Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим - Андреа Рок

Но есть и скептики, которые сомневаются в том, что быстрый сон играет важную роль в процессе обучения. Они указывают на два примера, которые, по их мнению, противоречат всей теории. Первый случай — это история одного израильтянина, у которого в двадцать лет в результате ранения был поврежден ствол головного мозга. Он не только выжил, но и выздоровел, но, когда спустя тринадцать лет ученые исследовали его сон, выяснилось, что у него вообще почти не было фазы REM, а в те ночи, когда она все-таки бывала, на эту фазу приходилось лишь три процента всего времени сна. Однако же память его повреждена не была, потому что после ранения он окончил не только колледж, но и юридическую школу. «Совершенно очевидно, что можно убрать фазу REM и при этом не лишиться памяти, потому что нет никакой другой профессии, которая требует больше бездумной зубрежки, чем профессия законника», — ехидничает Джером Сигел, профессор психологии и биобихевиористики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Сигел относится к тем скептикам, которые указывают и на еще одну причину усомниться в важности сна в процессе запоминания: существует целый класс антидепрессантов, которые называются ингибиторами моноаминоксидазы и которые имеют четко выраженный побочный эффект: в результате их приема значительно сокращается или вообще исчезает фаза быстрого сна. И хотя эти препараты широко применяются уже в течение нескольких лет, побочные эффекты в виде поражения памяти не отмечены.

Карлайл Смит на это возражает, что требования, предъявляемые к студентам-юристам, и тесты, выполнявшиеся тем израильтянином в ходе обследования, относились в основном к декларативной памяти, а изменения в ней происходят, как правило, при нарушениях медленного сна, а не в результате потери фазы REM. Подобным же образом и обследование пациентов, принимающих антидепрессанты, было сосредоточено на выполнении задач, связанных с декларативной памятью, а люди, у которых нет фазы быстрого сна, без проблем запоминают имена, географические названия и факты. Поскольку обучение не происходит исключительно во время сна, они способны осваивать и процедурные задачи, но не так эффективно, как те, кого быстрый сон посещает столько раз, сколько положено. Различия в результатах обучения могут стать заметными после достаточно продолжительного периода — через сколько-то дней или недель, а таких сравнительных исследований, говорит Смит, еще не проводилось.

Возможно, самые убедительные доказательства того, что мы на самом деле учимся во сне, были получены с помощью технологии визуализации мозга. С людьми проделать те же опыты, которые Мэтью Уилсон проделывал с бегущими по лабиринту крысами — когда он записывал активность отдельных клеток мозга, — невозможно, однако ученые могут использовать визуализацию мозга для определения того, какие участки мозга человека активируются в процессе освоения новых навыков. Они могут также получить изображение мозга во время сна, чтобы посмотреть, активируются ли заново эти же участки, указывая на ментальное воспроизведение опыта.

Именно этим занимался Пьер Маке в 2002 году в своей лаборатории в бельгийском городе Льеже. Испытуемые сидели перед компьютерным монитором, на котором было изображение шести зафиксированных меток, каждой из которых соответствовала своя клавиша на клавиатуре. Под одной из меток появлялся сигнал, он быстро исчезал и появлялся под другой меткой. При появлении сигнала испытуемый должен был быстро нажать соответствующую клавишу. Перед одной группой испытуемых сигналы возникали хаотично, так что выучить их последовательность и тем самым улучшить свои результаты они не могли. А вот в работе со второй группой был использован трюк, о котором испытуемые не знали. В появлении сигналов была определенная последовательность — своего рода искусственная грамматика, которую мозг начинал распознавать и неосознанно осваивать, подобно тому как маленький ребенок неосознанно осваивает грамматику родного языка. «Испытуемые не знали, что они чему-то учатся и чему именно они учатся, а мы, измеряя время их реакции, получили возможность точно определить, научились ли они чему-нибудь», — объясняет Маке.

Участники обеих групп работали за компьютером одинаковое время, причем происходило это во второй половине дня. Ночью же, когда они спали, Маке следил за их мозговой деятельностью с помощью ПЭТ. Некоторых из членов той группы, которая неосознанно обучалась искусственной грамматике, сканировали и во время работы за компьютером, чтобы определить, какие именно участки мозга были задействованы в процессе обучения. (Чтобы сократить время воздействия радиации, применяемой при ПЭТ, испытуемых сканировали либо во время бодрствования, либо во время сна, но никогда не обследовали одного и того же человека в обоих состояниях.) Маке обнаружил, что у участников второй группы во время фазы REM реактивировались те же участки мозга, что и во время работы на компьютере. В той группе, которой сигналы подавались в хаотичном порядке, подобной реактивации не происходило. То есть мозг решил, что ответы на хаотичные сигналы не стоят ментального повторения.

«Обе группы выполняли, казалось бы, одинаковые задачи в течение одинакового периода — нажимали кнопки в ответ на появлявшиеся сигналы, с одной только разницей, что участникам одной группы было чему учиться, а участникам другой учиться было нечему», — поясняет Маке. Это указывает на то, что мозг реактивируется во время фазы REM только тогда, когда ему есть чему учиться. Дальнейшее исследование показало, что те участники «обучающейся» группы, которые быстрее всех нажимали на нужные клавиши, демонстрировали и самый высокий уровень реактивации во время фазы REM. Короче говоря, это и другие исследования указывают на то, что консолидация памяти в весьма значительной степени происходит именно тогда, когда нас посещают сновидения, да и во время других стадий сна.

А учитывая тот факт, что эмоциональные центры мозга в большей степени задействованы в те периоды, когда мы видим наиболее яркие сны, можно также предположить, что для переработки во время сновидений выбирается особый вид памяти. «Я подозреваю, — говорит Тор Нильсен, — что, когда во время фазы REM мы видим сны, мозг нацеливается на те воспоминания, которые окрашены эмоционально».

Это подозрение возникло благодаря предположению, что сновидение может служить своего рода психотерапевтом, помогающим пережить полученный днем эмоциональный опыт. И хотя эти сеансы терапии происходят по большей части за пределами нашего сознательного понимания, они могут значительно влиять на наше эмоциональное состояние во время бодрствования. Как выразился Роберт Стикголд, «ночная миссия мозга не в том, чтобы просто регистрировать события, а в том, чтобы понять их значение».

Половина одиннадцатого ночи. Чикаго. За окном лаборатории сна — мягкий, нежаркий июль. Мужчина лет тридцати сидит на краешке постели и без большого интереса смотрит в экран телевизора. К голове его прикреплены электроды, поскольку сотрудники лаборатории намерены записывать электрическую активность его мозга во сне. Он здесь, потому что откликнулся на объявление в газете: лаборатория приглашала добровольцев для изучения сновидений тех, кто недавно пережил или переживает развод. Мужчину предупредили, что каждый раз при наступлении фазы быстрого сна его станет будить мягкий голос лаборанта, находящегося в другой комнате, этот же голос будет просить его по свежим следам пересказывать сон и рассказывать об эмоциях, которые он испытывал. «Дома я редко помнил сны, а здесь, в лаборатории, когда меня будят еще до того, как сон закончился, я всегда могу описать и события, и обстановку, и персонажей. И только здесь я понял, что наверняка постоянно видел сны и дома», — рассказывает испытуемый.