Создается впечатление, что время ночного сна отводится организмом для очищения промежуточной памяти и категоризации информации, накопленной за прошедший день в этой памяти [86, 353]. Создав себе максимально безопасные и спокойные условия, организм отключается от приема внешней информации (не контролирует внешнюю среду) и, погрузившись в сон, переходит к решению упомянутых неотложных задач. По окончании сна промежуточная память опять готова к приему новой информации. Не противоречит ли такое представление накопленным фактам о функциональной роли сна?
Давно известно, что сон совершенно необходим для поддержания жизни, если лишить человека сна, то через несколько дней наступит смерть. Для человека жизнь без сна может продолжаться значительно меньше, чем без воды и пищи, — не более 12 суток [378]. Лишение сна вызывает отчетливые изменения в поведении. У человека, который спит менее трех часов в сутки, понижается уровень бдительности, нарушается выполнение вычислительных операций и ухудшается кратковременная память. Существенно изменяется внимание: человек временами как бы отключается. Так, например, в процессе длительного экспериментального бодрствования наблюдалось периодическое исчезновение альфа-ритма в электроэнцефалограмме испытуемых, что всегда является показателем снижения уровня внимания и бдительности [153]. Одновременно с его исчезновением наблюдались галлюцинации, которые отличались такой яркостью и отчетливостью, что могли изменить поведение испытуемых, например, некоторые испытуемые спотыкались о несуществующие предметы [56]. При недосыпании нарушается мышление и речь становится бормочущей, смазанной, с повторениями и ошибками. Изменения наступают и в эмоциональной сфере: наблюдаются экспансивность, эпизодические припадки ярости.
Необходимость сна не вызывает сомнений. Каковы функции сна, зачем мы тратим на сон одну треть каждых суток? Предложен ряд гипотез, каждая из которых акцентирует внимание на одной из сторон сложного феномена сна.
Согласно гипотезе И. П. Павлова [206], сон — это разлитое активное корковое торможение, отдых нейронов коры. В последнее время установлено, что во время сна мозговой кровоток не только не ослабляется, но даже усиливается, а потребление кислорода поддерживается на том же уровне, что и во время бодрствования. Активность нейронов в условиях сна остается в целом мало измененной, а в зрительной коре даже усиливается. Таким образом, сон необходимо рассматривать как активное достояние мозга.
Согласно другой гипотезе — гуморальной, сон — это состояние без мышечной активности. Он нужен для того, чтобы вывести из организма химические вещества, которые, накапливаясь в крови во время бодрствования вследствие мышечной активности, отравляют мозг [369]. Полнота такого представления о сне была поставлена под сомнение, когда выяснилось, что имеются такие заболевания, при которых больные малоподвижны (инфаркт миокарда, паралич и т. п.), но по-прежнему нуждаются во сне.
В настоящее время считается, что расслабление мышц способствует сну, так как при этом уменьшается возбуждение двигательных центров мозга вследствие сокращения притока сигналов от мышц. Предполагалось также, что сон необходим для выведения из организма токсинов, возникающих вследствие активности не мышц, а самой нервной системы. Однако наблюдения, проведенные П. К. Анохиным [20] над двумя парами сросшихся близнецов, доказали преобладание у человека нервного механизма сна над гуморальным. Несмотря на общую кровеносную систему, когда один из близнецов спал, другой мог бодрствовать.
Еще одна гипотеза, которая кажется нам наиболее правдоподобной состоит в том, что отключение человека от внешней среды во время сна необходимо для содержательной обработки накопленной за день информации [353]. В период ночного сна информация малыми порциями в соответствии с ограниченным объемом кратковременной памяти поступает из промежуточной в кратковременную память, которая отключается для этого от внешней среды. Каждая порция обрабатывается последовательно в две фазы. Первая фаза — это логическая обработка порции информации, сопоставляемая с обнаруженной фазой «медленного» сна. Здесь информация обобщается и оценивается. Вторая фаза — обработанная информация пересылается в определенные участки структуры долговременной памяти, где связывается с хранящимся там материалом. Здесь новая информация включается в структуры двигательной, чувственной и словесной долговременной памяти, что сопоставляется с обнаруженной фазой «быстрого» сна. За время ночного сна основные фазы — медленный и быстрый сон — повторяются периодически 4–5 раз. Чередование указанных фаз и нормальная продолжительность сна (6–8 часов) — обязательные условия здоровья человека.
