Целую ночь спишь, а то и не спишь: как мы дошли до «ненормальности мозговой жизни»

Владимир Ковальзон. Маятник сна. Минск: Дискурс, 2021. Содержание

Гигиена и брожение

Если что и объединяет представителей современного атомизированного общества, так это сны.

Почти каждому из нас снилось (и будет сниться) преддверие финального, решающего академического экзамена, который неизменно грядет, но с ним возникают какие-то проблемы, переводящие вопрос в ранг неразрешимых, что вызывает нешуточные страдания сновидца. Спящий в сценарии своего сна может быть вовсе не лишен осознания того, сколько ему лет, чем он сейчас занимается и что диплом о высшем образовании у него уже есть. Но во сне это не кажется логическим противоречием — на носу экзамен, один из самых сложных и важных, и нет ни малейшего представления, что с ним делать в сложившихся обстоятельствах, но я должен, я должен...

Сомнология (раздел медицины и нейробиологии, изучающий сон) имеет сказать на этот счет примерно следующее: во время быстрого сна наряду с прочими структурами мозга сильнейшим образом активируются миндалины (парное подкорковое образование). Работа миндалин связана с переживанием эмоций, а они чаще бывают отрицательными. При быстром сне также активируются некоторые области с внутренней стороны полушарий — так называемой поясной коры, где расположены зоны, связанные с запоминанием и извлечением из памяти (только механизм запоминания во время быстрого сна подавлен, поэтому вспоминается лишь малая часть увиденного — да и того хватает).

Экспериментальной сомнологии немногим более века. Одним из первых ученых, обстоятельно занявшихся и, по сути, сформировавших это исследовательское направление, была наша соотечественница Мария Коркунова-Манассеина, рассказу о жизни и трудам которой Владимир Ковальзон посвящает с десяток страниц.

История жизни Марии Михайловны вообще нетривиальна — это справедливо по отношению и к ее научной биографии, и к политической, и к личной. Останавливаться на этом мы сейчас не будем: скажем лишь, что она ушла от своего мужа Вячеслава Манассеина к ученику Ивана Сеченова Ивану Тарханову, но развода не дала (все равно что Алексей Каренин Анне Аркадьевне — чтобы все несчастные семьи были несчастны по-разному). В итоге Вячеслав Манассеин до самой смерти (28 лет) прожил в гражданском браке с племянницей Федора Достоевского Екатериной Достоевской, так и не получив возможности официально зарегистрировать союз.

Авантитул книги М.М. Манассеиной «О ненормальности мозговой жизни современного культурного человека», 1886. Источник

Мария Манассеина написала множество научных работ, по одним названиям которых можно судить о широте ее исследовательских интересов: «О воспитании детей в первые годы жизни», «К учению об алкогольном брожении», «О ненормальности мозговой жизни современного культурного человека» (название подошло бы какому-нибудь современному культурологическому эссе). Среди прочего у Марии Михайловны есть обширнейший труд — «Сон как треть жизни человека, или Физиология, патология, гигиена и психология сна».

«Настоящая энциклопедия, где впервые в популярном изложении приводились все знания того времени по проблеме сна. Французское издание книги вышло в 1896 году, английское — годом позже; известны также шведский и итальянский переводы», — пишет Владимир Ковальзон.

Третье состояние человека

Не останавливаясь на подробностях, скажем, что сегодня о сне известно несравнимо больше, чем в конце XIX века, — но неизвестного при этом остается тоже немало.

В частности, непонятно, зачем с эволюционной точки зрения человеку понадобился быстрый сон (когда головной мозг проявляет сильнейшую активность, а спинной полностью подавлен, поэтому мышечный тонус отсутствует и работают только дыхательные и глазодвигательные мышцы; именно быстрый сон «провоцирует» сновидения — но это, по всей видимости, два разных процесса, случающихся одновременно, хотя быстрый сон возможен без сновидений, а сновидения — вне быстрого сна).

Сегодня для сомнологов представляется бесспорным, что быстрый сон (он же REM-сон, парадоксальный сон, активированный сон) — это третье состояние человека, наряду с бодрствованием и медленным сном. Не подвид сна и не отдельный его этап (хотя медленный сон и «перетекает» в быстрый), а именно отдельное состояние.

«Только в 1963 году на семинаре по проблемам сна в Лионе, который организовал Мишель Жуве, совокупность полученных на тот момент данных позволила ему убедить коллег-ученых в том, что такое состояние существует. <...> это состояние по совокупности морфологических и функциональных показателей явно архаично. Достаточно напомнить, что быстрый сон запускается из наиболее древних, задних мозговых структур — ромбовидного и продолговатого мозга; <...> Чрезвычайно высока представленность быстрого сна у самых древних из ныне живущих млекопитающих — яйцекладущего утконоса и сумчатого опоссума».

