А потом моему сыну исполнилось две недели. Это был наш первый ребенок, и мы сильно переживали: ведь быть родителями — это такая ответственность. То был праздник: малыш проспал всю ночь, всего несколько раз потребовав сменить подгузник, и довольно часто и подолгу дремал днем, позволив и нам последовать его примеру. Мы с женой составили график. Жена кормила и переодевала, а я кувшинами таскал ей клюквенный сок, к которому она пристрастилась после родов. Подгузники наш сын пачкал регулярно, каждым своим движением демонстрируя, как он прекрасен. Все было спокойно.

Вечером, когда он заснул и мы смогли заняться своими привычными обязанностями, например помыть посуду (первый раз за несколько дней), я позволил себе немножко поразглагольствовать на тему человеческой натуры. «Знаешь, а управляться с новорожденным, пожалуй, не так и сложно, если все время быть начеку. Нужно действовать сообща, организованно и уметь найти выход из сложного положения». И еще какое-то время продолжал рассуждать столь же умно.

В ту ночь только мы заснули, как наш сын закричал. Он все беспокоился и спал, только пока я его похлопывал, а стоило мне перестать, просыпался и требовал продолжения. Это безумие продолжалось целый час, а потом наступило время следующего переодевания. После очередного похлопывания он с шумом наполнил подгузник, испачкав и пеленку, и меня. Пока я его мыл, он орал благим матом, после чего удовлетворенно заснул и спал без похлопывания минут двадцать, а потом новая коричневая струя уделала очередную пеленку, а мы обнаружили, что чистые пеленки у нас кончились, поскольку мы не удосужились перестирать грязные. Вместо того чтобы предпринять что-то полезное, я в каком-то полубезумии принялся ораторствовать: «Мы не справимся, мы умрем, я серьезно, ведь люди умирают, если им долго не давать спать, это научно доказанный факт, мы УМРЕМ». Я рубанул рукой, подчеркивая свои слова, и опрокинул стакан с клюквенным соком. Стакан со звоном разбился, разбудив едва заснувшего сына, в результате рыдали уже все трое. В конце концов он успокоился и сладко спал всю ночь, я же метался в тревоге, поминутно ожидая, что он вот-вот проснется.

Описанный эпизод содержит две основные темы этой главы. Недосыпание приводит к стрессу; стрессовое состояние приводит к недосыпанию. Да-да, добро пожаловать в грозный порочный круг.

Механизмы сна

Учитывая все обстоятельства, засыпать довольно-таки страшно. Треть жизни вы просто выключены, пребывая в некоем подвешенном состоянии, когда все замедляется. За исключением тех моментов, когда ваш мозг порой более активен, чем при бодрствовании, консолидируя дневную информацию и решая для вас какую-то проблему, отчего глазные яблоки у вас двигаются, а веки дрожат. Если не считать случаев, когда снится какая-нибудь бессмысленная ерунда. А еще вы иногда ходите или разговариваете во сне. Или пускаете слюни. И эта таинственная эрекция пениса или клитора, периодически происходящая в течение ночи¹.

Чудеса, да и только. Что же происходит? Прежде всего сон не является монолитным, однородным процессом. Существуют различные типы сна: поверхностный сон (также известный как стадии 1 и 2), когда вы легко просыпаетесь; глубокий сон (также известный как стадии 3 и 4, или «медленный сон»); быстрый сон, или стадия быстрых движений глаз (стадия БДГ), когда у щенка дергаются лапы, а у нас двигаются глазные яблоки и приходят сновидения. Причем каждая стадия различается еще и по структуре, по архитектуре. Засыпание начинается с фазы поверхностного сна, затем постепенно наступает фаза глубокого сна, за ней следует стадия БДГ, затем снова возвращается фаза медленного сна, а затем весь цикл повторяется примерно каждые полтора часа (и, как мы увидим в главе 14, во время большой депрессии нарушается архитектура сна).

