Тайны памяти (с иллюстрациями)

В чем состоит восстановление, пока неясно. Большинство специалистов склоняется к тому, что нервные клетки в период сна пополняют расход наиболее важных для жизнедеятельности нейрона веществ.

С этой гипотезой не согласен Шапиро. Он считает, что мозг не успевает справиться с информацией, поступающей в течение дня. Чтобы ее переработать, систематизировать, сопоставить с ранее заложенной в память, нужно время и оптимальные условия работы. Поэтому мозг, получив должную порцию, прекращает текущие дела и начинает подводить итоги.

Вряд ли только в этом сущность сна, но доля истины в предположениях Шапиро, несомненно, есть. С наступлением сна работа мозга не прекращается.

Я не буду пересказывать все теории. Их, как и большинство идей в физиологии, можно сгруппировать вокруг двух основных направлений: гуморального и нервного происхождения сна.

К первой группе гипотез относится токсическая теория. В течение дня в мозгу накапливаются ядовитые продукты, оставшиеся от обмена веществ. Шлак обмена, мусор, который нужно удалить. Видимо, мозг вырабатывает специальные снотворные вещества – гипнотоксины. Возможно, они вырабатываются во всех органах и тканях, занятых работой. Когда этих веществ становится слишком много, мозг бросает свои обычные дела и устраивает «санитарный час», чтобы произвести генеральную уборку.

Подтвердили эту теорию около 60 лет назад французские ученые Пиерон и Лежандре. Они взяли кровь у собаки, которой несколько дней подряд не давали спать, и ввели ее в кровеносное русло другой через два часа после пробуждения от ночного сна. Как ни странно, хорошо выспавшаяся собака тотчас заснула. Аналогичный эффект вызывает спинномозговая жидкость невыспавшихся собак.

Сильным снотворным действием обладает экстракт мозга животных, находящихся в состоянии зимней спячки. Он способен усыпить не только родственных животных, но даже у кошек и собак вызывает длительный сон. Обычные гипнотоксины также носят универсальный характер. Недавно из спинномозговой жидкости коз удалось получить вещество, которое усыпляет крыс. Когда животных лишали сна, его содержание в спинномозговой жидкости значительно возрастало в первые 24 часа, но в дальнейшем уже не менялось.

Кроме гипнотоксинов, из спинномозговой жидкости удалось извлечь вещество с прямо противоположным эффектом. Интересно, что вещество бодрствования может быть получено как от животных, хорошо выспавшихся, так и после многих бессонных ночей.

Многие экспериментальные факты не укладываются в гуморальную теорию. Главный из них – наблюдения за сросшимися близнецами (и за животными с искусственно соединенной кровеносной системой, так сказать, искусственно сшитыми). Сиамские близнецы, имеющие раздельную нервную систему и общее кровообращение, спят как трехглавый Змей Горыныч Кащея Бессмертного: одна голова спит, другая дремлет, третья на посту.

Значит, роль гипнотоксинов в ежедневной смене сна и бодрствования невелика.

Одна из нервных теорий предполагает, что сон особое состояние заторможенности, которое наступает от безделья. Когда организм после дневных трудов устает, мышцы нашего тела расслабляются, особенно если мы к тому же приляжем, и перестают слать в мозг свою обычную информацию о степени напряжения и о проделываемой работе.

Мышечная информация составляет весьма значительную часть от общих сведений, получаемых ежеминутно мозгом. Лишившись ее, мозг впадает в прострацию, засыпает. В конечном итоге усталость приводит к прекращению потока информации и от других органов чувств.

Усталая мышца века расслабляется, и оно закрывает глаз. Расслабление мышцы, натягивающей барабанную перепонку, ограничивает поток звуковой информации и т.д. Известная доля истины есть и у этой теории. Ограничение потока информации действительно способствует погружению в сон, но явно не является главной причиной.

Наиболее спорны и менее понятны теории, пытающиеся найти командные центры сна. Когда накопилось достаточно много сведений о локализации в мозгу различных функций, исследователи невольно задумались, нет ли специальных центров, управляющих сном. Ответ на этот вопрос дал Гесс. Погрузив электроды в заднюю часть гипоталамуса и пропустив через них ток, он мог вызвать у животного сон в любое время дня и ночи.

