Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим Рок Андреа

Сознание и не только

Мозг — самая сложная система во всей Вселенной.

Кристоф Кох

Переходя из кабинета в кабинет Калифорнийского технологического института, Кристоф Кох непременно подпрыгивает и цепляется пальцами за притолоку очередной двери. Делает это он автоматически, потому что главная его страсть — скалолазание. Серьезное, настоящее скалолазание. На домашней страничке Коха выложена любимая фотография этого физика, переквалифицировавшегося в нейробиолога: Кох висит на страховочном канате на высоте 2800 футов над Йосемитской долиной. А когда Кох не карабкается по скалам, он занимается наукой.

Тоже всерьез. С конца 1980-х он работает вместе с нобелевским лауреатом Фрэнсисом Криком — они героически ищут именно те клеточки головного мозга, в которых скрывается сознание.

Между стремлением Коха открыть тайны сознания и его страстью к покорению Скалистых гор на самом деле имеется связь, и весьма тесная. Объясняя собственное увлечение экстремальным спортом, Кох ссылается на автора историй о путешествиях и приключениях Джона Кракауэра, который описывал свой альпинистский опыт как «сон с открытыми глазами». Кох объясняет: «Для альпинизма, скалолазания требуется почти совершенное слияние разума и тела, и то и другое работают по максимуму. Взбираясь на скалу, я чувствую себя наполненным жизнью, и разум мой работает тоже в полную силу». Он говорит быстро-быстро, словно ему не терпится поскорее высказать свою мысль — ведь на слова тратится столько времени, а жизнь коротка, он и так не успевает втиснуть в нее все, что ему хочется сделать. Программа у него впечатляющая: «Я пытаюсь понять, откуда я пришел, куда приду и что здесь делаю. Я хочу понять, почему мы обладаем сознанием».

Кох считает сновидения увлекательнейшим кусочком ребуса, именуемого сознанием: «Для меня самая примечательная черта сновидений — это то, что все выглядит и кажется настоящим. Как-то я наткнулся на фразу, которая описывает это наилучшим образом: “Сновидения кажутся реальными, пока они длятся. А разве с жизнью не то же самое?”» Он не устает спорить с теми, кто считает сновидения неким придатком, побочным явлением, не имеющим никаких биологических функций.

Кох, напротив, уверен, что сновидения потому пережили несколько этапов эволюции, что у них имеется генетически обусловленное предназначение. В чем оно заключается — до конца пока не понятно, но Коха в особенности интригуют исследования роли сновидений в консолидации памяти. «Известно, что мы видим сны еще в утробе матери, что животные тоже видят сны и основа их сновидений не многим отличается от нашей, — объясняет он. — Сновидения представляют собою высокоразвитую функцию мозга, необыкновенно яркую форму сознания».

Его сотрудничество с Фрэнсисом Криком началось, когда Кох вел исследования в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института. Его соавтором по той работе был Шимон Уллман, ныне профессор Института имени Вейцмана[38]. Они занимались когнитивной архитектурой внимания: каким образом мозгу удается сосредоточиться на одном из многих конкурирующих сигналов, поступающих в каждый данный момент? Например, каким образом вы фокусируете свое внимание на том, что говорит ваш пассажир, если вам при этом приходится вести авто в час пик, радио играет, комариный укус на ноге чешется, начинается ливень, и начинается он с грома и молний? Крик был настолько поражен их работой, которая была опубликована в 1984 году, что пригласил Коха и Уллмана провести неделю в Институте Солка[39], где сам занимался аналогичным вопросом: пытался понять, каким образом мы управляем вниманием. Но постепенно его целью стала разгадка тайн сознания, и он надеялся повторить свой собственный успех — открытие тайны ДНК. С Кохом его объединяла общая черта — острый ум и одержимость интеллектуальным поиском. Кох начал регулярно посещать Крика, это стало намного удобнее, когда он в 1986 году перешел из Массачусетского технологического в Калифорнийский технологический институт. Свою первую совместную работу о биологических основах сознания они опубликовали в 1989 году. С тех пор Кох раз в месяц приезжал в Ла-Хойю, чтобы два-три дня поработать с Криком, а так они ежедневно обменивались электронными письмами.

Интерес Коха к природе сознания возник, как он сам считает, когда ему было лет тридцать с небольшим: он сидел дома и маялся зубной болью.

