Загадки сна. От бессонницы до летаргии

Выдающийся исследователь сна Натаниэль Клейтман из Чикаго сформулировал положение о том, что 90-минутный цикл чередования фаз сна является одним из основных ритмов человеческого организма. Он назвал его «базовый цикл покоя-активности» (basic rest-acticity cycle, BRAC)^{56}. Ученый предполагал, что, несмотря на универсальность, мы можем наблюдать этот цикл только в состоянии сна, поскольку в дневное время его проявления «зашумляются» другими видами жизненной активности. Социальное взаимодействие, эмоции, физическая активность – все это не позволяет выявить характерные колебания мозговой активности, которые мы наблюдаем в ночное время, когда произвольная регуляция поведения невозможна. Клейтман и его ученики, разрабатывавшие данную идею, обнаружили признаки BRAC у детей и «залеченных» психически больных людей, у которых внешние стимулы и внутренняя умственная деятельность не были столь сильными, чтобы маскировать этот ритм. После смерти Натаниэля Клейтмана исследования в той области на длительное время прекратились, сейчас они проводятся путем изучения двигательной активности человека методом актиграфии.

От идеи BRAC в нашей повседневной жизни осталось понятие «академического часа», который почему-то равен 45 минутам. Если предположить, что 90-минутный цикл мозговой активности действительно существует, то 45 минут этого периода будут соответствовать ее высокому уровню, а 45 – низкому. Оптимальным для обучения будет первый период, а во второй можно отдохнуть, чтобы лучше запомнить материал. К сожалению, синхронизировать этот ритм в группе людей невозможно, у каждого он находится в индивидуальной фазе. Если в одно время собрать группу людей для обучения, то у одних назначенное время совпадет с оптимальным временем усвоения материала, у других совпадет лишь частично, а третьи окажутся в своем худшем периоде. Поэтому использовать концепцию 45-минутного академического часа имеет смысл только в индивидуальном порядке, когда можно определить особенности цикла конкретного человека и подстроить под него график занятий.

Итак, мы показали, какие мозговые механизмы участвуют в возникновении сна и смене его фаз. Остается непонятным, почему же сон наступает и заканчивается в определенное время суток, у человека обычно приуроченное к периодам темноты. На этот вопрос отвечает теория двух процессов, которая была предложена швейцарским исследователем Александром Борбели в 1982 г.^{57} Согласно ей вероятность наступления сна в каждый момент времени зависит от взаимодействия двух процессов. Один из них определяется постепенным накоплением усталости, потребности во сне – это так называемый гомеостатический процесс S (гомео

по-гречески «одинаковый»). Действительно, чем дольше мы не спим, тем с большей вероятностью уснем, как только голова коснется подушки. Интенсивность действия этого процесса Борбели назвал «давлением сна». Количественно оценить давление сна можно, проведя спектральный анализ ЭЭГ и выделив из множества ритмов только медленно-волновой компонент (дельта-активность). Дельта-активность выражена только в медленном сне, который, как мы знаем, повторяется периодически 4–6 раз за ночь (циклы сна). В течение ночи с каждым циклом дельта-активность снижается с очень высоких значений в первом цикле до почти полного исчезновения в последнем периоде. Таким образом, мы наблюдаем уменьшение давления сна по мере выполнения его восстановительной функции.

На роль вещества, накопление которого определяет нарастание давления сна, называемого еще гипнотоксином (токсином сна), претендовало довольно много различных субстанций. Выделение такого агента вызвало бы революцию в фармакологии, поскольку удалось бы получить естественное снотворное, вызывающее физиологический сон в нужное нам время. Первые опыты в направлении поиска «вещества сна» проводились еще в начале XX в. Французские физиологи Рене Лежандр и Анри Пьерон в 1907 г. провели опыты на собаках, продемонстрировавшие, что в ходе бодрствования в ЦНС накапливается некая субстанция, вызывающая увеличение склонности ко сну^{58}. В течение длительного времени ученые не давали собакам засыпать, затем брали у них спинномозговую жидкость и вливали ее в желудочки мозга другим животным, которые не испытывали потребности в сне. После этого «выспавшиеся» собаки начинали демонстрировать поведенческие признаки сонливости.