Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается

Что такое сон? Для чего он нужен организму? Вопрос о назначении этого столь обыденного состояния кажется настолько наивным, что даже не требует раздумий для ответа: разумеется, для отдыха! Одна­ко такой ответ порождает цепочку новых вопросов: что такое отдых? Почему этот отдых столь продолжителен? Почему он столь сложно организован? Почему он приурочен к определенным периодам суток? Почему для отдыха недостаточно телесного покоя, а необходимо еще и выключение органов чувств, что, казалось бы, резко повышает нашу уязвимость по отношению к неблагоприятным факторам среды? Поче­му теплокровные животные, у которых «постоянство внутренней среды является залогом свободной жизни» (Клод Бернар), вынуждены, подоб­но своим холоднокровным предкам, каждые сутки на несколько часов впадать в состояние неподвижности и ареактивности?

На протяжении многих столетий сон рассматривался именно по этим внешним, поведенческим проявлениям: как состояние покоя и понижен­ной реактивности. Такому подходу не смогло помешать даже формиро­вание представлений о двух принципиально отличных как друг от друга, так и от бодрствования, состояний «внутри» естественного сна (обычная, или медленноволновая, и парадоксальная, или быстрая, фазы), проис­шедшее в конце 50-х — начале 60-х годов XX века под влиянием главным образом работ Н. Клейтмана, В. Демента (США) и М. Жуве (Франция). Однако в последнее время накапливается все большее число фактов пер­востепенной важности, которые не укладываются в эти и подобные им представления. Какой же признак сна можно считать его необходимым и достаточным условием? Внимательное рассмотрение этого вопроса приводит к выводу, что таким признаком, вероятнее всего, является рит­мичность. Именно ритмическое чередование совокупностей определен­ных физиологических признаков (полиграфических картин) позволяет отличить нормальный сон от монотонных «сноподобных состояний». Соответственно и критерием «нормальности» сна служит неизменность циклического чередования стадий 1-2-3-4 медленного сна, завершаю­щегося эпизодом быстрого (парадоксального) сна.

Такое кардинальное изменение наших представлений о природе бодрствования и сна явилось результатом возникновения во второй половине XX в. сомнологии (науки о сне) — бурно развивающейся об­ласти нейронаук, имеющей исключительно важные теоретические и прикладные аспекты. Девизом сомнологии можно считать слова круп­нейшего специалиста в этой области второй половины XX в. Мишеля Жуве (Франция): «Кто познает тайну сна — познает тайну мозга». Экспе­риментальная сомнология зародилась около 150 лет назад в России, ее основателем была замечательная петербургская ученая М. М. Манасеина-Коркунова (1843-1903), ученица известного физиолога И. Р. Тар­ханова. В XX в. великий Павлов много и плодотворно размышлял о про­блеме сна и ставил ее изучение в центр всей науки о высшей нервной деятельности. Российские ученые и их идеи всегда играли важную роль в исследованиях сна. Достаточно напомнить, что крупнейший сомнолог первой половины XX в. Н. Клейтман (1895-1999) родился и полу­чил среднее образование в Кишиневе. Именно работа русских авторов М. П. Денисовой и Н. JI. Фигурина, описавших в 1926 г. периодические эпизоды учащения дыхания и движений глазных яблок во сне у детей, послужила через четверть века отправной точкой для революционного открытия «сна с быстрыми движениями глаз» (синонимы: парадоксаль­ный сон, быстрый сон, сон со сновидениями и др.) Н. Клейтманом и его аспирантом 10. Азеринским (1921-1998; родители последнего также были выходцами из России, и он знал русский язык).