__________________________________________________________

¹ И это — не вдаваясь в тему отдельных видов, которые спят только половиной мозга, при этом бодрствуют другой, держа один глаз открытым, чтобы высматривать хищников. У диких уток, например, те особи, которые ночью «несут караул» по периметру своей отдыхающей стаи, одним глазом (и соответствующей ему неспящей половиной мозга) постоянно контролируют окрестности. Что еще более странно, дельфины способны во сне плавать, а некоторые птицы — летать.

Неудивительно, что на разных стадиях сна мозг работает по-разному. Исследовать его работу можно с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), измерив уровень активности различных отделов головного мозга. Возьмите нескольких добровольцев, как можно дольше не давайте им спать, а затем засуньте в одну из этих славных машинок, еще немного подержите их без сна, пока вы измеряете активность их мозга в момент бодрствования, а затем пусть устраиваются поудобнее и спокойно засыпают под недремлющим оком все того же томографа.

Картинка в фазе медленного сна дает немалую пищу для размышлений. Активность участков мозга, отвечающих за возбуждение, снижается. То же происходит и с отделами, участвующими в поддержании мышечного тонуса. А вот для участков, занятых поиском и консолидацией воспоминаний, замедление метаболизма нехарактерно. Однако проводящие пути, которые переносят информацию между этими участками, перекрываются, изолируя их. Отделы, первыми реагирующие на сенсорную информацию, словно бы делают метаболическую остановку, но самые серьезные изменения происходят в нижних отделах мозга, которые консолидируют, связывают эти байты сенсорной информации и придают им смысл. Так что в фазе медленного сна мы имеем метаболически заторможенный, спящий мозг. И в этом есть смысл, так как именно в фазе глубокого, медленного сна происходит восстановление энергии. Об этом свидетельствует тот факт, что степень лишения сна совершенно не влияет на то, сколько вы потом в общей сложности проспите, зато служит хорошим показателем того, какова будет в это время продолжительность фазы медленного сна: очень активный мозг, или мозг, лишенный сна, склонен потреблять много энергии конкретного типа; продукт же распада этого вида обедненной энергии сигнализирует, что произошел сдвиг в сторону фазы медленного сна.

Совершенно другая картина возникает на стадии БДГ. В целом виден рост активности. В некоторых областях мозга метаболизм ускоряется даже сильнее, чем при бодрствовании. Отделы, регулирующие мышечный тонус, участки мозгового ствола, управляющие частотой дыхания и сердечных сокращений, — у всех них скорость метаболизма увеличивается. В лимбической системе, отвечающей за эмоции, в областях, занятых обработкой и запоминанием сенсорной информации, и особенно в тех, которые управляют зрением и слухом, тоже наблюдается рост.

В отделах же обработки зрительной информации происходит нечто неуловимое. В той части коры, которая обрабатывает первые биты этой информации, особого ускорения метаболизма не наблюдается, а вот в нижних отделах, занятых интеграцией простой зрительной информации, обнаруживается резкий сдвиг². Как это может быть, когда ваши глаза закрыты? Это — сновидение (рис. 41).

Вот так оно примерно и возникает. Но в мозге происходит что-то еще, говорящее нам о содержании снов. В той его доле, которая называется лобной, или фронтальной, корой и о которой кратко упоминалось в предыдущей главе. Эта доля, непропорционально огромная у приматов, у человека эволюционировала последней и последней «взрослеет» сейчас. Именно в лобной коре проживает наше супер-эго. Начиная с приучения к туалету она помогает нам справляться не с простейшими, а с более трудными интеллектуальными задачами, например думать логически, последовательно, а не совершать разного рода когнитивные кульбиты. Именно лобная кора удерживает вас от убийства, когда кто-то вдруг вызывает у вас непреодолимое желание сделать это, не дает сказать, что вы думаете о чьем-то отвратительном наряде, а подсказывает хвалебные слова. Все это лобная кора проделывает, тормозя кипучую эмоциональность лимбической системы³. При повреждениях лобной коры человек

_______________________________________________________

²Возвращаясь к главе 10, речь идет о той части зрительной коры, которую исследовали Хьюбел и Визел и которая реагирует на простую информацию вроде точек и линий.

