Измерение сна

О прорывных открытиях в области психофизиологии ведущий российский cомнолог Владимир Ковальзон рассказал Елене Кудрявцевой

Куда «уходит» наше сознание ночью? Почему мозг никогда не спит? Где локализована душа человека? Как пробуждение и засыпание связаны с электричеством? Может ли сон быть оружием? Наконец, работают ли гаджеты по управлению сновидениями?..

Сон для нашего организма столь же насыщенное время, как и бодрствование

Фото: Dieter Spannknebel/ Getty Images

Наш собеседник — ведущий российский cомнолог, член американского и европейского научных обществ по изучению сна, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН Владимир Ковальзон.

— Владимир Матвеевич, скажите для начала: чем объясняется бум открытий в области сомнологии в последнее время? Какие из них самые важные?

— Вообще, сомнология — одна из наиболее бурно развивающихся сегодня наук. Открытия — каждый год, а примерно раз в 10 лет вся научная парадигма представлений о бодрствовании и сне меняется. Связано это в первую очередь с появлением новых методов изучения работы мозга. Пример: раньше мы могли очень грубо выключать большие участки мозга, а сегодня, благодаря новым технологиям, можно прицельно регулировать работу конкретных нейронов. Благодаря этому и стало понятно, что мозг работает совсем не так, как мы думали. Это не похоже ни на компьютер, ни на нейросеть, а напоминает скорее аналоговую машину: мозг весь состоит из блоков, которые взаимодействуют друг с другом, при том что между ними нет никакой видимой связи.

— А как это поменяло наши представления о сне?

— Чтобы объяснить, требуется отступление. Еще в середине XX века в мозге было открыто особое образование, которое, как считалось, вызывает бодрствование. Благодаря тому, что внутри этого центра активны нейроны, мы не спим, у нас работают мышцы, которые позволяют сидеть прямо, вставать, ходить и так далее. Повреждение этого участка связывали с разными видами комы. И вот в 2011-м физиологи с помощью новейших методов начали прицельно выключать этот центр у кошек и… ничего не происходило. Решили, что опыты некорректны, но результат повторился на мышах, на других животных. И тогда занялись этой системой заново. В конце прошлого года были опубликованы потрясающие результаты. Оказалось, сама система состоит из нескольких блоков, и в ней есть совсем миниатюрная часть, именно она связана с комой, стоило коснуться ее при разрушении, как у животных через несколько дней наступала кома. После обширного исследования та же структура была найдена у человека. Оказалось, за наше сознание отвечают всего 2 кубических миллиметра ткани мозга! При том что сам мозг у человека огромный — он даже с трудом помещается в черепную коробку.

Точка сознания

— Значит, эта точка и включает наше сознание?

— Да, на лекциях я говорю, что это место «локализации души». Представляете, как все тонко устроено! Прямо как в сказке, где смерть Кощея запрятана на кончике иглы. По сути, сознание человека на таком кончике иглы и находится. А если этот микроскопический блок разрушится, человек никогда не выйдет из комы, хотя весь остальной его мозг и прочие системы организма будут работать нормально.

— И где же расположена такая важная часть?

— В самом геометрическом центре мозга. При этом, видимо, у правшей она смещена в левое полушарие, а у левшей — в правое. После открытия этого центра, ученые решили проследить, с чем эта зона мозга связана функционально, что начинает работать одновременно с ней. И оказалось, что вместе с ней включаются две другие очень малые зоны — скопление особых нейронов, о которых до того ничего толком не знали. Их называют по имени первооткрывателя — нейроны фон Экономо. Это довольно странные нервные клетки: они огромны по сравнению с другими и к ним подходят дендриты из всех слоев коры, которая, как известно, отвечает за высшую нервную деятельность. Оказалось, что эти две зоны связаны с разными аспектами нашего сознания. Работа первой зоны означает, что человек очнулся ото сна, то есть он осознает себя не спящим. А вторая зона условно отвечает за осознание себя тем, кем мы являемся. На мой взгляд, это величайшее открытие в истории исследования мозга.

— У животных тоже есть такие зоны?

— У мышей, собак и кошек нет. Они появляются только у тех животный, чей мозг весит больше 300 граммов, а таковых немного: дельфины, слоны и человекообразные обезьяны. Это, как известно, самые умные животные. Но если сравнивать, то у человека количество таких странных нейронов несравнимо больше.