Несмотря па огромный ущерб, нанесенный отечественной физиологии победой догматиков (поддержанных Сталиным) на так называемой «пав­ловской сессии» 1950 г., в послесталинском Советском Союзе в 1960— 1980-е гг. фундаментальные исследования механизмов регуляции цикла бодрствование-сон приобрели значительный размах и велись в десятках лабораторий в различных городах страны. Проводились многочисленные научные конференции, в том числе и с участием крупнейших зарубежных специалистов. Разумеется, сомнология страдала от тех же пороков, что и вся так называемая «советская наука» — изоляции и бюрократизации. Из-за этого, с одной стороны, лишь немногие исследования проводились на мировом уровне и носили подлинно новаторский характер; с другой, эти исследования получали недостаточный резонанс или даже остава­лись абсолютно неизвестными мировому научному сообществу. Так слу­чилось, например, с пионерской работой молодого тбилисского ученого JI. Р. Цкипуридзе, ученика академика И. С. Бериташвили, который еще в 1950 г. описал стадии «спокойного» и «беспокойного» сна в поведении и электрической активности головного мозга кошки.

После распада СССР и резкого падения финансирования науки боль­шая часть этих исследований была свернута. В 1990-е годы лишь не­сколько энтузиастов в Москве, С.-Петербурге и Ростове-на-Дону при поддержке зарубежных и отечественных фондов проводили экспери­ментальные работы в области сомнологии. Медицинские аспекты, од­нако, продолжали интенсивно разрабатываться, в различных городах России были созданы центры клинической сомнологии — «медицины сна». В 2000-е годы в российской фундаментальной сомнологии также наметилось некоторое оживление.

В это время в мировой науке началась подлинная революция в об­ласти молекулярной биологии и генетики. Внедрение новых методов породило целый каскад блестящих открытий в области нейронаук, в том числе в сомнологии. Интерес к этим открытиям со стороны широ­кой публики подогревается важными практическими причинами.

В настоящее время медицинской и научной общественностью осоз­нано, что небольшие хронические нарушения сна и бодрствования, столь характерные для современного урбанизированного человечества, не только представляют серьезную опасность для здоровья, но и чре­ваты самыми серьезными последствиями в производственной сфере, на транспорте и т. п. Они даже могут быть одной из важнейших причин (скрывающихся за неопределенным термином «человеческий фактор») целого ряда инцидентов и катастроф, в числе которых западные источ­ники называют такие, как аварии на атомных электростанциях Тримайл Айленд в США и в Чернобыле. Еще в 1988 г. специальная обществен­ная комиссия США «Сон, катастрофы и социальная политика» пришла к выводу, что быт и характер производственной деятельности человека в условиях научно-технической революции (управление автомобилем, «общение» с компьютером и т. д.) диктует необходимость строгого соб­людения жестких требований гигиены сна. В то же время образ жизни человека XXI века плохо согласуется с этими требованиями: залитые электрическим светом ночные города (так называемый «эффект Эдисо­на»), постоянный шум, поздние передачи по телевидению и пр.

Эта коллизия продолжает обостряться, что заставляет принимать срочные меры в промышленно передовых странах. В частности, в США по всей стране развернуто более 1500 центров по коррекции нарушений сна, в рамках Национального института здоровья (аналог нашей Акаде­мии медицинских наук) создан специальный Институт по изучению сна, разработаны новые безлекарственные методы лечения и т. п. Одним из важнейших направлений в «медицине сна» является создание эффек­тивных и безвредных лекарственных препаратов нового поколения. Для решения всех этих проблем необходимым условием является изучение фундаментальных физиологических механизмов сна человека.

В книге о сне П. Шпорка в популярной, увлекательной форме и в це­лом правильно, не выходя за рамки строго научного изложения, рас­сказывается о новейших достижениях в этой области. Подобных книг на русском языке не появлялось уже двадцать лет — с 1989 г., когда издательство «Знание» опубликовало в моем переводе книгу А. Борбели (неоднократно упоминаемого Шпорком) «Тайна сна». Разумеется, с тех пор наука о сне ушла далеко вперед, и широкая публика, у кото­рой всегда отмечается сильный интерес к проблеме сна и сновидений, должна знать об этом прогрессе, о гигиене сна и его расстройствах. От имени всех российских сомнологов я рад приветствовать инициативу издательства «Бином. Лаборатория знаний» по переводу этой книги и рекомендовать ее широкому читателю.