³ Удивительно, но лобная кора последней достигает полной зрелости, и это, как правило, происходит, когда вам уже далеко за двадцать. Не этим ли объясняются многие опрометчивые поступки, совершаемые в юности?

становится «фронтально расторможенным» — говорит и делает то, о чем мы можем думать, но никогда не проявим. Во время стадии БДГ метаболизм лобной коры замедляется, лимбическая система растормаживается и пускается в самые диковинные фантазии.

Вот почему сны бывают так фантастичны — нелогичны, непоследовательны, сверхэмоциональны. Во сне вы способны дышать под водой, летать по воздуху, общаться телепатически; вы заявляете о своей любви к незнакомым людям, изобретаете языки, правите царствами, блистаете в мюзиклах Басби Беркли.

Таковы основные элементы и суть сна. Но для чего нужен сон? Ведь без него все умирают. Даже плодовые мушки. Наиболее очевидный ответ — чтобы иметь пространство, где мозг, работая на половинной скорости, мог бы создавать и пополнять запасы энергии. Мозг потребляет феноменальное количество энергии, чтобы проанализировать и гармонизировать все, что вы видите и делаете; составляя всего 3% от веса вашего тела, он нуждается почти в четверти энергии. Поскольку запасы за день несколько истощаются, требуется хорошая порция медленного сна, чтобы восстановить их (в основном речь идет о веществе, называемом гликогеном, который запасают также печень и мышцы)¹.

Некоторые ученые полагают, что сон нужен для охлаждения мозга, поскольку позволяет ему остыть от напряженной дневной работы, или для детоксикации. Поразительно, но спать необходимо еще и для того, чтобы видеть сны. Если в какую-то из ночей вам не удается поспать, то на следующую ночь, когда вы наконец засыпаете, стадия БДГ удлиняется, поскольку мозг считает, что у вас возник дефицит сновидений. В некоторых особенно зверских экспериментах, о которых мне и говорить-то неприятно, людей или животных лишают главным образом БДГ-сна, и объекты исследований слетают с катушек гораздо быстрее, чем когда их лишают такого же количества других фаз сна.

Таким образом, возникает вопрос: для чего нужны сновидения? Чтобы проработать нерешенные проблемы с матерью? Чтобы обеспечить вдохновение и сюжеты сюрреалистам и дадаистам? Или увидеть эротический сон с участием человека, в жизни вам малосимпатичного, а наутро общаться с ним как ни в чем не бывало? Ну, может быть. Заметное ускорение метаболизма на стадии БДГ, а также в некоторых самых заторможенных отделах мозга при бодрствовании, наводит на мысль о сценарии типа «пользуйся или потеряешь», когда сновидения служат чем-то вроде гимнастики для недостаточно используемых проводящих путей мозга.

Стало ясно, что сон играет важную роль в познании. Например, он может способствовать решению проблем. Это то самое знаменитое «утро вечера мудренее», когда на следующий день, едва раскрыв глаза, вы вдруг обнаруживаете решение. Нейробиолог Роберт Стикголд из Гарварда подчеркнул, что так решать проблему стоит, когда нужно через трясину бесполезных фактов пробиться к чувствам. По его словам, вы же, забыв номер телефона, не станете пытаться вспомнить его с помощью сна. Так вы поступите со сложной, неоднозначной проблемой.

Обе стадии— и медленного сна, и БДГ— играют определенную роль в формировании новых воспоминаний, консолидации информации предыдущего дня, даже той, которую вы подзабыли за день. В пользу этого говорит тот факт, что если вы днем натаскиваете животное на решение какой-то задачи и в эту ночь не даете ему спать, новая информация не консолидируется.

________________________________________________________

¹ Несмотря на это, мозг на самом деле довольно лениво запасает энергию, учитывая масштабы ее потребностей и затрат. Это рикошетом бьет по нейронам, возвращаясь в виде неврологических заболеваний, связанных именно с нехваткой энергии.