Он прекрасно понимал, что боль вызвана электрической активностью определенного нервного окончания в мозгу, и, чтобы отвлечься, начал размышлять, почему вот эта электрическая активность вызывает боль, а другая — доставляет удовольствие или заставляет его чувствовать запах лука или слушать звуки скрипок. «Компьютер можно запрограммировать на какие угодно операции или расчеты, но он не чувствует боли. Значит, в мозгу имеется что-то, что пробуждает субъективные ощущения, и мы подумали, что сможем найти определенный набор нейронов, объединенных неким свойством, которые на каком-то этапе эволюции создали у животного первое субъективное ощущение», — говорит Кох. По мере того как структуры мозга усложнялись, само осознание ощущения преобразовалось в нечто более сложное — в человеческое сознание, в том числе в понимание собственной смертности и способность поднимать вопросы вроде тех, на которые Крик и Кох надеются найти ответы. Человеческий мозг — это уникальный компьютер, который может использовать свою мощь для вычисления собственных операционных законов.

«Поразительная гипотеза» о природе сознания, которую Крик выдвинул в 1994 году, теперь стала общепризнанной большинством ученых.

С тех пор собраны убедительные доказательства, поддерживающие казавшееся когда-то спорным утверждение Крика, что «радости и печали, воспоминания и стремления, чувство собственной идентичности и свободная воля — все это на самом деле не более чем работа разветвленного скопления нервных клеток». Хотя многие нейробиологи считают, что сознание — это плод коллективной деятельности нервных клеток, рассеянных по всему мозгу, и является производным от одновременного возбуждения миллионов или миллиардов нейронов, Кох и Крик уверяют, что местоположение этих клеток можно указать более точно. И что вся суть — в дискретном возбуждении куда меньшей группы нейронов.

«Благодаря эволюции у разных молекул и отдельных клеток имеются свои специфические функции, и мы с Криком считаем, что это относится и к сознанию. Мы ищем специфические нейронные свойства, которые порождают сознание — скорее всего, дело обстоит именно так, сознание — это не продукт коллективной деятельности всего мозга», — говорит Кох.

Они назвали предмет своих поисков нейрональными коррелятами сознания (НКС) — минимальный набор нейронов, который не просто имеет отношение к сознанию, а в конечном счете является причиной любого специфического сознательного восприятия. Оставив в стороне скользкий вопрос о том, что порождает в нас понимание себя как свободно действующей личности, они ищут источник сознания на его базовом уровне. Возбуждение каких именно нейронов дает нам субъективное понимание того, что мы чувствуем боль или удовольствие, что цвет, который мы видим, — желтый и что слышим мы именно свисток чайника. Задача очень непростая. Каждая молекула внутри каждого нейрона следует инструкциям, основанным на генетической программе, на которую влияют нейрохимические вещества, преобладающие в данный момент. Достаточно представить, что в одном нейроне содержатся тысячи молекул, а этот нейрон взаимодействует с сетью, состоящей из десятков тысяч нейронов, и вообще этих нейронов в мозгу человека насчитывается порядка ста миллиардов, и становится понятно, почему Кох называет мозг «самой сложной системой во всей Вселенной».

И вопросов, которые его волнуют, тоже великое множество: «Существует ли сообщество НКС, объединяющее вспышки красного света, “до” пятой октавы и ноющий зуб? И какие именно НКС отвечают за то, что ощущения во сне ничем не отличаются от ощущений наяву?» Они с Криком полагают, что наиболее эффективный способ извлечь информацию на данном этапе изучения нейронов — наблюдать за ними тогда, когда ими можно управлять. Большинство полученных ими данных основано на экспериментах с животными — мышами и обезьянами, потому что в их мозг можно вживить электроды, фиксирующие модели импульсов индивидуальных нейронов, а с людьми проводить такие опыты было бы неэтично. Но недавно представилась возможность провести такое исследование с участием людей, и результаты подтверждают взгляды Коха на то, как организован мозг. Нейрохирург Ицхак Фрид из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе позволил Габриэлю Крейману, сотруднику лаборатории Коха, провести эксперимент с участием больных эпилепсией, в чей мозг были имплантированы электроды, — таким образом Фрид и коллеги надеялись локализовать участки мозга, отвечающие за возникновение приступов, и найти соответствующее лечение.

Кох говорит, что, записывая импульсы одиночных нейронов в той части мозга, которая активируется во сне и во время припоминания, они обнаружили небольшое число индивидуальных нейронов, начинавших действовать только в ответ на различные изображения знакомых людей.

