характер погружения в сон индивидуальны и в числе прочего зависят от возраста, общая картина примерно одинакова: четыре или пять циклов сна, каждый продолжительностью примерно полтора часа, с повторяющимися фазами – от спокойного глубокого (медленного) сна до активной фазы «быстрого сна» (фазы «быстрых движений глаз»).
«Едва ли ваш мозг бездействует на всех этапах сна, – говорит Джерри Сигел, исследователь сна из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. – Он сначала укладывает вас спать, а потом самоактивируется, пока вы спите. Во время сна число работающих и спящих нейронов примерно одинаково, меняется лишь общая схема их работы»[455]. Если деятельность некоторых участков мозга тормозится по сравнению с дневной активностью, то другие, наоборот, начинают усиленно работать. Даже во время глубокого сна, уточняет Дж. Аллан Хобсон из Гарвардской медицинской школы, «когда сознание полностью выключено, работает примерно 80 % мозга и соответственно сохраняется способность быстрой и качественной обработки информации»[456].
И после открытия циклической природы сна люди продолжали считать, что сон – это в основном бездействие, а потому с сонливостью нужно бороться. Только сегодня мы начинаем познавать удивительную сложность и масштаб воздействия сна на тело и мозг. Для поддержания хорошего здоровья, говорит Уильям Демент, сон может играть более важную роль, чем диета, физические упражнения и даже наследственность[457].
* * *
Порой, когда никак не заснуть, я вылезаю из кровати и бреду в спальню дочери. Я не могу наблюдать собственный сон, так что посмотреть, как спит она, очень поучительно. Одна рука подложена под щеку. Дыхание неглубокое, но равномерное. Хотя в комнате тепло, она свернулась калачиком под одеялом, потому что температура ее тела понизилась.
Сон подобрался к ней, как хитрая лиса, которую я как-то видела. Лисица кралась, то и дело останавливаясь и отступая назад. До недавнего времени наука описывала засыпание как постепенный спад активности в течение нескольких минут, по мере того как мозг переходит от совершенного бодрствования к глубокому сну. Теперь же выяснилось, что засыпание не постепенно развивающийся, а скачкообразный процесс, быстрое переключение нейронов с восприятия внешнего мира на почти полную сенсорную слепоту.
Оказалось, что переключение происходит с помощью «выключателя сна», расположенного в гипоталамусе[458]. Австрийский невролог барон Константин фон Экономо первым определил участок мозга, где находится этот «выключатель», наблюдая больных с летаргическим энцефалитом – формой сонной болезни, прокатившейся по Европе и Северной Америке в 1920-е годы[459]. Большинство пациентов Экономо спали чересчур много – 20 часов в сутки и больше. У них, обнаружил Экономо, имелись повреждения гипоталамуса.
Недавно ученые отыскали и сам «выключатель». Это группа нейронов, которые совместно выключают схему возбуждения мозга[460]. Инженеры-электрики назвали бы это триггером, объясняет Клиффорд Сэйпер, нейробиолог Гарвардской медицинской школы. Такие выключатели разработаны для того, чтобы добиться мгновенного перехода из одного устойчивого состояния в другое, избежав переходных состояний, говорит Сэйпер. «Модель триггерной цепи может объяснить, почему переход от сна к бодрствованию и обратно зачастую бывает относительно резким (человек „проваливается в сон“ и внезапно „выныривает из сна“)». Люди с нарколепсией ведут себя так, как будто их «выключатели» неисправны: легко засыпают днем и чаще бодрствуют по ночам.
Клетки «выключателя» чувствительны к таким факторам окружающей среды, как тепло, что, возможно, объясняет, почему теплая ванна или жаркая погода вызывают сонливость. Однако ученые предполагают, что главным образом «выключатель» приводится в действие двумя взаимосвязанными механизмами, которые отвечают за послеобеденный спад, – гомеостатической потребностью в сне и циркадианной системой активности[461]. По вечерам последняя посылает настолько мощный сигнал к бодрствованию, что между 6 и 9 часами вечера образуется «зона поддержания активности»: в этот период трудно заснуть, даже если вы в последнее время сильно недосыпали – коль скоро вы не истинный «жаворонок». Лучше всего ложиться спать через 2–3 часа после окончания этого периода, когда тяга ко сну становится действительно сильной. К этому времени циркадианная система активности начинает перестраиваться на ночной режим и главные часы организма посылают в эпифиз (шишковидную железу) сигнал о необходимости увеличить секрецию мелатонина, говоря нам о том, что уже темно и пора в кровать.
Когда моя дочка погрузилась в сон, мышцы ее тела расслабились, и любимая плюшевая панда, которую она прижимала к груди, выпала из ее руки. Если бы на ней был шлем, какой применяется в лабораториях для записи электроэнцефалограммы, самописцы, вычерчивающие тонкие линии на движущейся бумажной ленте, отметили бы переход от альфа-волн дремоты, похожих на частые зубцы расчески, к низкоамплитудным тета-волнам полусна, или начального сна[462].
На начальной стадии сна своеобразное ощущение, будто ты уплываешь или падаешь, которое мы иногда испытываем, может прерваться из-за короткого спазма, непроизвольного вздрагивания (миоклонической судороги) – быстрого сокращения мышц рук, ног, иногда всего тела, которое заставляет нас проснуться. Это чаще встречается у взрослых, чем у детей, причем у тех взрослых, которые нервничают или страдают от переутомления. Некоторые эволюционные биологи предполагают, что вздрагивание при засыпании может быть рудиментарным рефлексом, доставшимся нам от обитавших на деревьях предков. Это помогало им не свалиться с ветвей, на которых они спали.
Даже в полусне первой стадии моя дочь не услышит, как я прошепчу ей «спокойной ночи», и не почувствует еще не выветрившийся после ужина запах жареной картошки. Ее способность воспринимать сигналы из окружающего мира снизилась до нуля. Сознание переключается с отчетливых мыслей, посвященных реалиям минувшего дня – выученным для диктанта словам, предстоящему визиту бабушки, – к отвлеченным размышлениям, а затем к быстро сменяющимся картинкам, так называемым гипнагогическим галлюцинациям, перепрыгивая с предмета на предмет, с одной темы на другую. Если я растолкаю ее, чтобы спросить, спит ли она, ответ, скорее всего, будет отрицательным.
Но уже через несколько минут все изменится. По мере того как сон становится глубже, самописец энцефалографа сначала пойдет вверх и покажет частые быстрые штрихи (краткие всплески активности мозга) и так называемые К-комплексы второй стадии сна, потом изобразит волны третьей стадии с более высокой амплитудой и, наконец, покажет синхронные приливы глубокой медленноволновой четвертой стадии. Нейроны мозга, которые во время бодрствования находятся в пассивном состоянии, начнут синхронно возбуждаться, испуская эти большие медленные волны.
Чтобы разбудить дочку на этой стадии, потребуется ее расталкивать. Она дышит медленно и ровно, мышцы расслаблены. Гипофиз, наверное, уже начал выработку необходимых гормонов, в том числе гонадотропинов, которые отвечают за половое развитие, и гормона роста, заставляющего клетки делиться и размножаться. Сейчас происходит активный рост костей. Когда ученые имплантировали в большие берцовые кости ягнят микросенсоры, с помощью которых измеряли длину костей каждые три минуты в течение трех недель, они обнаружили, что 90 %