Доказано это было множеством разных способов, а вот интерпретация остается спорной. Как мы видели в предыдущей главе, стресс может нарушить консолидацию воспоминаний. Теперь мы подробнее разберем, почему лишение сна является стрессом. Возможно, лишение сна нарушает консолидацию воспоминаний просто из-за стресса, но не доказано, что обычно сон помогает этому. Однако характер нарушений памяти, вызванных лишением сна, отличается от особенностей нарушений, вызванных стрессом.

Другой тип доказательств основан на корреляциях. Чем больше новой информации поступает в мозг в течение дня, тем продолжительнее в ту ночь стадия БДГ. Кроме того, количество определенных стадий сна ночью свидетельствует, насколько хорошо новая информация будет вспоминаться на следующий день. Например, большое количество стадий БДГ за ночь свидетельствует о лучшей консолидации эмоциональной информации предыдущего дня, в то время как большое количество стадий 2 говорит о лучшей консолидации двигательных задач. Сочетание же большого количества стадий БДГ и медленного сна указывает на лучшее сохранение сенсорной информации. Некоторые ученые пошли дальше, сообщив, что о виде научения свидетельствует не просто сумма некоторых фаз сна, но и время, в которое они происходят: ранняя или глубокая ночь.

Другого рода доказательства того, что «сон помогает консолидировать воспоминания», были впервые получены Брюсом Макнафтоном из Аризонского университета. Как мы видели в главе 10, центральную роль в эксплицитном научении играет гиппокамп. Макнафтон зафиксировал активность отдельных нейронов гиппокампа у крыс, выявив те, которые стали особенно активны, получая новую эксплицитную информацию. В ту ночь в фазе медленного сна особенно активны были те же самые нейроны. Пойдя дальше, он показал, что паттерн активизации нейронов гиппокампа, имеющий место при обучении, повторяется и когда животное спит. Томография мозга человека в аналогичных условиях продемонстрировала то же самое. Имеются и доказательства того, что, когда консолидация происходит на стадии БДГ, активизируются даже гены, которые помогают формировать новые связи между нейронами. В фазе медленного сна уровень метаболизма гиппокампа остается удивительно высоким. Все выглядит так, словно во время сна мозг снова и снова прокручивает эти новые паттерны воспоминаний, консолидируя их и расставляя по местам.

Удивительно, но хотя лишение сна и нарушает процесс познания, одному виду научения оно все же способствует, как продемонстрировала в своих недавних работах одна моя аспирантка, Плана Хэйрстон. Предположим, перед вами стоит малопривлекательная задача — научиться перечислять названия месяцев в обратном порядке как можно быстрее. Почему это будет трудно? Потому что вы будете постоянно сбиваться на привычное перечисление в нормальном порядке, как делали всю свою жизнь; предыдущий, выученный до автоматизма вариант задачи служит помехой новой задаче. Кому удалось бы преуспеть?

Тому, кто так и не научился автоматически перечислять январь, февраль, март и т. д. именно в этом порядке. Если вы лишите сна некоторых крыс и дадите им крысиный эквивалент этой задачи, они справятся с ней лучше, чем контрольные животные. Почему? Потому что в их памяти нет автоматически заученного ранее варианта задачи, который сейчас вторгался бы в новый вариант.

Итак, теперь мы знаем, каковы механизмы сна и что ему способствует. Перейдем к стрессу.

Лишение сна как стрессовый фактор

По мере того как мы соскальзываем в фазу медленного сна, в нашей системе стрессовой реакции кое-что происходит. Для начала выключается симпатическая нервная система и активизируется более спокойная автономная парасимпатическая нервная система. Кроме того, снижается уровень глюкокортикоидов. Как говорилось еще в главе 2, КРГ является гормоном гипоталамуса, который действует на переднюю долю гипофиза и вызывает там секрецию АКТГ, который, в свою очередь, действует на надпочечники, заставляя их вырабатывать глюкокортикоиды. Некоторые гипоталамические механизмы контроля секреции гормонов в гипофизе состоят из «акселератора » и «тормоза» — рилизинг-фактора и ингибирующего фактора. Долгие годы доказательства того, что именно гипоталамус вырабатывает «ингибитор кортикотропина» (ИК), который тормозит секрецию АКТГ, препятствуя действию КРГ, были буквально под боком. Никто толком не знает, что представляет собой ИК и существует ли он в действительности, но есть некоторые вполне достаточные доказательства того, что ИК является химическим продуктом мозга, помогающим войти в наиболее глубокую фазу медленного сна (так называемый «фактор дельта-сна»). Так что засыпайте глубоким сном — и секреция глюкокортикоидов отключится.