— А как эта сложная система ведет себя во сне? Куда в это время девается сознание?

— Это интереснейший вопрос. Раньше считалось, что сон, в отличие от бодрствования, структура достаточно простая. Но теперь понятно, что это не так. В отличие от комы или наркоза во время засыпания отключение нейронов фон Экономо происходит крайне бережно и аккуратно, поэтому мы не засыпаем в одно мгновение. Это понятно с точки зрения эволюции: если бы наши предки засыпали мгновенно, не успев спрятаться, их бы всех уничтожили хищники.

Скопления нервных клеток, разбросанных по всему головному и спинному мозгу, выделяют целый каскад биохимических веществ. В результате сложнейшей работы разных групп клеток сознание отключается постепенно. Но как именно они координируют свои действия и как они связаны друг с другом, ответов пока нет.

Что делает мозг, когда мы спим

— Вы говорили о новых методах. А дают они понимание, что делает мозг во сне? И почему человеку так важно спать значительную часть своей жизни?

— Уточню сразу: мы до сих пор точно не знаем, зачем человек спит, хотя на этот счет есть сотни теорий. Для начала напомню: наш сон — процесс циклический. Каждый цикл длится полтора часа. Если, предположим, разбудить человека в конце этого цикла, он будет чувствовать себя отдохнувшим. Но в сутки все равно нужно проспать 5–6 таких циклов.

А внутри каждого цикла сон бывает двух видов: медленный, или ортодоксальный, когда человек условно спит спокойно и равномерно дышит. И сон быстрый, парадоксальный, который у взрослого человека занимает примерно 15–20 процентов времени от общего сна.

Так вот, большая часть теорий связана с медленным сном. Уже понятно, что во время сна у нас включаются совсем не те гены, что работают во время бодрствования. Они отвечают за синтез ряда молекул и белков, связанных с регуляцией внутренних органов. В частности, иначе работают гены, связанные с обменом холестерина, почему-то именно ночью формируются клеточные мембраны, регулируется жировой обмен, и т.д. Что касается самого мозга, то тут тоже немало нового. Так, стало ясно, что во время глубокого медленного сна мозг вымывает из себя токсины.

— Как это происходит?

— Считалось, что клетки в мозге расположены очень близко друг к другу. Но пару лет назад поняли: между ними есть пространство, по которому течет межклеточная жидкость. Во сне в мозге синтезируется много белков, и в ходе этого часто происходят поломки, образуются «уродливые» молекулы, которые «захламляют» мозг. Так вот, при медленном сне межклеточная жидкость прокачивается по каналам и вымывает обломки таких молекул, по сути, токсины, в спинномозговую жидкость, оттуда — в печень и почки.

Более того, недавно выяснилось, что ионы, которые содержатся в этих канальцах, играют важную роль в переходах от бодрствования ко сну и обратно. Если в межклеточной жидкости накапливается калий и падает концентрация кальция с магнием, происходит пробуждение. И наоборот. То есть некоторые функции сна связаны с восстановлением электролитного баланса.

— А почему организм, которому не дают спать, погибает довольно быстро? Что ломается в первую очередь?

— Ответ на этот вопрос появился совсем недавно, хотя знаменитые работы с депривацией (лишением.— «О») сна были сделаны одним из отцов-основателей сомнологии Алленом Рекшаффеном. Он с группой коллег придумал карусель, на которой крысам не давали спать, при том что других стрессов они не испытывали. Несмотря на это, животные умирали, и исследователи многие годы не могли понять из-за чего. Ответ был получен лишь в начале ХХI века: оказалось, крысы умирали от… сепсиса, то есть от заражения крови. Отсутствие сна приводит к тому, что в организм попадают кишечные микроорганизмы, чему обычно препятствуют клетки иммунной системы. Так что сон нужен для нормального функционирования иммунной системы — это одна из новых интересных теорий, которую сегодня разрабатывает мой коллега из США Джим Крюгер.

Зачем нам сны до рождения

— Все это о медленном сне. А что стало известно о быстром, том самом, в котором мы видим сны?

— Что касается быстрого, или парадоксального, сна, тут вообще ничего непонятно. До сих пор это величайшая загадка нейробиологии. Может быть, ее разгадает следующее поколение биологов.

