О том, что происходит в мозге спящего человека, известно уже очень многое, хотя, конечно, далеко не все. Мы знаем, какие зоны мозга активизируются, а какие переходят в состояние покоя, как меняется клеточная активность и какие нейромедиаторы (химические вещества, передающие сигналы между нервными клетками) начинают или перестают вырабатываться. Многое известно и о так называемых биологических часах — маленькой группе клеток, управляющих циклом нашего сна и бодрствования продолжительностью около 24 часов. Биологические часы регулируют не только сон, но и суточные колебания функционирования практически всех физиологических систем человеческого организма. Эта группа клеток находится в древней области мозга (гипоталамусе), управляющей и множеством других важных автоматических функций — скажем, способностью чувствовать голод и жажду, температурным режимом и уровнем гормонов.

Однако мы все еще не до конца понимаем, почему нуждаемся в сне, что заставляет нас засыпать и зачем вообще нужен сон. Возможно, на эти вопросы не существует единственно верного ответа, поскольку многое зависит от уровня рассмотрения проблемы сна и бодрствования. На базовом уровне, с точки зрения нейрофизиологии, можно утверждать, что мы засыпаем (и просыпаемся) из-за изменений химической среды мозга и его клеточной и электрической активности. На более высоком уровне — сознания и поведения — потребность в сне объясняется тем, что в это время восстанавливается нормальное состояние тела, а возможно, и разума. Безусловно, в отсутствие сна мы не способны нормально функционировать в активное время суток: не выспавшись, мы испытываем сонливость, от которой ничто не спасает. Наконец, с точки зрения эволюции сон необходим, поскольку способствует выживанию человека. Можно утверждать — что и делают многие ученые, — что ночной сон избавил Homo sapiens от встреч с ночными хищниками, дал отдых телу, максимальную алертность в течение дня и возможность обрабатывать воспоминания. Если же подойти к проблеме с другой стороны и задуматься, почему сон прерывается и человек просыпается, то и тут возможен ответ с позиций физиологии (из-за химических и электрических изменений в мозге), высшей нервной деятельности, поведения или эволюции (нам нужно бодрствовать, чтобы питаться, продолжать свой род и воспитывать потомство).

До 1950-х гг. врачи и другие исследователи считали сон неким единообразным состоянием, противоположным бодрствованию. Однако теперь мы знаем, что сон бывает двух совершенно разных типов: быстрый, или парадоксальный, и медленный. В фазе медленного сна человек неподвижен, у него мерный сердечный ритм и дыхание. Пожалуй, именно это состояние мы и подразумеваем под словом «сон». Именно в этой фазе главным образом происходит восстановление организма. Во время медленного сна почти или совершенно не бывает сновидений, хотя некоторая мыслеподобная деятельность, возможно, сохраняется. В фазе быстрого сна наши физиологические системы гораздо более активны, и как раз в это время снятся сны. Всю ночь мы переходим от медленного сна к быстрому и обратно со спорадическими (обычно кратковременными) пробуждениями.

Медленный сон

После самых первых месяцев жизни медленный сон делится на четыре стадии. В ходе них происходит постепенный переход от дремоты ко все более глубокому сну, что можно зафиксировать в лаборатории по показаниям электроэнцефалограммы, движению глазных яблок и мышечному тонусу.

Засыпая, вы входите в первую стадию — состояние дремоты. Глазные яблоки медленно двигаются под закрытыми веками, хотя вы сами этого не осознаете. Осознание происходящего вокруг также слабеет. Вы наверняка переживали подобное на лекции или скучном собрании. Задремав, вы упускали какие-то реплики докладчика, но моментально приходили в себя, когда звучало ваше имя или голова склонялась так низко, что вы рисковали упасть со стула. Вы бы и не заметили, что спали, если бы не провал в восприятии. При выходе из дремотного состояния нередко вспоминаются особого рода мысли, которые принято называть «грезами наяву». Некоторые описывают визуальные или звуковые образы, скорее похожие на полноценные сновидения фазы быстрого сна, но более обрывистые, менее структурированные и не столь причудливые.

Если не мешать погружению из дремоты в более глубокий сон, можно почувствовать, как все тело внезапно дергается, отчего человек кратковременно пробуждается. Это «гипнагогическое» (то есть происходящее во время засыпания) подергивание — нормальное явление, хотя имеет место не всякий раз, как мы засыпаем.