В. М. Ковальзон Доктор биологических наук, председатель секции сомнологии Физиологического общества им. И. П. Павлова / Российского общества сомнологов

Ночь в мешанине проводов

Нет, заснуть сегодня не получится. Еще бы! К затылку под волосами кле­ем прилеплены электроды. На лбу, над областью сердца, под глазами и подбородком пластырем зафиксированы датчики. К разным частям мо­его усталого тела — ступням, ладоням, бедрам и животу — прикреплены температурные зонды. За правым ухом — заземление.

Что это, я попал в повесть Франца Кафки? Или вижу дурной сон? А может, злой волшебник превратил меня в электрическую лампоч­ку? Ничего подобного. В эту странную ситуацию я впутался доб­ровольно и совершенно сознательно — в тот момент, когда решил совершить вылазку в одну из интереснейших областей современной науки — сомнологию, или изучение сна. Моя задача — обобщить но­вейшие данные в этой области, собрать все мыслимые решения ве­ликой тысячелетней загадки: почему мы обязательно должны спать? Почему треть жизни мы проводим в пассивном, непродуктивном и беззащитном состоянии?

Этим вопросом задавался еще греческий врач Алкмеон в V в. до н. э. Убедительного ответа на него до сих никто не дал. «Это, пожалуй, важ­нейший открытый вопрос биологии», — говорит Аллен Рехтшаффен из Чикагского университета, один из пионеров изучения сна.

Вот поэтому я и оказался на безрадостной больничной койке в уны­лой, скупо обставленной комнате. Это палата лаборатории сна Центра хронобиологии Базельского университета — одного из ведущих на­учных учреждений в области изучения ритмов сна и бодрствования. Я лежу на спине и не решаюсь пошевелиться. Вдоль тела тянется не­сколько тонких разноцветных проводов; они проходят под воротом пижамы и собираются за головой в довольно толстый пучок. Провода привязывают меня к изголовью кровати и лишают последней надежды на привычное задремывание, на блаженные бесцельные мгновения на полпути между бодрствованием и сном.

Что же делать? Вместо того чтобы считать овец, я мысленно пов­торяю намеченную программу. Датчики должны следить за моим физиологическим состоянием, фиксируя токи сердца и мозга, движения глаз, температуру корпуса и конечностей, а также мышечный тонус. А от меня требуется только одно — спать. Не больше — но и не меньше.

Сейчас я — жертва процедуры, обычной для всех участников лабо­раторных исследований сна. Кто решил отдать несколько ночей своей жизни на алтарь науки, должен смириться со всевозможными датчика­ми, позволяющими ученым как можно подробнее отслеживать протека­ние физиологических процессов в этом таинственном состоянии покоя. Делать нечего — нужно как-то приспособиться к путанице проводов, пластырям и электродам, не позволяющим поворочаться с боку на бок, как я обычно делаю, засыпая.

Правда, это всего лишь пробная ночь. Будь я настоящим испытуе­мым, она предназначалась бы только для привыкания к неуютной про­цедуре, а также для выяснения вопроса, гожусь ли я для продолжения исследования, например не страдаю ли расстройствами сна. В случае успешного прохождения этого теста мне пришлось бы затем прийти снова и, возможно, провести в лаборатории несколько ночей или, в зависимости от условий эксперимента, почти не вставать с постели на протяжении двух суток.

Провода доставляют информацию о процессах в моем теле на ком­пьютер в соседней комнате. Там сидит биолог-докторант Мириам Мюнх и с помощью инфракрасной видеокамеры на потолке отслеживает мое несчастное положение. Час назад она опутала меня проводами, а теперь внимательно следит за зубцами на мониторе, отражающими сигналы моего организма. Мириам видит, как постепенно понижается темпера­тура тела, замедляется биение сердца и повышаются волны суммарной электрической активности мозговых клеток.