И наоборот, во время БДГ-сна, поскольку вы мобилизуете всю эту энергию для создания диковинных образов и сновидений, которые просматриваете, быстро двигая глазами, симпатическая нервная система снова включается и секреция глюкокортикоидов возрастает. Но учитывая, что ночной сон считается хорошим, когда состоит в основном из фаз медленного сна, система стрессовой реакции на период сна тоже преимущественно выключена. Это видно при сравнении животных, которые ведут ночной или же дневной образ жизни (то есть спят, как и мы, в темное время суток).

Примерно за час до пробуждения уровень КРГ, АКТГ и глюкокортикоидов начинает расти. Это происходит не только потому, что даже выход из сонного состояния представляет собой мини-стресс, требующий мобилизации некоторой энергии, но и потому, что увеличивающийся уровень этих гормонов стресса играет важную роль в завершении сна.

Так что лишите себя сна— и уровень гормонов стресса не понизится. Более того, он еще и возрастет. Увеличивается уровень глюкокортикоидов — и активизируется симпатическая нервная система; а это соответствует всему, о чем шла речь в предыдущих главах: снижается уровень гормона роста и различных половых гормонов. Лишение сна, безусловно, стимулирует секрецию глюкокортикоидов, хотя, по результатам большинства исследований, и не в такой значительной степени (конечно, если лишение сна не затягивается надолго; однако «постулируется, что этот рост [в ответ на продолжительное лишение сна] обусловлен стрессом умирания, а не потерей сна», как сухо отмечается в одной журнальной статье).

Повышенный уровень глюкокортикоидов при отсутствии сна играет определенную роль в разрушении некоторых запасенных мозгом форм энергии. Этим, а также значительным влиянием глюкокортикоидов на память, может объясняться, почему так трудно учиться и запоминать, когда вы недосыпаете. Всем нам это знакомо: прозанимавшись всю ночь напролет, наутро к экзамену обнаруживаешь, что с трудом вспоминаешь, какой сегодня месяц, не говоря уже о всяких любопытных фактах, которые впихнул себе в голову предыдущей ночью. Одно недавнее исследование прекрасно продемонстрировало, как нарушается деятельность мозга, когда мы пытаемся напряженно думать, не давая себе спать. Возьмите нормально отдохнувшего человека, поместите в магнитно-резонансный томограф и попросить решить некоторые задачи, связанные с «оперативной памятью» (запомнить некоторые факты и использовать их, например сложить последовательности трехзначных чисел). В результате его лобная кора выдает такой метаболизм, что на экране буквально сияет. А теперь возьмем того, кто не спал и кому ужасно тяжело решать задачи, связанные с оперативной памятью.

И что же происходит в его мозге? Вы могли бы подумать, что метаболизм лобной коры, слишком слабый, чтобы активизироваться в ответ на задачу, тормозится. Однако происходит обратное— лобная кора активизируется, но вместе с большей частью остальных отделов коры головного мозга. Все выглядит так, словно лишение сна превращает блестящий компьютер лобной коры в кучку небритых, что-то бормочущих субъектов, которые пытаются считать на пальцах и вынуждены просить своих коллег-нейронов по всей коре помочь решить эту сложную математическую задачу.