— Сновидения, получается, тоже непонятно зачем нужны?

— Про сны — разговор отдельный. Подавляющая масса снов у человека негативная. Как правило, чем стабильнее у человека нервная система, тем меньше снов он помнит.

Сам же быстрый сон — эволюционно очень древнее состояние. Может, поэтому его так много у новорожденных и детей, которые еще находятся в утробе матери.

— Выходит, мы видим сны до рождения?

— Сложно ответить определенно, но мы знаем, что на 6–7-м месяце от зачатия у ребенка начинаются мышечные подергивания. Бодрствования у него в этот период еще нет, но есть так называемый активированный сон.

— Получается, некое предбодрствование, тренировка перед тем, как проснуться?

— Нет, он потом переходит не в бодрствование, а в быстрый сон. Существует гипотеза, что быстрый сон в это время нужен для формирования нервной системы.

— На чем же она основана?

— Известно, что, если не стимулировать какие-то системы в нашем организме, они не разовьются. Например, если зашить котятам веки после рождения, а расшить через несколько месяцев, то у них глаза будут сформированы, но видеть они при этом никогда не смогут. Потому что в нужный момент глаза не получили никакого внешнего стимула. Видимо, быстрый сон — это мощный стимул для нервной системы, чтобы она запустилась, заработала. После рождения быстрый сон занимает 8 часов, как и медленный. По мере того как нервная система созревает, быстрого сна становится все меньше и в конце концов его остается столько же, сколько у взрослых,— полтора часа за ночь.

— А зачем нам эти полтора часа во взрослом состоянии?

— Этот вопрос остается совершенно непонятным. На самом деле быстрый сон — это сильнейший стресс, и зачем взрослым каждые полтора часа сна нужна столь мощная встряска всего организма, не ясно. Существует много противоречивых фактов. С одной стороны, есть опыты, когда крысы, лишенные быстрого сна, погибали. С другой — сегодня доказано, что почти все антидепрессанты подавляют быстрый сон. Ученым уже известно о трех десятках пациентов, которые годами принимают таблетки и у которых полностью подавлен быстрый сон. При этом живут они вполне нормально, их умственная деятельность не нарушена.

Понимаете, во время быстрого сна у человека фиксируют неравномерную работу сердца, сбивчивое дыхание, минимальную температуру тела… Для пожилых людей это очень опасное время. Известно, что суточный пик спонтанных смертей наступает именно ранним утром, в 4–5 часов, когда у нас фиксируется пик быстрого сна. И чем дольше человек спит за один раз, тем длиннее у него под утро будет эта фаза. Кстати, именно во время быстрого сна у нас прекращается выработка целого ряда очень важных нейромедиаторов, в первую очередь серотонина и норадреналина, нехватка которых вызывает депрессию.

— Значит, длительный сон может вместо желаемого отдыха вызвать депрессию?

— Да, если у человека врожденный пониженный уровень этих веществ, а во время длительного быстрого сна они еще больше падают до критического уровня, то выбраться из этого состояния уже сложно.

— Может, ему раньше вставать надо?

— Да, и это, кстати, один из самых эффективных способов лечения депрессии. В формировании этого заболевания, как оказывается, большую роль играют механизмы сна. Поэтому, кстати, так сложно смоделировать депрессию на тех же лабораторных мышах, которые хоть и спят больше днем, чем ночью, но все же более равномерно в течение суток.

Биочасовой механизм

— Как тогда должен выглядеть идеальный сон человека? Как спать, чтобы хорошо себя чувствовать?

— По идее, нужно было бы спать так, как нам велят наши гены. То есть два раза в сутки, а может, даже лучше три. Сократить продолжительность сна ночью, иметь возможность для небольших периодов сна около полудня и в послеобеденный перерыв. Тогда у нас бы выровнялись циклы сна и не было бы этих длительных провалов в быстрый сон под утро. Так что идея с сиестой в некоторых странах — очень даже физиологична и полезна.

— Вы хотите сказать, что, если оставить человека в покое, он, по идее, должен спать по тому же режиму, как и дошкольники?

— Да, и древний человек, видимо, так и делал. Но вообще, цикличность нашего сна тесно связана с другим понятием — биологических часов. Именно они отвечают за наш отсчет времени. Этот уникальный механизм был открыт не так давно. Он представляет собой крошечные парные образования со сложнейшей структурой, расположенные в гипоталамусе, в которых запускается работа особых часовых генов. Их у человека совсем немного — около 20.