Из книги Владимира Ковальзона «Маятник сна», 2021

На рисунке представлен «золотой стандарт» сомнологии — три показателя, благодаря которым можно верно идентифицировать состояние неподвижного живого существа с закрытыми глазами (отличить медленный сон от быстрого, например, или от комы, или от медикаментозного наркоза). Такая запись называется полисомнограммой.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) — это электрическая активность мозга, электроокулограмма (ЭОГ) — активность глазных яблок, электромиограмма (ЭМГ) — затылка или подбородка.

Нас лишили дневного сна

«Открытие быстрого сна <...> связано с именем <...> Уильяма Демента. Именно он впервые произвел регистрацию электроэнцефалограммы у 33 человек непрерывно в течение всей ночи. <...> после засыпания электроэнцефалографические признаки постепенно изменяются в сторону глубокого сна, но примерно через час-полтора возникает первый эпизод сна с быстрыми движениями глаз. После этого такой цикл сна повторяется несколько раз в течение ночи, и длятся эти циклы в среднем 90–100 минут. <...> У новорожденного <...> половину общего времени сна занимает так называемый сон с подергиваниями, который можно считать предшественником быстрого сна взрослых. Постепенно доля такого сна уменьшается и к двум-трем годам обычно достигает взрослых значений — примерно 20–25 % всего времени сна, то есть 1,5-2 часа за ночь».

Для естественного сна характерны чередующиеся циклы, фазы и стадии, образующие маятникообразную динамику. Что интересно, слитная структура сна (восьмичасовой сон, остальное время — бодрствование) характерна только для человека, а также для приматов из зоопарка, которым хочешь — не хочешь приходится приспосабливаться под человеческий ритм.

У животных сутки не делятся строго на две части, да и для человека это, по всей видимости, неестественно — по своей природе мы должны спать не только ночью (человеку как биологическому виду свойствен длинный ночной сон и два коротких дневных).

Наиболее «правильный» сон — у дошкольников. Но даже «тихий час» в яслях или саду бывает только один, а с выходом в школу будущего обитателя взрослого мира и вовсе лишают дневного сна — чтобы привыкал.

Годовалый ребенок спит по 16 часов в сутки, причем примерно половина этого времени — быстрый сон. К 3–5 годам его количество снижается, сохраняясь у взрослых на уровне 20–25% от общей продолжительности сна, а у стариков падает и до 14-15%.

Получается, что наше сегодняшнее положение можно рассматривать как 16-часовую депривацию (лишение) сна и следующий за этим восьмичасовой отсыпной, который всегда (во всяком случае, в норме) построен так: глубокий медленный сон (первая половина ночи) → быстрый сон (вторая половина).

Ритмы берут свое

Кстати, о ритмах. В человеческом мозге есть четыре механизма, регулирующие смену состояний относительно нашего предмета описания: механизмы бодрствования, механизмы медленного/быстрого сна и механизм, обеспечивающий смену биоритмов. Изучением биологических часов занимаются хронобиология и хрономедицина — представители этого направления зачастую работают с сомнологами в тесной связке.

Биоритмы различных индивидуумов могут быть очень разнообразны — например, полуторачасовой ритм, определяющий чередование медленного и быстрого сна, может давать о себе знать днем, как бы «смазываясь» из-за дневной активности. Но при этом есть и те, у кого этот ритм задает периодичность приемов пищи, питья и посещения уборной. У кого-то, напротив, днем он никак не проявляется — только ночью.

Поэтому продуктологам и разработчикам контекстной рекламы, которую они намерены транслировать в наши сны, придется постараться, готовя обоснование бюджета и отчеты по KPI. Дело это тоньше всякого Востока — начать хотя бы с того, что механизмы бодрствования/сна, о которых было говорено выше, не представляют собой отдельные блоки, а, как пишет Владимира Ковальзон, «пространственно перемешаны» — «трудно „расплести” эти клубки, чтобы определить, какой нейрон к какой системе относится, и проследить его связи».

В конце концов, человеческая нервная система немножко побольше и посложнее, чем у кольчатого червя Caenorhabditis elegans — но даже у него бывают периодические монотонные состояния покоя, похожие на медленный сон. У этих червей длиной около 1 мм всего 302 нейрона — каждый из них известен и пронумерован, а все возможные связи между ними изучены.

Картографирование всех нейронных соединений называется коннектом. В человеческом мозге ~ 86 млрд нервных клеток — описать их все было бы невообразимо сложно (если это вообще возможно), сложнее и расшифровки человеческого генома, и описания протеома (полной совокупности белков).

Для сравнения: исследователи предприняли попытку описать таким образом мозг крысы, закартировали участок размером со спичечную головку — и это уже заняло терабайты памяти.

Насколько нам известно, наиболее реалистичная актуальная модель человеческого мозга на сегодня — это искусственная спайковая нейронная сеть, в которой нейроны обмениваются короткими импульсными сигналами (1-2 мс). Но модель эта далеко не совершенна. Так что исчерпывающее картографирование всех нейронных связей человеческого мозга пока из области несбыточного.

Разве что такое может привидеться во сне. Но сначала надо сдать экзамен...