Сон под микроскопом. Что происходит с нами и мозгом во время сна

В опубликованном в 2005 году описании одного эксперимента рассказывалось о применении транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) для изучения восприимчивости – реактивности – мозга к внешним стимулам. Неинвазивный метод, который стимулирует кору головного мозга при помощи магнитных импульсов, вызывает возбуждение, торможение или и то и другое одновременно, в зависимости от параметров воздействия и активности нейронов. Появление и распространение волны возбуждения в мозге записываются с помощью многоканальной электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которая регистрируется более чем двумястами электродами, наложенными на голову испытуемых, поэтому метод называют «ЭЭГ высокой плотности, совмещенный с ТМС». Оказалось, что во время бодрствования ответ мозга на внешний стимул обладает особенно сложным многообразием, что передается характеристиками получаемых волн ЭЭГ и топографией их распространения по коре мозга. Любопытно, что во время сна ответ мозга может быть намного более выраженным, чем во время бодрствования! Но он скорее описывается по принципу «все или ничего» и не выглядит как сложный ответ, характерный для бодрствующего состояния, когда испытуемые, как предполагается, находятся в полном сознании. После того как этот метод разработали, чтобы изучать нормальное бодрствование и сон, его применили к пациентам с нарушениями сознания, например с синдромом вегетативного состояния (несколько неудачное название, стоить отметить) или к пациентам с нарушенной способностью двигаться или проявлять какие-либо признаки понимания – так называемый синдром изоляции или синдром запертого человека. Полагают, что у находящихся в вегетативном состоянии больных людей, сознание отсутствует из-за повреждения «высших» отделов мозга, таких как кора и таламус, вследствие гипоксии или травмы. «Вегетативные пациенты» могут спать и бодрствовать, насколько можно судить по движению или записи полисомнографии, но не проявляют адекватных реакций на стимуляцию. При синдроме изоляции способность к движению, обычно за исключением глазных мышц, полностью утрачивается, в то время как когнитивные способности полностью или частично сохраняются. Это состояние отличается от других похожих, но обратимых, таких как акинетический мутизм[36] или отравление кураре[37]. Наконец, существуют всевозможные пограничные состояния, когда способность реагировать – на уровне «движения мысли» или собственно двигательной реакции тела – нарушена в разной степени. Метод комбинированной ЭЭГ-ТМС позволил обнаружить связь между способностью отвечать на стимулы «внутри» и наличием сознания, а также перспективой частичного или даже полного восстановления двигательных и когнитивных функций.

Появление способности к бодрствованию неразрывно связано с обретением способности формировать активную реакцию на внешние раздражители.

В другом эксперименте пациентам, которые физически не могли двигаться, предлагали мысленно поучаствовать в заданиях, связанных с осуществлением двигательной активности. Оказалось, что в некоторых случаях активность мозга, регистрируемая с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, указывала на вовлечение тех же структур, которые принято связывать с настоящим движением. Авторы исследования резюмировали: «Чтобы решить вопрос о наличии способности к осознанию, мы провели исследование, в ходе которого пациентке дали устные инструкции для выполнения двух воображаемых задач. Одно задание заключалось в том, чтобы представлять игру в теннис, а второе – чтобы больной представил, как посещает все комнаты своего дома, начиная с входной двери. Оказалось, что, когда участницу исследования просили вообразить, что она играет в теннис, наблюдалась значительная активность в моторной области коры мозга. Напротив, когда ее попросили представить, как она идет по дому, значительная активность наблюдалась в парагиппокампальной извилине, задней теменной коре и латеральной премоторной коре – иными словами, в тех областях мозга, которые связаны с памятью и способностью ориентироваться в пространстве. В целом реакции мозга пациентки были неотличимы от тех, которые наблюдались у здоровых добровольцев, выполняющих те же задачи». Это удивительно, принимая во внимание то, что речь идет о человеке, который внешне не проявлял никаких признаков сознания или способности к осмысленным поведенческим реакциям.

Эти примеры подтверждают фундаментальную связь между сознанием (и бодрствованием) и способностью к движению – реальному или «движению мысли» – и позволяют предположить, что пробуждение живых организмов, появление способности к бодрствованию неразрывно связано с обретением способности формировать активную реакцию на внешние раздражители. Движение должно происходить с какой-то целью, зачем-то. Но кто или что определяет эту цель?

Роль внешних условий