Так почему лишение сна волнует нас в качестве стрессового фактора? Это очевидно. В современной жизни мы привыкли к разного рода удобствам: ночная доставка покупок, консультации медсестер, которых можно вызвать в два часа ночи, персонал, обеспечивающий круглосуточную техническую поддержку. Занятые в этой сфере люди вынуждены работать в условиях лишения сна. Но ночной образ жизни для нас нехарактерен, и, если человек работает ночью или у него сменная работа (включающая и ночные смены), это противоречит его биологической природе независимо от того, сколько он потом проспит. У людей с такой работой, как правило, чрезмерно повышена стрессовая реакция и наблюдается лишь незначительное привыкание. Учитывая, что именно повышенная стрессовая реакция делает каждую страницу этой книги столь актуальной, неудивительно, что ночная или сменная работа увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний, желудочно-кишечных расстройств, подавления иммунитета и проблем с рождаемостью.

Этой теме было посвящено одно широко обсуждавшееся исследование, проведенное несколько лет назад. Вспомните, как длительный стресс и глюкокортикоиды могут повредить гиппокамп и ухудшают связанную с ним эксплицитную память. Кей Хо из Бристольского университета исследовал стюардесс, работающих в двух разных авиакомпаниях. В авиакомпании №1 после трансконтинентального перелета с серьезным нарушением суточного биоритма у девушек был 15-дневный перерыв до следующего трансконтинентального полета. В авиакомпании же №2, по-видимому, с более слабым профсоюзом, перерыв до следующего трансконтинентального полета¹ составлял лишь пять дней. Хо контролировал общую продолжительность полета и общее количество часовых поясов, пересекаемых в ходе полета.

Таким образом, в авиакомпании № 2 экипажи не страдали от большего нарушения биоритма, им лишь давали меньше времени на восстановление. К тому же Хо учитывал только тех сотрудников, которые подвергались этому более пяти лет. Он обнаружил, что у работников авиакомпании № 2 наблюдались нарушения эксплицитной памяти, более высокий уровень

____________________________________________

¹ Либо из вежливости, либо из страха получить неприятности в виде судебного иска Хо не называет эти авиакомпании.

глюкокортикоидов и уменьшение височной доли (область мозга, где находится гиппокамп). (Это исследование кратко упоминалось в главе 10.) Конечно, работать в таких условиях не слишком хорошо. Ведь стюардесса вполне может забыть, например, что пассажир 17С просил смесь имбирного эля и обезжиренного молока со льдом. Но гораздо хуже, если пилот, всего через пять дней снова впрягаясь в работу, задумывается, включается двигатель вот этой маленькой чертовой кнопочкой или, наоборот, выключается.

Тревожиться о недосыпании актуально даже для тех, кто отрабатывает положенное время с девяти до пяти в светлое время суток. В нашем распоряжении имеется уйма способов лишить себя сна, начиная с такого простого, как внутреннее освещение. В 1910 году средний американец спал девять часов в сутки, и его могли изредка потревожить лишь хлопки двигателей популярного тогда «Форда-Т». Сейчас мы спим в среднем 7,5 часов, и это время сокращается. Кто-то поддается соблазну веселиться и развлекаться круглые сутки, а у трудоголика, знающего, что где-то, в каком-то часовом поясе кто-то будет работать, пока он станет предаваться сладкому сну, желание подтолкнуть себя, поработать «хотя бы еще несколько минут» становится непреодолимым. И разрушительным¹.

___________________________________________

¹ Просто чтобы упредить возможные упреки в мой адрес. Я здесь нисколько не лицемерю, и кому-то может показаться возмутительным, что я имею наглость так много об этом говорить. У меня практически нет вредных привычек — я не курю, никогда в жизни не выпивал и не принимал наркотиков, не ем мяса, не пью ни чая, ни кофе. Но у меня никак не получается выспаться; неполадки со сном у меня со времен пребывания в администрации Картера. Но в моей жизни появился коллега, Уильям Демент, который считается экспертом в исследованиях сна и рьяно убеждает всех в большом вреде лишения сна для здоровья. И в те дни, когда я действительно страдаю от недосыпания, я очень боюсь попасться ему на глаза. Так что в аналогичной ситуации делайте так, как я говорю, а не так, как поступаю.

Предыдущая – Если стресс продолжается слишком долго (продолжение) | Следующая – Глава 11. Стресс и сладкий ночной сон (продолжение)