждает, что в экспериментах ему удалось обнаружить такой механизм. Дело в том, что в мозге есть нейроны, которые считались "узкими профессионалами". Например, считалось, что нейроны зрительной коры участвуют только в фиксации зрительной информации. А Пигарев открыл, что во сне эти нейроны начинают реагировать на импульсы от кишечника.
То есть клетки мозга, которые днем "смотрят" во внешний мир, ночью обращают свой взор на кишечник?
Михаил Полуэктов: Не только на кишечник, но и на другие органы. Иван Николаевич утверждает, что этот феномен он выявил в своих экспериментах. Но, конечно, эту теорию надо доказать, что будет очень непросто.
Сны о печени
А эта теория может объяснить феномен сновидений? Ведь человек всегда мечтал понять, почему он видит во сне самые разные, нередко фантастические картины. Что они означают? О чем сигнализируют?
Михаил Полуэктов: Пигарев предложил свою оригинальную версию. Но прежде надо сказать о теории сновидений Хобсона-Маккартли, которая сегодня в наибольшей степени поддерживается учеными. В тот или иной период времени человека что-то особенно интересует, волнует, и именно эту тему он постоянно прокручивает в голове. И наяву, и во сне. При этом в мозге образуются очаги устойчивого возбуждения, "круги памяти", связанные именно с этими событиями. Казалось бы, заснув, мы успокаиваемся, отвлекаемся. Нет никаких навязчивых мыслей. Но в нашем мозге есть центр быстрого сна - отдел, который в определенное время начинает выдавать хаотические импульсы. Они могут пробить блокировку памяти, и оттуда потоком может хлынуть поток сновидений. Они могут точно повторять то, что было в реальности, а могут быть невероятными. Однако ничего нового для сновидения наш мозг выдумать не в состоянии. Еще выдающийся физиолог Иван Михайлович Сеченов называл сновидения небывалой комбинацией бывалых впечатлений.
Но Хобсон-Маккартли не сказали, почему появляются эти таинственные импульсы, провоцирующие сновидения.
Михаил Полуэктов: Именно на этот вопрос и отвечает теория Пигарева. Если импульсы от внутренних органов достаточно сильны, то могут преодолеть некий фильтр, который не пускает в него различные раздражители, чтобы не мешали мозгу отдыхать. Такая версия подтверждается другими учеными. Скажем, при заболевании пищеварительного тракта в сновидениях появляются неприятные сцены, связанные с едой, при недугах органов дыхания возникают сцены удушения. Когда страдает опорно-двигательный аппарат, появляются картины, связанные с нарушением движения. Что у нас "сбоит", то может в своеобразном виде проявляться в содержании сновидения.
По-моему, это слишком утилитарный взгляд на сон. Ведь нередко человек смотрит по ночам совершенно фантастические "фильмы". Или куда-то мать уехала, а по ночам видит во сне ребенка. Какие уж тут кишечники...
Михаил Полуэктов: Конечно, гипотеза Ивана Николаевича объясняет не все случаи. Он только пытается углубить теорию Хопсена-Маккартли, которая говорит, что импульсы, запускающие сновидения, в мозге возникают без очевидной причины. А Пигарев настаивает, что во многих случаях это сигналы из внутренних органов. Они могут объяснить только часть сновидений. И это крайне важно. Ведь пока наука вообще не понимала механизм появления снов.
А что такое осознанные сновидения? Неужели это вообще возможно? Спать и понимать, что спишь?
Михаил Полуэктов: Возможно. Американские ученые учили добровольцев, когда они осознавали, что спят, например, поднимать руку. И действительно, прибор отмечал, что по всем параметрам человек спит, но его мозг может дать команду руке - поднимайся. Томограф регистрировал в одной той же зоне мозга один и тот же сигнал движения руки, когда человек бодрствовал и когда спал. Это открытие очень важно и перспективно. Оно позволяет начать работу над расшифровкой содержания сновидений. Если мы накопим, например, миллион таких "картин" двигательной активности для разных ситуаций, то можем дать задание компьютеру "расшифровать сновидение".
Пословица утверждает, что утро вечера мудренее. Как наука относится к попыткам применить сон для обучения? Скажем, с ночи прочитал английский словарь, а утром заговорил по-английски?
Михаил Полуэктов: Уже доказано, что для запоминания информации лучше поспать. Причем не менее полутора часов, так как усвоению в большей степени способствует "быстрый" сон. На его долю приходится примерно 25 процентов времени сна. Он чередуется с "медленной" фазой каждые полтора часа. Интересное исследование провел Владимир Борисович Дорохов. Люди запоминали случайный набор слов, но в одном случае их показывали всего один раз, а в другом дважды. Казалось бы, чем больше повторений, тем лучше они запомнятся. Но оказалось, запоминалось лучше только в случае с одним повторением. То есть сон улучшает память, когда стимул для запоминания слабый. Если же он достаточен, если человек учит днем, у него есть мотивация, тогда и без дополнительного сна он все хорошо запомнит.
