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

Басетти тем более убежден в важности этой бессознательной части нашей жизни, что каждый день воочию наблюдает, как сильно страдают люди, у которых нормальный сон нарушен. В исследовании такого рода болезней он видит одну из лучших возможностей найти новые разгадки великой тайны сна. В этом с ним согласны многие его коллеги: «Исследование расстройств сна у людей рождает новые важные теории сна», — пишет Марк Маховальд. «Например, парасомнии, вызываемые обычно смешением разных состояний сознания, поддерживают, наряду с каталепсией, взгляд, согласно которому сон и бодрствование не являются взаимоисключающими состояниями».

Кроме того, мы сегодня, конечно, знали бы гораздо меньше о внутренних часах, если бы не интенсивное исследование причин нарушения биоритмов у человека. Поиск причин синдрома беспокойных ног помог обнаружить существенные взаимосвязи между сном и расслаблением. Психические и физические симптомы у страдающих бессонницей или, наоборот, гиперсомнией, а также синдромом апноэ сна, позволяют сделать важные выводы о функции сна.

Но самый яркий пример — нарколепсия, подчеркивает Басетти. «Это очень сложный феномен и необыкновенно интересная модель, поскольку она затрагивает сразу много областей в регуляции сна». В возникновении болезни большую роль играет генетическая обусловленность. Девять из десяти нарколептиков имеют особый вариант определенного гена. Однако этот вариант встречается не так уж редко, а реально заболевает лишь очень небольшой процент унаследовавших его людей. Риск заболеть нарколепсией, если этой болезнью страдает один из родителей, составляет максимум 2 %. Следовательно, заболеет ли носитель гена нарколепсии, в очень большой степени зависит от дополнительного влияния окружающей среды.

Особенно часто ген нарколепсии встречается у японцев. Сама болезнь также встречается в Японии чаще, чем в Европе. Может быть, именно поэтому в дальневосточной островной империи как нигде распространена культура дневного сна. Здесь не видят ничего предосудительного в том, чтобы люди спали в общественных местах. Более того, не считается даже невежливым, если кто-то заснет, слушая доклад или присутствуя на переговорах. Это называется «инемури» — «и» означает «присутствовать» и «немури» — «спать».

Нарколепсия нередко вызывается воспалениями или повреждениями тех отделов мозга, где замыкают свою сеть многочисленные возбуждающие и усыпляющие нервные центры, обеспечивающие чередование сна и бодрствования. Подробные обследования таких пациентов, разумеется, способствуют прогрессу сомнологии, поскольку помогают лучше понять нейронную структуру сна.

Исследование нарколепсии значительно продвинулось вперед, когда в 1998 г. были обследованы собаки с соответствующим генетическим дефектом[17]. В отличие от людей, собаки с такой наследственностью заболевают нарколепсией почти всегда. Ген, поврежденный в этих случаях, кодирует рецептор для неизвестного ранее нейромедиатора — орексина. Благодаря этому открытию ученые познакомились с маленьким, но очень важным нервным узлом в гипоталамусе, вырабатывающим орексин и тем самым активирующим все центры возбуждения в стволе мозга и промежуточном мозге. Таким образом он, судя по всему, стабилизирует переключатели регуляции сна и БС-центра во избежание именно того, от чего страдают нарколептики: размывания границ между тремя различными состояниями сознания.

Нарушения в сигнальном пути орексина считаются сейчас наиболее вероятной причиной нарколепсии. Доказательством служат собаки-нарколептики, у которых не работают рецепторы орексина, и мыши, организм которых из-за генной манипуляции не производит орексин — они также неизменно заболевают нарколепсией. Согласно одной из теорий, у некоторых нарколептиков собственная иммунная система разрушает вырабатывающие орексин клетки.

Клаудио Басетти, тем не менее, убежден, что здесь задействованы и другие нейромедиаторы гипоталамуса: «Орексин, конечно, важен, но он играет свою роль не в одиночестве».

Таинственная болезнь принесет сомнологам, наверное, еще много сюрпризов. Нарколепсия и другие недуги, не дающие нам спать, постепенно выдают свои тайны — и тем самым вносят важные элементы в решение большой головоломки, которая, будем надеяться, однажды сложится наконец в ясную картину смысла и функций сна.

Как электрический ток улучшает память

Люди, решившиеся провести ночь в лаборатории сна Института нейроэндокринологии Любекского университета, должны быть из тех, кто не боится электрического тока. На ночь им надевают колпак с бесчисленными электродами. Некоторые из этих металлических пластинок замеряют колебания токов мозга. Но есть и такие, что передают, а не принимают электрическое напряжение. Они порождают слабые, колеблющиеся с частотой одного раза в секунду электрические потенциалы примерно той же мощности, что у самих нейронов и нейронных сетей. Эти токи проникают сквозь кости черепа и модифицируют активность нервных клеток.

Такое воздействие совсем не вредно. Наоборот: «После ночи участники эксперимента чувствуют себя особенно хорошо выспавшимися, и память их улучшается», — говорит директор института нейробиолог Ян Борн. Наутро после сна под проводами ученые проверяют работоспособность мозга с помощью специальных тестов на скорость реакции и память. Испытуемые показывают лучшие результаты, чем контрольная группа, проведшая ночь без электродов. Очевидно, электрический ток имеет особый обучающий эффект. Особенно это касается сознательной, так называемой декларативной памяти, где сохраняются, например, заученные формулы или иностранные слова, поясняет Борн. Но и бессознательная, процедурная память, где мы храним автоматизированные действия, например, двигательные навыки, улучшается под воздействием электричества.

Что же произошло во сне с участниками эксперимента? Почему они так хорошо справляются с поставленными задачами? «По крайней мере для декларативной памяти, образование которой происходит в стадии глубокого сна, у нас есть предположения о том, что происходит», — говорит Борн. Искусственный электрический сигнал каким-то образом помог мозгу в его работе, вероятно, навязав нервным клеткам больших полушарий свой ритм. Воздействие внешних электрических колебаний заставляет нейроны синхронизироваться сильнее обычного, так что их потенциалы колеблются в общем ритме. А поскольку искусственно заданный ритм примерно соответствует тому, который мозг сам по себе порождает в стадии глубокого сна, в результате возникает своего рода суперглубокий сон.

«Мы заставляем мозг какое-то время следовать заданному нами ритму, а потом на 1 минуту отключаем ток. В этот перерыв мы наблюдаем, как реагируют нервные клетки, — поясняет Борн. — И видим, что электрическая активность нейронов интенсивнее обычного порождает типичный для глубокого сна рисунок дельта-волн».

Проверка памяти на следующий день, а также субъективные ощущения участников эксперимента, утверждающих, что особенно хорошо выспались, подтверждают, что усиленный глубокий сон значительно помог мозгу в его ночной работе. Естественно, Борн уже задумывается о том, как можно было бы использовать электрическую стимуляцию в медицинских целях. Теоретически она позволяет улучшить как качество сна, так и интеллектуальную работоспособность. Но прежде чем перейти к практическому применению, нужно провести еще множество экспериментов и всесторонне проверить результат, так что радоваться еще рано, осторожно замечает ученый.