Однако известны существенные отклонения от обычной длительности сна как в сторону его уменьшения, так и в сторону увеличения. Есть люди которые вообще не спят. Так. известен югославский крестьянин, который получив в детстве черепно-мозговую травму перестал спать. Сообщалось и об одной женщине из Одессы, которая перенесла грипп и после этого перестала спать. Что же это такое? Пьерон писал о людях, которые не спят: «Не спит никогда тот, кто спит всегда» [369]. Действительно, показано, что те, кто не спит, фактически имеют очень дробный сон, продолжающийся всего несколько секунд в течение каждой минуты. Подобный дробный сон, как было экспериментально обнаружено, исключает определенные виды обработки информации во сне. Поэтому это не шаг вперед, в то «лучезарное» будущее, когда мы сможем не тратить треть жизни на сон, а эволюционный регресс (известно, что такой дробный сон, например, является обычным для волков).
Если разбудить испытуемых в фазе медленного сна и спросить, видели ли они сон, то в 80% случаев ответ будет отрицательным. Остальные 20% испытуемых сообщали о переживании психической активности, которая в большей мере носила характер логических построений и в меньшей содержала эмоциональную окраску и зрительные элементы. Такие переживания не имели характера непосредственного чувственного восприятия. Их содержание было непосредственно связано с реальными событиями прошедшего дня и скорее напоминало продумывание ситуации. В медленной фазе нет глазодвигательной активности, но наблюдается двигательная активность другого рода: именно с этой фазой связаны периоды снохождения (лунатизм) и сноговорения. Интересно обратить внимание на то, что фармакологическое подавление фазы медленного сна ведет к нарушению и быстрого сна, т. е. эти фазы глубинно связаны. Было обнаружено, что при высокой нагрузке на зрительный анализатор у человека удлиняется медленный сон; это подтверждает участие медленного сна в процессах переработки информации, поступившей в период бодрствования.
Идея о том, что во сне происходит обдумывание прошедшего в предыдущий день, высказывалась еще в древности. Так, Лукреций Кар [172] в трактате «О природе вещей» писал: «Если же кто-нибудь занят каким-либо делом прилежно или отдавался чему-нибудь долгое время и увлекало наш ум постоянно занятие это, то и во сне представляется нам, что делаем то же». По мнению Демокрита [24], сущностью сна является продолжающаяся деятельность ума при отсутствии восприятия. Более поздние данные, почерпнутые преимущественно из анализа биографий, не противоречат этой гипотезе (открытие Кеккуле структуры бензольного кольца, создание Тартини сонаты «Трель дьявола», завершение Г. Р. Державиным оды «Бог», создание Д. И. Менделеевым Периодической системы элементов и др.).
В многочисленных современных исследованиях также установлено, что после сна улучшается свободное воспроизведение менее осмысленных элементов заученного материала, требующих, по-видимому, для успешного усвоения и извлечения некоторой дополнительной переработки информации. В экспериментальных работах Л. П. Латаша [154], например, показано, что во время естественного ночного сна происходит такое преобразование мозгом полученной информации, которое способствует лучшей организации и использованию следов памяти.
После фазы медленного снаследует быстрый сон, который связан со сновидениями. В этой фазе чувствительность к внешним воздействиям продолжает понижаться, т. е. сон становится еще более глубоким. Однако по характеру преобразования информации быстрый сон оказался более похожим на бодрствование, чем на сон, и поэтому получил еще одно название — парадоксальный сон. В чем парадоксальность? С одной стороны, — это глубокий сон, поскольку пороги чувствительности к внешним стимулам при быстром сне выше, чем при медленном. Кроме того, в быстрой фазе сна наблюдается резкое угнетение мышечного тонуса. Это показатели пассивного состояния. С другой стороны, — это активная деятельность, поскольку наблюдается усиление электрической активности мозга, учащение пульса и дыхания, подъем давления и выраженная глазодвигательная активность. Если разбудить испытуемых сразу после завершения фазы быстрого сна, они в 80% случаев утверждают, что видели эмоционально окрашенные сны. Организованный характер сновидений с отражением их в сознании, разнообразие сюжетов и иногда их повторяемость свидетельствуют о содержательности соответствующих процессов переработки информации мозгом в фазе быстрого сна.