— Как эти часы работают?

— Это очень красивый механизм, своеобразный биохимический круговорот. Упрощая, можно сказать, что гены синтезируют мРНК (одна из основных макромолекул организма, содержит информацию о структуре белков.— «О»), которая выходит из ядра в цитоплазму клеток, там синтезируются белки, которые объединяются, возвращаются обратно в ядро и блокируют синтез следующей порции белков. Затем они распадаются, и все начинается сначала. Этот потрясающе точный механизм беззвучно «тикает» с момента зачатия до нашей смерти. Схожие системы зародились на заре эволюции, поэтому они есть у всех живых организмов, вплоть до примитивных дрожжей.

— И за сколько времени наши часы совершают оборот?

— Это хороший вопрос. Дело в том, что наши биочасы не укладываются в земные сутки: для завершения молекулярно-биохимических превращений цикла им надо примерно 25 часов. В итоге работа организма начинает отставать от местного времени суток, и постепенно наступает так называемый десинхроноз, который может стать причиной многих болезней. Самый очевидный пример несоответствие между внутренними часами и внешним миром — джетлаг. Когда мы перелетаем через несколько часовых поясов, нам нужно согласовать работу наших внутренних часов с местным временем. Наш мозг регистрирует время восхода и захода солнца и посылает сигналы молекулярному часовому механизму, чтобы подстроить внутренние часы под внешние.

— А что же делать с каждодневным отставанием внутренних часов?

— Их нужно перезапускать. Интересно, что на эту систему не влияет ничто — ни голод, ни стресс, ни температура, ни питание, только свет. Чтобы перезапустить биочасы, нужно обязательно вставать после восхода солнца, отодвигать штору и хотя бы несколько минут смотреть на солнце и на небо. Это очень важная вещь для здоровья организма в целом.

— Ну, с нашим часовым поясом и сумрачным климатом это проблематично.

— В 2011 году был принят закон, когда вся страна на 2 часа опережала солнце. Это была катастрофа. Школы были завалены жалобами: детей невозможно разбудить, они спят на уроках. Мы дважды ходили в Думу, чтобы объяснить: человеку жизненно важно вставать после восхода солнца или хотя бы минимизировать время, когда мы просыпаемся затемно. Человеку критичны именно эти утренние часы после восхода, а тот факт, что он вечером больше времени проведет при электрическом свете, не столь важен. В итоге стрелки перевели назад, но все равно Москва опережает на 1 час свое поясное время.

— И, по идее, детям нужно как-то организовывать режим, чтобы они не вставали затемно?

— Да, особенно важно это делать в период с конца ноября и до начала февраля, чтобы минимизировать то время, когда приходится вставать при электрическом свете.

— Но наверняка есть специальные лампы, которые могут испускать волну нужной длины?

— Есть, только стоят они под 30 тысяч долларов. Эти приборы испускают волны длиной 680 нанометров — именно такой свет может перезапускать наши биологические часы. В Москве такие лампы есть, по крайней мере, в двух клиниках, их очень успешно применяют для лечения сезонных депрессий, особенно у женщин в климактерический период. Нередко удается обходиться без всяких лекарств.

— А как же северные народы, которые живут без света полгода?

— Эта тема плохо изучена, но она интересна. Аборигенные народы приспособлены к таким условиям, у них изменена генетика, по-другому работает иммунная система, сама система биочасов сильно редуцирована. А у северных оленей, обитающих на этой же территории, она, система, вообще отсутствует. Правда, для человека из другого часового пояса такая среда будет большим стрессом.

Сон как оружие

— Сон, объясняете вы, жизненно важен. Значит ли это, что к нему есть интерес у военных?

— Подобные технологии развивают. Самый яркий пример — история, связанная с лишением сна одного из подразделений иракской армии во время операции «Буря в пустыне». Я тогда работал во Франции, и в местной прессе подробно описывали эту операцию, когда коалиция три дня забрасывала солдат Саддама Хусейна шумовыми бомбами, не давая спать, а затем атаковала в четыре утра, когда у людей пик сонливости. В итоге американцы выиграли битву без выстрела: иракские солдаты падали на колени и просили дать им поспать, их просто «сгребли», отобрали оружие и оградили колючей проволокой. При этом своим солдатам американцы давали какие-то препараты, которые бодрили лучше кофеина.