Когда телеведущие ошибаются
В медицинских передачах по телевизору нас убеждают, что спать надо ложиться до полуночи. Только в этом случае сон будет нормальный, принесет максимальную пользу. Но тогда "совы" никогда полноценно не отдыхают.
Михаил Полуэктов: Существует расхожее выражение: час сна до полуночи равен двум часам после полуночи. В этом есть доля правды, но небольшая. На самом деле, самой ценной считается первая половина сна сразу после засыпания. В этот период мы спим наиболее эффективно, мозг интенсивно восстанавливается. Что видно, например, на электроэнцефалограмме. А под утро потребность во сне снижается. То есть наука говорит нам, что первая половина сна важнее второй.
Однако даже если вы легли в 2 часа ночи, все равно у вас будет первая половина сна. Ее в принципе невозможно лишиться. Красивое выражение, что первая половина сна важнее второй, на поверку оказывается бессмысленным.
А зачем природа дала нам такой сложный механизм сна, две фазы - медленную и быструю, которые еще и чередуются каждые полтора часа?
Михаил Полуэктов: Есть версия, что такая цикличность запрограммирована эволюционно. Всем живым существам надо приспосабливаться, бороться за выживание. Ведь кругом враги, значит, всегда надо быть готовым проснуться, убежать или вступить в бой. Поэтому организм выработал механизм реализовывать свою потребность во сне по частям. Полтора часа проспал, еще жив, можно перейти на вторые полтора часа, затем на третьи и так дотянуть до утра. Первые части сна самые эффективные, в это время организм старается максимально восстановиться, а вторая половина сна протекает по принципу: получится - хорошо, не получится - не страшно. Так мудро природа организовала наш сон.
1. Дмитрий Менделеев увидел во сне знаменитую периодическую таблицу элементов.
2. Немецкий химик Фридрих Кекуле, пробудившись, предложил науке структуру молекулы бензола.
3. Генрих Шлиман утверждал, что серия снов стала для него импульсом начать раскопки легендарной Трои. Эти ночные "картины" якобы подвигли далекого от археологии банкира бросить бизнес и начать раскопки в местах, которые открылись ему во время снов.
4. Отто Леви, нобелевский лауреат, увидел во сне механизм, с помощью которого нервная система регулирует сердечные сокращения.
5. Великий физик Нильс Бор вспоминал, что ядро и электроны приснились ему в образе Солнечной системы с вращающимися планетами. В результате была открыта модель атома, за которую ученый был удостоен Нобелевской премии.
6. Сон Фредерика Бантинга привел к открытию инсулина.
7. Советский авиаконструктор Олег Антонов после пробуждения зарисовал форму хвостового оперения самолета-гиганта "Антей".
8. Элиас Хоув, создавший в 1845 году швейную машинку, увидел во сне, как расположить игольное ушко, чтобы нить цеплялась с противоположной стороны ткани.
9. Месроп Маштоц, создатель армянского алфавита, утверждал, что его во сне ему показал ангел.
10. Выдающийся математик Индии Сриниваса Рамануджан утверждал, что все его открытия пришли к нему во сне от индуистской богини Намагири. Якобы она сама писала уравнения.
11. Фридриху Бурдаху приснилась идея, как устроена система кровообращения.
Можно вспомнить, что о творчестве во сне говорили Моцарт, Пушкин, Шуман, Вагнер, Сен-Санс, Эдгар По, Алексей Толстой, Гейне, Вольтер, Фет, Маяковский и т.д. А Томас Эдисон даже придумал изобретение, позволявшее запоминать идеи в пограничном состоянии между бодрствованием и сном. Он садился в кресло, взяв в руки тяжелые железные шары, и закрывал глаза. Напряженно думая о волновавшей его проблеме, впадал в дрему, руки разжимались, шары падали с грохотом в специальные желоба, будили изобретателя. И он мгновенно вспоминал приснившееся решение.
Конечно, открытия во сне впечатляют, но наяву их сделано во много раз больше.
О пользе послеобеденного сна известно давно. Скажем, в Латинской Америке и южных странах Европы сиеста - повсеместное явление. Она действительно способствует повышению тонуса организма и трудоспособности. Не случайно такой сон принято называть восстановительным.
Однако здесь очень важно соблюдать меру. Чтобы определить оптимальное время восстановительного сна, сегодня созданы различные приборы. Принцип действия у всех один: они следят за двигательной активностью человека. Она на разных стадиях сна различается. Прибор замеряет эту активность и вычисляет момент перехода в сон со сновидениями, из которого легче просыпаться. Человек, пробудившийся в это время, действительно более бодр, чем тот, кто просыпается во время глубокого сна. Однако точность этих методов пока низка, максимум 70 процентов.
А вот знаменитый эпизод, когда Штирлиц, сидя в машине, сам себе запрограммировал время восстановительного сна, это, по мнению ученых, миф. Скорее речь может идти о самогипнозе. Кстати, эксперименты показали, что во время гипноза мозг продолжает активно работать. Человек может выполнять все команды гипнотизера, вообще не чувствовать боли, а на его электроэнцефалограмме регистрируется картина бодрствования. Словом, ко сну это не имеет никакого отношения.