В одном случае пациентке показывали пятьдесят изображений знакомых и незнакомых ей людей, а также изображения автомобилей, животных и пр. И нейроны, о которых идет речь, отреагировали только на три изображения: на карандашный портрет бывшего президента США Билла Клинтона, на его фотографию и на групповой снимок, на котором он также присутствовал. Этот же нейрон подал сигнал снова, когда пациентку попросили закрыть глаза и представить себе образ Клинтона. Кох подозревает, что этот же нейрон подаст импульс, если пациентка увидит Клинтона во сне, но пока что способа проверить это не существует.

Однако его предположение подтверждается тем, что нейроны, заработавшие в ответ на изображения Клинтона, находятся в той части лимбической системы, которая называется медиальной височной долей — а опыты с применением визуализации мозга показали, что этот участок во время сновидений очень активен. Изображения Билла Клинтона, конечно же, не обладают никакой магической силой: Кох и коллеги обнаружили ту же нейрональную активность и при демонстрации пациентам других знакомых лиц или объектов — специфические нейроны реагировали только на изображения кофейной чашки или лица члена семьи. Те же нейроны снова возбуждались, когда испытуемого просили закрыть глаза и представить чашку и члена семьи, хотя интенсивность пульсации нейронов при разглядывании изображений была выше, чем когда испытуемый представлял себе эти образы. «Этим объясняются образы сновидений, поскольку для того, чтобы получить визуальное впечатление, нам совершенно не нужно проникновение образов через сетчатку или первичную визуальную кору», — говорит Кох.

По сути, считает он, именно понимание того, как работает визуальное восприятие — и во время бодрствования, и во сне, — может лучше всего способствовать пониманию того, что представляет собою сознание.

«Мы все — существа, опирающиеся на визуальные представления, — говорит он. — Треть нашего мозга работает на зрение, мы обладаем богатейшим визуальным опытом, который можно анализировать, в этот опыт входят и сновидения». Изучение визуального восприятия удобно и с практической точки зрения, поскольку на сегодняшний день физиология этой формы восприятия изучена лучше, чем физиология других форм, к тому же у животных проще нащупать визуальные проводящие пути, что расширяет поле для исследований. Экспериментаторы могут управлять тем, что субъекты — как животные, так и люди — видят на экранах компьютеров, и записывать реакцию мозга на изображения. И большинство теорий Крика и Коха базируются на экспериментах с участием макак, чья визуальная система сходна с человеческой.

Кох продемонстрировал мне на экране своего компьютера так называемую «слепоту, вызванную движением» — визуальную иллюзию, разработанную в Институте имени Вейцмана, которая срабатывает и на макаках, и в экспериментах с человеком и показывает, каким образом, манипулируя зрительным восприятием, можно проникнуть в нейрональную основу сознания. На черном экране вращаются синие точки, и среди них находятся три яркие и хорошо различимые желтые точки.

Кох попросил меня в течение нескольких секунд неотрывно смотреть на экран, и у меня на глазах сначала одна, а потом две и все три желтые точки таинственным образом исчезли. Или мне так показалось.

Сами желтые точки не двигались, но вращающиеся синие точки фона создавали такой сильный сигнал для восприятия, что забивали сигнал, поступающий от желтых точек.

Мой мозг сосредоточился на фоне и подавил изображения желтых точек. То есть я видела, что они существуют, — но уже через секунду их не было. «Некий набор нейронов работает, когда вы “видите” желтые точки, и не срабатывает, когда вы их не видите. Вот они, эти нейроны, которые коррелируют с сознанием», — пояснил Кох.

Демонстрация того, каким обманщиком может быть мой собственный мозг, с одной стороны, поражает, с другой — сильно расстраивает. Но когда мы понимаем, как на самом деле работает зрительное восприятие, мы начинаем принимать и тот факт, что и во время бодрствования, и во сне мы на самом деле видим мозгом, а не глазами, и иллюзия — это составная часть всего процесса. Если бы наша картинка мира в точности соответствовала информации, передаваемой из глаза в мозг, мир показался бы местом весьма странным. Для начала следует сказать, что мы в течение одной секунды в среднем три раза двигаем глазами. Если б нам довелось смотреть видеофильм, в котором камера двигалась бы так же, как наши глаза, нас бы скоро стошнило. Мозг же автоматически приспосабливает под нас полученное им изображение, создавая иллюзию стабильности — в нем имеется что-то вроде собственной версии автоматического слежения.

