состоит в следующем: на момент рождения в мозге присутствует куда больше нейронов, чем необходимо. За первый год жизни «лишние» связи в коре головного мозга уничтожаются, а необходимые – укрепляются. Неактивные клетки ликвидируются. Мозг младенца, как и мозг взрослого человека, нуждается в глубоком спокойном сне для устранения неполадок и «восстановительных работ». Однако такой сон инактивирует клетки. Так что, гласит теория, на помощь приходит «быстрый сон», который сохраняет активность нейронов в ключевых системах спящего мозга младенца, тем самым спасая их от уничтожения[497].
Но для чего тогда «быстрый сон» нужен взрослым людям?
Возможно, чтобы учиться.
* * *
Когда я оканчивала среднюю школу, к экзаменам мы все готовились по ночам, слушая записанные на магнитофонную ленту факты и цифры. Считалось, что информация каким-то магическим образом впитается в наши дремлющие мозги, чтобы утром всплыть в памяти. Эксперименты с обучением во сне продолжаются уже несколько десятилетий. В 1940-е годы один ученый сообщил, что отучил треть мальчиков, живущих в летнем лагере, грызть ногти, по тысяче раз увещевая их не делать этого каждую ночь в течение восьми недель. Недавно группа финских исследователей заявила, что научила доношенных новорожденных детей различать во сне гласные звуки, что позволило ученым предположить: «Этот путь к обучению может быть куда более эффективным для новорожденных, а не для взрослых людей, как ранее считалось»[498].
Однако большинство ученых согласны в том, что обучение во время сна – активное приобретение новых знаний, – скорее всего, невозможно. Действительно, попытки обучать спящих взрослых людей новым словам, иностранным языкам или отдельным дисциплинам с треском провалились. Тем не менее находится все больше свидетельств тому, что сон – медленный, быстрый или и тот и другой – может играть ключевую роль в обучении и закреплении воспоминаний из-за того, что спящий мозг перерабатывает, сортирует и сохраняет информацию, полученную во время бодрствования.
«Большинство из нас знает: чтобы что-то запомнить или успешно пройти тест, надо хорошо высыпаться по ночам, – говорит Чарльз Чейслер. – Чего многие не осознают, так это того, что для хорошего запоминания особенно важно выспаться после того, как мы что-то выучили, чтобы полноценный ночной сон закрепил воспоминание о выученном».
Роберт Стикголд и его коллеги из Гарварда недавно доказали, что ночной сон после запоминания визуального задания или приобретения моторного навыка играет решающую роль в их последующем воспроизведении[499]. Люди, которых научили выполнять какую-то визуальную задачу, не могли улучшить результат, продвинуться выше какого-то предела, если не «переспали» с ней. Те, кого научили выполнять задание на моторику, после ночного сна проделывали его на 20 % быстрее, а за точно такое же время бодрствования никаких улучшений не наступало.
Несколько лет назад ученые обнаружили, что те же участки мозга, которые активируются во время обучения, работают и во время «быстрого сна»[500]. Это назвали феноменом воспроизведения. Одно недавнее исследование показало, что та же самая часть гиппокампа, которая активируется при решении пространственной задачи, например по ориентированию в виртуальном городе, снова включается во время «медленного сна»[501].
Возможно, сон позволяет мозгу пересмотреть все нервные связи, установленные за день[502]. Или, может быть, он служит для их укрепления и восстановления гомеостаза в мозге, считает нейробиолог Джулио Тонони. В 2004 году Тонони и его коллеги сообщили о своем наблюдении: те участки мозга, которые в дневное время были вовлечены в обучение, во время медленного ночного сна активировались сильнее[503]. Группа ученых попросила волонтеров выполнить задание, которое требовало сложной визуально-моторной координации, перед тем как они легли спать. Известно, что при выполнении таких заданий активируется участок правой теменной зоны коры головного мозга. Затем участники эксперимента легли спать, а работу их мозга отслеживали магнитно-резонансный томограф и электроэнцефалограф, который регистрировал сигналы 256 электродов. Оказалось, что во время сна медленноволновая активность усилилась только в том участке мозга, который, как считалось, был задействован в выполнении задания. Более того, чем более глубоким сном спали эти участки мозга, тем лучше участники эксперимента выполняли задание на следующее утро.
Мне больше всего нравится высказанное недавно предположение о том, что сон не только дает отдых мозгу или закрепляет знания, но и помогает вырабатывать свежий взгляд. Группа ученых под руководством Ульриха Вагнера из Любекского университета в Германии предложила экспериментальное свидетельство того, что сон не только фиксирует недавние воспоминания. Изменяя структурирование воспоминаний в мозге, он также стимулирует творческое мышление и поиск нестандартных решений трудных проблем[504].
В 2004 году Вагнер и его коллеги решили проверить на практике теорию креативности, предложив волонтерам выполнить сложную логическую задачу. Их попросили преобразовать серию последовательностей из восьми цифр в новые последовательности с помощью двух правил комбинации цифр, а затем как можно скорее установить последнюю цифру новой последовательности. Участникам эксперимента не сказали, что существует третье правило, с помощью которого ответ можно найти гораздо быстрее. Волонтерам объяснили, как выполнить задание, протестировали их, затем дали им 8 часов отдыха и снова протестировали. Во время перерыва одна группа спала, а вторая бодрствовала. Среди тех, кто спал, 60 % нашли третье правило – их оказалось в два с лишним раза больше, чем среди тех, кто бодрствовал. Третье правило не могло быть подсказано практическим опытом, заключил Вагнер, так что оно должно было прийти во сне, когда мозг перегруппировал элементы задания, заученные в процессе тренировки. Во время сна, когда мозг закрепляет полученную информацию, он ее реорганизует; эта перетасовка воспоминаний и дает новое ви́дение.
Итак, считает Вагнер, самый лучший способ решения проблемы – обдумать ее на сон грядущий, а потом просто «переспать» с ней.
Существует множество историй о том, как произведения литературы создавались во время сна или сразу после пробуждения[505]. Говорят, Колридж написал своего «Кубла-хана» во сне. Роберт Луис Стивенсон утверждал, что увидел во сне центральные сцены романа «Странная история доктора Джекила и мистера Хайда»[506]. «Я давно пытался написать повесть… об этом сильном ощущении раздвоенности человека, – признавался он. – Два дня я ломал голову в поисках какого-нибудь сюжета. На вторую ночь мне приснилась сцена у окна, которая затем распалась на две, где Хайд, обвиненный в каком-то преступлении, принял порошок и изменил свою внешность в присутствии обвинителей».
Во сне совершались и научные открытия[507]. Дмитрию Менделееву приснилась периодическая таблица, где все элементы заняли надлежащие им места. Опыты, которые помогли Отто Леви выявить химическую трансмиссию нервных импульсов, снились ему две ночи подряд. Однажды ночью великий химик Фридрих Август Кекуле размышлял о загадочной структуре таких ароматических веществ, как бензол, который присутствует в ароматических маслах и специях. Он