Дремота представляет собой переходное состояние между бодрствованием и более глубокими стадиями медленного сна, однако наступление следующих стадий можно однозначно зафиксировать лишь при записи электрической активности нейронов головного мозга, или «мозговых волн». В начальный момент второй стадии на электроэнцефалограмме появляются короткие пики очень быстрых импульсов (так называемые «сонные веретена») и более медленные высокоамплитудные волны, или «К-комплексы» (см. рисунок приведенный далее). На этой стадии человека еще легко разбудить, и он может вообще не понять, что спал, — это зависит от того, сколько он находился во второй стадии сна, насколько глубоким был его сон на момент пробуждения и, конечно, от индивидуальных особенностей. Как и при пробуждении на первой стадии, на второй люди почти никогда не видят фантастических сновидений, но иногда упоминают о мыслеобразах или грезах наяву.

Погружаясь еще глубже в сон, вы переходите в третью и, наконец, в четвертую стадию (они схожи и могут рассматриваться в совокупности как глубокий сон человека). С энцефалограммы исчезают мелкие быстрые волны, характерные для пробуждения и поверхностного сна, и на смену им приходят высокие медленные дельта-волны. Дыхание и сердцебиение становятся очень размеренными, возможно обильное потоотделение, вас становится трудно разбудить. Теперь вы уже не подскочите из-за того, что кто-то вас окликнул, как на второй стадии. Скорее всего, вы станете мало восприимчивы к звукам.

Однако при достаточном стимуле вы проснетесь и на четвертой стадии медленного сна. Ясно, что даже в самом глубоком сне наш мозг способен обрабатывать поступающую извне информацию. Например, вас трудно добудиться, если настала ваша очередь подниматься кормить младенца, но вопли «Пожар, горим!» или крики боли ребенка быстро разбудят вас. Тем не менее, даже проснувшись по какой-либо неотложной причине, вы поначалу будете дезориентированы. Вы понимаете, что нужно действовать немедленно, но вам трудно «прочистить мозги» — начать ясно мыслить и осознанно действовать. Сложность перехода от четвертой стадии сна к активному бодрствованию играет огромную роль в ряде расстройств сна у детей. Мы поговорим об этом предметно в главе 13, посвященной ночным страхам, пробуждению со спутанным сознанием и сомнамбулизму.

Во время медленного сна мышцы тела более расслаблены, чем при бодрствовании. Человек может двигаться (в отличие от быстрого сна, о чем еще будет сказано), но лежит спокойно, поскольку мозг не посылает двигательных импульсов большей части мышц. Такие нарушения, как сомнамбулизм и мотание головой во сне, являются исключениями из этого правила.

Быстрый сон

После одного-двух циклов медленного сна человек входит в совершенно иное состояние быстрого сна. Дыхание и сердцебиение становятся неравномерными. Меняются рефлексы, функция почек и выработка гормонов. Ослабляется деятельность систем терморегуляции, поэтому отсутствуют потоотделение или дрожь. У мужчин в этой фазе сна наблюдается эрекция, у женщин — прилив крови к клитору и усиление вагинального кровообращения. Смысл этих процессов в области гениталий пока не понятен.

В стадии быстрого сна организм активен. Более интенсивное, чем во время медленного сна, потребление кислорода свидетельствует, что тело расходует больше энергии. Усиливается кровоснабжение головного мозга, мозговые волны снова мельчают и убыстряются, а энцефалограмма напоминает соединение рисунков, характерных для бодрствования и дремоты. Сейчас мозг «просыпается», но его активность в состоянии быстрого сна существенно отличается от активности во время бодрствования: он реагирует по большей части на сигналы, поступающие от тела, а не из окружающей среды, и причудливый характер сновидений не подвергается критическому анализу.

В этом состоянии мышечный тонус очень ослабевает, особенно в области головы и шеи, и тело максимально расслабляется. Большинство нервных импульсов блокируются в спинном мозге и не проходят к периферийным мышцам, что фактически парализует все тело: даже если головной мозг посылает приказы двигаться, мышцы их не получают. Активными остаются лишь мышцы, отвечающие за движения глазных яблок, дыхание и слух. Блокада не абсолютна, и особенно сильные сигналы все-таки пробиваются к мышцам, вызывая частые мелкие подергивания кистей рук, стоп, мышц лица. Таким образом, с точки зрения метаболизма и функции головного мозга быстрый сон — чрезвычайно активное состояние, но тело остается почти обездвиженным.