На самом деле все эти не осознаваемые нами манипуляции еще куда более грандиозны. Сетчатка — тонкий слой нейронов, расположенный на внутренней оболочке глаза, — служит «эволюционной спутниковой тарелкой» для фотонов, энергетических частиц, которые бомбардируют глаз и включают электрические сигналы, а они, в свою очередь, запускают процесс зрения. Так объясняет этот феномен Томас Чернер, профессор офтальмологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско и автор книги «Что заставляет вас действовать?» (What Makes You Tick?), яркого обзора новейших исследований в области нейробиологии. Но поступивший от сетчатки электрический сигнал сам по себе не дает того четкого образа, который вы видите, выглянув в окно. Для глаза, говорит Чернер, мир — это лишенный смысла двухмерный монтаж не связанных между собой световых точек, схожий с тем, что вы увидите, подойдя слишком близко к полотну художника-пуантилиста вроде Жоржа Сёра.

Но и это еще не все: перед тем, как вы увидите то, что видите, проходит время — около одной двадцатой секунды. «И даже тогда вы видите не каждую угодившую в сетчатку световую точку, а только те, которые ваш мозг сочтет интересными и важными, — говорит Чернер. — И хотя окружающее визуальное богатство существует отдельно от вас, этот яркий ковер все же накрепко сплетен с вашим мозгом».

То, что мозг считает достаточно важным, чтобы вплести в ваш ковер, отчасти основано на том, что закодировано в вашей ДНК. Визуальный образ, который конструирует мозг летучей мыши, будет очень и очень отличаться от того, что из того же исходного материала сложит человеческий мозг. Даже два человека, наблюдающих одну и ту же уличную сцену, видят ее по-разному. Например, почти у 60 процентов мужчин имеется ген, позволяющий им воспринимать длинноволновый красный фотопигмент (один из основных строительных кирпичиков цвета), поэтому оттенок, который они видят, глядя на красную розу, отличается от того, что видят смотрящие на ту же розу 40 процентов мужчин. И, конечно же, два человека, наблюдающих одну и ту же сцену, в зависимости от их личного опыта увидят ее разные аспекты — да и то, каким образом мы фокусируем внимание, тоже влияет на то, что мы «видим».

«Механизм восприятия поступающей через сетчатку информации о расположении объектов в трехмерном пространстве глубоко укоренен в нашу нервную систему и действует автоматически», — объясняет Роджер Шепард, почетный профессор Стэнфорда. За время своей весьма успешной карьеры Шепард совершил несколько открытий в понимании того, как работает визуальное восприятие. «Этот механизм действует независимо от нашего желания или осознания, он мгновенно включается, получив какую-либо зрительную информацию, в том числе и визуальный входной сигнал от двухмерного рисунка. И в результате это не мы выбираем, как видеть рисунок, — не мы видим его таким, какой он есть: набор линий на ровной, двухмерной поверхности». Наш мозг генетически запрограммирован на то, чтобы превратить этот набор линий в трехмерное изображение, и не стоит удивляться, что нам не властно увидеть его как-то иначе. «Мы унаследовали этот механизм от тех, кто, задолго до появления живописи и рисунка, с помощью этого механизма достаточно эффективно интерпретировал все происходящее в окружающем его трехмерном мире, чтобы выжить и продолжить свой род», — говорит Шепард.

Рис. 10.1. Рисунок «Два стола» иллюстрирует мысль о том, что зрительное восприятие часто бывает обманчивым. Это одна из нескольких созданных Роджером Шепардом зрительных иллюзий: вопреки тому, что кажется на первый взгляд, столешницы обоих столов абсолютно идентичны по форме и размеру. Впервые этот рисунок, авторские права на который принадлежат Шепарду, был опубликован в его книге «Видения разума» (1990 год).

Когда мы бодрствуем, эти разрозненные точки, результат электрической активности сетчатки, проецируются на ретранслятор, расположенный в той части мозга, которая называется таламусом, а он, в свою очередь, проецирует их на первичную визуальную кору. Она передает эти сигналы различным нейронным системам, выполняющим особые задачи, такие как распознавание лиц или обработка цвета или движения. В итоге вся информация стекается к высшему уровню зрительной системы — ассоциативным внешним слоям коры, где хранится память, эти же слои управляют абстрактными аспектами обработки зрительной информации, и здесь же наконец-то собирается из всего этого тот окончательный образ, который мы видим. Но во время сновидения, когда у сетчатки и первичной зрительной коры перерыв, визуальными образами занимаются богатые памятью ассоциативные внешние слои коры.