— Такие есть? И сколько можно подавлять сон химическими препаратами?

— Недолго. Известно, что до Второй мировой войны для стимуляции психики активно применялся ныне запрещенный амфетамин, который тогда можно было купить без рецепта. Известно, что Гитлер использовал его в ходе высадки десанта на Крит в 1941-м. Препарат раздали парашютистам, не предупредив о дозировке, и некоторые стали прыгать без парашютов. Потом доказали: это сильнейший яд, который убивает нейроны.

Из психостимуляторов лучше всего на мозг действует банальный кофе: нашему мозгу кофе почему-то нравится. Сейчас кофеин и его аналоги назначают при болезни Альцгеймера и Паркинсона.

— А стали снотворные менее вредными за последнее время?

— Сейчас продаются снотворные третьего поколения, так называемые Z-препараты, которые, конечно, куда менее опасны, чем старые, но в целом все они действуют на одну и ту же систему в мозге, связанную с реакциями торможения. И мозг почему-то этого очень не любит: снотворные со временем эти рецепторы торможения разрушают. К слову, экс-министр здравоохранения СССР Евгений Чазов рассказывал, что Брежнев, который страдал от бессонницы, принимал сильные снотворные средства в огромных дозах, вопреки рекомендациям врачей. В итоге именно от многолетнего приема снотворных у Брежнева нарушилась моторика языка. Он этого не понимал и все время думал, что дело в неправильных зубных протезах. Потом буквально за год у него ухудшилась память, упал интеллект, то есть произошла стремительная деградация. Нынешние препараты не столь разрушительны, но в целом ничего принципиально не поменялось…

— А можно натренировать организм спать столько, сколько нужно, как Наполеон или Ленин?

— Это все мифы. Потребность в сне диктуется генами: мы должны спать ровно столько, сколько нужно нашему организму. В среднем это 6–8 часов, но есть небольшой процент короткоспящих людей, чья потребность ограничена 4 часами в сутки.

— Появляются гаджеты, которые будто бы обещают управление сновидениями. Как вы к ним относитесь?

— Первый гаджет такого рода изобрел американский психофизиолог Стивен Лёберж. С помощью практики осознанных сновидений, обещал он, вы можете придумать себе путешествие в космические пространства, откроете новые миры, переживете невероятные эротические приключения. Сам Лёберж, однако, использует эту технологию для лечения ветеранов армии США, которых мучают кошмары после участия в бесконечных войнах, которые Америка ведет вдали от своих берегов. Общий смысл — он обучает людей обращать кошмары во что-то приятное...

Владимир Ковальзон, сомнолог

Фото: PhotoXpress.ru

— А это вообще работает? Скажем, очки для управления сновидениями?

— Принцип такой: в маску встроены особые сенсоры, которые улавливают быстрые движения глаз во время быстрого сна. Они подают на глаза тепловой импульс, человек понимает, что спит, и постепенно учится моделировать себе сон. Тема очень популярна: когда недавно я читал лекцию об осознанных сновидениях в Москве, зал на 2 тысячи был набит битком. Но я разочаровал слушателей, сказал, что осознанные сновидения — вещь опасная. Люди, начавшие практиковать это, подсаживаются, при этом осознанный сон, судя по электроэнцефалограмме, нормальным сном не является. Получается, мы нарушаем структуру своего сна. А для людей, у которых есть скрытые шизоидные черты, это и вовсе может стать спусковым крючком для начала шизофрении…

— А на гипнотическое состояние похоже?

— Вообще не похоже! Гипноз возможен только в состоянии полного бодрствования: на электроэнцефалограмме мы видим состояние расслабленного бодрствования, и, если человек хотя бы немножко выпил, он уже не поддается никакому гипнозу. К слову, это еще одно удивительное состояние, о котором мы ничего не знаем. Что ни говори, а мозг для нас пока — терра инкогнита...

Беседовала Елена Кудрявцева

Неусыпный интерес

Номера «Огонька» начала прошлого века хранят немало попыток разгадать механизм сна и поставить его на службу человека. Получалось, правда, по современным меркам не всегда научно

Читать далее

Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...