Сходной точки зрения придерживаются клиницисты. Поскольку существуют заболевания мозга, сопровождающиеся либо усилением сна, либо его расстройством, можно, выявив пострадавшие участки, узнать, где находится центр, управляющий сном. Невропатологи пришли к выводу, что существует два мозговых центра заведующих сменой сна и бодрствования. «Центр сна» ответствен за наступление и поддержание сна. «Центр бодрствования» – за пробуждение и поддержание активного состояния.

В нашей стране в течение многих лет наибольшим признанием пользовалась павловская теория сна. Павлов и его ученики не раз замечали наступление дремотного состояния или сна экспериментальных животных во время опыта. Собаки засыпали в самых различных ситуациях. Общим было одно: распространение тормозного процесса на значительные участки коры больших полушарий. Когда большая ее часть окажется захваченной тормозным процессом, наступает сон. Таким образом, сон по Павлову – это торможение нервных клеток, начинающееся в коре и отсюда распространяющееся на другие структуры.

Еще на заре возникновения учения о высшей нервной деятельности И.П. Павлов заметил, что нервные клетки весьма ранимы. Любое значительное усиление их деятельности, любое сильное внешнее воздействие может привести к их гибели. Этого не происходит потому, что клетка затормаживается, отключаясь от всего стороннего, и тем самым сохраняет свою жизнь. Таким образом, тормозной процесс выполняет еще и охранительную роль.

По мере выполнения дневных трудов в нашем мозгу накапливается все больше клеток, истощивших свои ресурсы, но спасенных с помощью торможения. К вечеру в коре больших полушарий возникает уйма микроскопических очажков тормозного процесса. Постепенно они увеличиваются, сливаются, захватывая огромные территории, и мы засыпаем.

Ложась вечером в постель, мы освобождаем множество мышц от обязанности поддерживать вертикальную позу, а мозг от потока информации о выполняемой ими работе, лишая двигательную область коры больших полушарий способности сопротивляться тормозному процессу. Точно так же мы поступаем со зрительными областями мозга, закрывая глаза. В общем, стараемся освободить его от работы и дать дорогу тормозному процессу.

Для наступления сна большое значение имеет привычка ложиться в определенное время, принимать определенную позу, то есть участие в его развитии условно-рефлекторных механизмов. Наш ночной сон – это условный рефлекс на время и на обстановку. Каждый, вероятно, по собственному опыту знает, как трудно подчас заснуть в незнакомом месте и в неурочное время, даже если мы «пересидим» урочный час, увлекшись каким-нибудь занятием.

Для некоторых людей обстановка очень важна. Диккенс, например, в любой гостинице переставлял свою кровать так, чтобы его голова смотрела точно на север, а ноги на юг. Не берусь судить, откуда у великого писателя возникла столь странная привычка.

Существование условнорефлекторного сна было замечено еще в павловских лабораториях. Собака, которую экспериментатор частенько «доводил» до сонного состояния, засыпала, как только ее вводили в экспериментальную камеру и ставили в станок. У собаки можно выработать условный рефлекс сна, сочетая звонок с электрическим раздражением сонного центра. Через некоторое время звонок станет вызывать сон.

Существующие теории сна очень сильно отличаются друг от друга. Лет тридцать назад казалось, что эти противоречия никогда не удастся преодолеть. Развитие электрофизиологических исследований помогло сблизить различные точки зрения. У одного и того же субъекта сонные очаги в одних случаях раньше возникали в коре, в других случаях – в подкорке, то есть ближе к центру сна. Гипнотоксины, погружая животное в сон, воздействуют прежде всего на центры сна. Раздражение центра сна, в свою очередь, способствует выработке гипнотоксинов. В опыте на сросшихся близнецах сначала засыпало животное, у которого раздражали центр сна, а затем – его партнер. Кровь, взятая от животного, заснувшего под воздействием электрического раздражения центра сна, в состоянии усыпить другое.