«Визуальные образы в значительной мере формируются нашими представлениями и ощущениями по поводу того, как что-то должно выглядеть, — считает Чернер. — Глаз дает информацию о свете и тени, но не привносит ничего своего в смысл или восприятие. И наяву, и во сне за эти компоненты отвечают ассоциативная кора и — во сне даже больше, чем наяву, — лимбическая система, которая регулирует эмоционально окрашенные воспоминания».

В качестве иллюстрации Чернер приводит такой пример: когда мы видим, что в зеленой листве мелькнуло что-то синее, у нас активируются те нейроны, которые уже активировались в ответ на виденных ранее в тех же обстоятельствах голубых соек, надувных шариков или воздушных змеев. Как только мы получаем от сетчатки сигналы, содержащие достаточно существенных подробностей, сеть активированных нейронов начинает работать с большей точностью и наконец-то создает четкий образ голубой сойки. Этот же самый набор нейронов реактивируется, когда мы вспоминаем голубую сойку или видим ее во сне.

Короче говоря, масса не связанных между собою точек, которые проецирует сетчатка, безошибочно отражает конкретную реальность внешнего мира, но настоящий зрительный образ, который возникает в мозгу, создается точно так же, как создается образ во сне, — в обоих случаях ключевую роль играет память. Убедительным примером того, до какой степени ощущение зрительной реальности зависит от того, что хранится в памяти, стал следующий эксперимент: котятам от рождения и до того времени, когда зрительная кора уже в достаточной мере сформировалась, не позволяли видеть ни одной горизонтальной линии. Поэтому горизонтальные линии оказались вне их ментальной модели окружающего мира, и, когда им преградили путь горизонтально лежащим брусом, котята просто пошли на него, как будто его и не существовало. На самом деле, опираясь на то, что случалось прежде, мы видим то, что ожидаем увидеть.

Еще одной важной характеристикой зрительного восприятия является то, что оно по большей части происходит за пределами нашего осознания, как и почти вся наша мозговая деятельность. И все же тот факт, что мы осознаем только малую часть собственных сновидений, нисколько не преуменьшает их ценность и значимость для нашего существования, особенно если учитывать, что мы, похоже, осознаем не более пяти процентов всей нашей ментальной активности. Как считает нейробиолог из Дартмута Майкл Газзанига, 98 процентов всей деятельности мозга происходит за пределами нашего сознательного понимания (обзор научных данных по этому вопросу, опубликованный в 1999 году, говорит о 95 процентах).

Кох, говоря об этом преобладании нейронной системы, управляющей нашими действиями независимо от нашего понимания или контроля, называет ее «зомби-фактором». «Мне трудно объяснить родителям, чем я занимаюсь, потому что для них в зрении нет ничего сложного: вы просто открываете глаза и смотрите, — говорит Кох. — Когда, например, говоришь людям, что пишешь компьютерную программу для игры в шахматы, они понимают, что это дело сложное. Но когда говоришь им о зрении, им кажется, что это очень просто, потому что они видят лишь результат. Большинство людей ничего не знают о хитрых и мудрых невидимых факторах в мозгу, которые позволяют нам двигаться, говорить, думать». Любой, кто занят робототехникой, говорит Кох, понимает, насколько трудно запрограммировать даже самое простое на первый взгляд движение: «Когда я протягиваю руку, чтобы взять чашку, я понятия не имею, каким образом я это делаю, так же как не понимаю, почему моя рука именно таким образом цепляется за скалу, или берет яйцо, или поднимает перо птицы».

При этом мозг, даже в период бодрствования, подправляет наше сенсорное восприятие, чем объясняются иллюзорные представления о вполне реальных вещах. В 1960–1970-х годах когнитивный нейробиолог Бенджамин Либет провел серию экспериментов, показавших, что, прежде чем любое ощущение достигает нашего сознания, оно примерно полсекунды обрабатывается в соответствующем центре мозга. Когда кто-то дотрагивается до вашей руки, вы чувствуете это только через половину секунды, но не осознаете задержки. Мозг автоматически вводит поправки на время обработки, чтобы вам казалось, будто ощущение прикосновения возникло одновременно с тем мгновением, когда чьи-то пальцы коснулись вашей руки. Либет также использовал записи мозговых волн, чтобы показать, что мозг посылает сигнал мышцам поднять руку за 350 миллисекунд до того, как ваше сознание решит, что вам следует сделать именно это. То есть нас, можно сказать, постоянно ставят перед свершившимся фактом.