(У маленьких детей способность блокирования двигательных импульсов недоразвита, и к их мышцам поступает больше сигналов, чем у детей постарше и у взрослых. Поэтому младенец в фазе быстрого сна подергивается, гримасничает, вертится, брыкается и даже издает звуки. К счастью, новорожденный не способен встать, пойти и во что-нибудь врезаться. Тормозящая система зреет вместе с младенцем, и к 6–12 месяцам — то есть к возрасту, когда малыш уже ползает или ходит, — большинство двигательных импульсов блокируется и ребенок благополучно остается в постели.)

Самый яркий признак быстрого сна — характерные периоды быстрых движений глазными яблоками. Во время этих вспышек активности сердечный ритм, артериальное давление, ритм дыхания и приток крови к головному мозгу возрастают и становятся неравномерными. Если разбудить вас во время такой вспышки, вы почти наверняка скажете, что видели сон, причем продолжительность описанного вами сна будет примерно соответствовать длительности пребывания в этом состоянии. Уже двухлетние дети пересказывают свои сны после пробуждения в эти моменты. Дети помладше просто не способны пересказать сон, и нельзя с уверенностью сказать, что им снится и снится ли вообще. Но все остальные признаки фазы быстрого сна наблюдаются у человека с самого первого дня, так что можно предположить, что сны видят даже новорожденные. Скорее всего, первые сновидения представляют собой простейшие перепевки дневного опыта (звуков, запахов, визуальных образов). По мере развития высших отделов головного мозга и членораздельной речи сны усложняются.

Раз у сновидца двигаются глазные яблоки, значит, он буквально «видит» сон? Мы не знаем этого наверняка, но считаем, что такое утверждение справедливо хотя бы отчасти. Во всяком случае, некоторые мышечные сокращения действительно соответствуют событиям сна. К счастью, лишь очень немногие приказы двигаться добираются до мышц, и вы можете лишь слегка время от времени шевелиться, вместо того чтобы встать и «разыгрывать» свой сон с риском для самого себя. Из этого следует вывод, что сомнамбулизм и ночные страхи не являются следствием снов или кошмаров: столь сложные движения тела в фазе быстрого сна попросту невозможны.

По мнению некоторых ученых, быстрый сон выполняет важные физиологические функции. Их исследования свидетельствуют, что сновидения позволяют нам перерабатывать полученный днем эмоциональный опыт и переводить краткосрочные воспоминания в долгосрочную память. Эти теории окончательно не подтверждены. Эмоциональное значение снов бесспорно, но какой смысл они в конечном счете имеют для сновидца — загадка. Быстрый сон, безусловно, служит определенной цели, раз все мы каждую ночь видим сны — даже если думаем, что нам ничего не снится, — а если лишать нас фазы быстрого сна несколько ночей подряд, мы компенсируем эту нехватку большей продолжительностью сновидений в следующую ночь. С другой стороны, у людей, почти не имеющих быстрого сна в течение долгого времени, — например из-за побочного действия лекарств — как будто не наблюдается никаких серьезных сбоев. (Полностью лишить человека быстрого сна невозможно, во всяком случае крайне сложно. Такого рода эксперименты ставились на животных. Абсолютное исключение фазы быстрого сна приводило к истощению и даже к смерти.)

Разбудить человека во время быстрого сна бывает как легко, так и сложно, в зависимости от значимости стимула и вовлеченности в сновидение. Будильник-радио, возможно, не сразу оторвет вас от по-настоящему увлекательного сна, и вы даже можете включить в сон звуки радиоприемника. Но важный стимул — скажем, срабатывание охранной сигнализации — тут же вас разбудит, и вы почти сразу обретете ясность сознания, в отличие от человека, разбуженного на четвертой стадии медленного сна.

Итак, в течение суток мы пребываем в трех разных состояниях. В состоянии бодрствования мы рационально мыслим, способны о себе позаботиться и обеспечить собственное выживание. Во время медленного сна наше тело отдыхает и восстанавливается, а мозг находится в состоянии покоя. Во время быстрого сна мозг активен, но иррационален и «отключен» от тела, и движения крупных мышц невозможны, даже если мозг посылает соответствующие сигналы.