Но знание обо всех этих задержках и закулисных махинациях нисколько не принижает эффективности наших действий. Тогда зачем сознанию — как бодрствующему, так и во время сновидений — пускаться в подобные игры? «Возможно, потому, что сознание таким образом дает возможность системе планировать будущие действия, делая доступным потенциально бесконечный поведенческий репертуар и обращение к декларативной памяти, — считает Кох. — Сознание способно включать синхронизированное возбуждение нейронов на уровне миллисекунд, в то время как некоррелированное возбуждение может влиять на поведение без того особого зуда в голове, который создает наше субъективное понимание».

Мнение Коха о том, что зрительное восприятие — это прекрасная модель для понимания природы всего сознания, разделяет гарвардский исследователь сновидений Аллан Хобсон: зрительное восприятие предлагает четкие доказательства того, что любое состояние ума суть отражение физиологических процессов, то есть нейронной активности. Как считает Хобсон, это решает проблему, которую когнитивная наука называет «проблемой связи между душой и телом», психофизиологической проблемой, сводя ее к объяснению того, как возникает осознание собственной уникальности в этом мире в этот самый момент. В основе этой проблемы лежит вопрос о том, как мозг — который в конечном счете есть не что иное, как комок клеточной ткани, — становится думающим и чувствующим. «И как только вы понимаете, что видимый мир — это всего лишь набор последовательно создающих образы активированных нейронных паттернов, как все становится на свои места», — говорит Хобсон.

Наше ощущение сознания также включает в себя и тщательно разработанный процесс создания внутренних карт в виде нейронных сетей.

Мозг «видит» путем создания внутренних карт, которые представляют и тело, и внешний мир, в котором оно действует. Например, наше осознание собственного тела неразрывно связано со скелетно-мышечной системой, которая позволяет нам двигаться. Эта система мышц и костей, в свою очередь, представлена в виде карты в той части коры, которая управляет движениями тела. Даже когда мы не двигаемся, не используем свои мышцы, эта ранее отпечатавшаяся карта пребывает в рабочем состоянии, как продемонстрировали удивительные тесты с участием актера Кристофера Рива[40], который после падения с лошади в 1995 году был почти полностью парализован. Хотя травма повредила большинство нервов в том узле, который передавал сигналы от мозга к телу, Рив, надеясь снова встать на ноги, регулярно занимался с физиотерапевтами, а его мозг оставался удивительно восприимчивым к сигналам, которые посылало ему парализованное тело.

Спустя семь лет после происшествия врачи из медицинской школы при Вашингтонском университете в Сент-Луисе использовали магнитно-резонансную томографию, чтобы отслеживать модели мозговой активности Рива. Они попросили его наблюдать за видеоизображением теннисного мячика и показывать направление его перемещений либо языком, либо с помощью левого указательного пальца, которым он мог частично двигать, а на МРТ было видно, какие части мозга были при этом задействованы. Как объяснял Маурицио Корбетта, один из участвовавших в исследовании врачей, «в мозг вмонтировано изображение тела и разные части мозга управляют разными частями тела».

В случае с Ривом эта карта тела демонстрировала, что те участки мозга, которые обычно контролируют движения руки, были частично перекрыты теми участками, которые контролируют лицо, но в целом результаты, показанные Ривом, были сравнимы с результатами здорового двадцатитрехлетнего молодого человека, прошедшего тот же тест.

Важность таких внутренних карт продемонстрировал необычный юноша по имени Тито Мукхопадхьяй, который страдает настолько серьезной формой аутизма, что не может говорить, но способен общаться с помощью ноутбука со встроенным голосовым синтезатором. Тито хорошо выражает свои мысли и потому представляет огромный интерес для ученых, занимающихся проблемой аутизма. Нейрофизиологи изучали изображения его мозга. И они обнаружили отсутствие у него такой внутренней карты, которая обычно развивается у детей в первые годы жизни в тех отделах мозга, которые связаны с прикосновениями и движением.

«В четыре-пять лет я едва понимал, что у меня есть тело, кроме тех моментов, когда чувствовал голод или когда стоял под душем и становился мокрым», — писал Тито. Он объяснил, что крутится на месте и машет руками — как делают многие аутисты, — потому что ему необходимо постоянно двигаться только для того, чтобы чувствовать, что у него есть тело. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что у многих аутистов мозговые карты спутаны, они не могут определить в зеркале части собственного тела, что создает сложности в строительстве других типов ментальных моделей мира, необходимых для интеграции восприятий, таких как вид, звук, осязание и вкус.

Аллан Хобсон полагает, что сновидения играют решающую роль в формировании этих жизненно необходимых внутренних карт тел и мира, в котором мы перемещаем наши тела. Но если представление в мозгу не максимально точно отражает внешнюю реальность, тогда оно совершенно бесполезно. «Мозг стремится как можно скорее создать копию мира, которую он использует во всей своей сравнительной работе, чтобы вы могли предсказать, что именно увидите, и чтобы не надо было заново изобретать мир при каждом визуальном опыте», — говорит Хобсон. Он предполагает, что огромный объем быстрого сна, который характерен для детей, еще пребывающих в утробе матери, и для новорожденных, является частью этого процесса создания карт. Эти модели модернизируются и совершенствуются по мере взросления, и ревизия происходит во сне, в автономном режиме: «Я полагаю, что все это случается во сне. Сложившееся в мозгу подобие мира, которое позволяет нам видеть во сне фиктивную реальность, сопровождает нас и наяву, даже когда мы этого не осознаем. А потом, по ночам, мозг берет эти кусочки дневного опыта, приклеивает их к чему-то хранящемуся в памяти — при этом вы и не знаете, что одно, оказывается, ассоциируется с другим, — и возникает сновидение».

Каждую ночь сновидения способствуют модернизации нейронных сетей и внутренней карты мира, которая помогает управлять нашим поведением. «Бодрствование и сон — это зеркальные отражения друг друга, они взаимодействуют прежде всего ради создания сознания и ради закладки в него информации, предназначенной для приспособления к жизни», — пишет Хобсон в своей книге «Сновидения». И хотя кошки, обезьяны и птицы каждую ночь, как и мы, автономно настраивают свои нейронные программы, то, что происходит в мозге человека, все-таки чем-то отличается от происходящего в их мозге. Именно это позволяет нам порою разрабатывать во сне повествования, которые, в свою очередь, отражают уровень сознания, превосходящий простое субъективное восприятие ощущений, свойственное и нам, и многим представителям животного царства. Эксперименты с зеркалами позволяют предположить, что дельфины, шимпанзе и гориллы способны узнавать собственные образы, следовательно, обладают основами визуального самосознания.

Но человека, помимо примитивного существования в каждом последующем моменте, отличает способность к формированию абстрактных понятий, созданию языка, к анализу собственного мышления, к рефлексии и к планированию будущего опыта. Поиск нейронной основы этой развитой формы сознания и является движущей силой таких нейробиологов, как Кристоф Кох. До конечной цели идти еще очень долго, но Кох говорит, что по меньшей мере одна подсказка уже обнаружена — и проявилась она в виде аномалии в одном-единственном типе клеток мозга.

«Если я положу рядом малюсенькую крупинку мозга человека и такую же крупинку мозга обезьяны, мало кто сможет их различить. Они почти одинаковые, — говорит Кох. — И хотя в самой структуре фундаментальных различий нет, имеется особый тип клетки мозга — она называется веретенообразной, — которая, как недавно выяснилось, присуща только людям, хотя с низкой плотностью она наблюдается и в других человекообразных, таких как шимпанзе. Так что это может быть чем-то эволюционно новым». Веретенообразные клетки были впервые описаны в научной литературе в 1925 году, но лишь недавно стало известно, что они имеются только у людей и крупных приматов. И расположены они исключительно в передней части поясной извилины — той области мозга, в которой, по мнению Фрэнсиса Крика, гнездится то, что мы называем свободной волей. И, конечно же, визуализация мозга показала, что именно эта область сильнее других активирована во время фазы REM. Эти открытия придали новый смысл высказыванию знатока детских сновидений Дэвида Фолкса: «Мы видим сны, потому что мы стали сознательными».

Заключение

В начале работы над этой книгой я брала интервью у Роберта Стикголда — происходило это в лаборатории нейрофизиологии Массачусетского центра душевного здоровья. Он объяснял мне, что взгляды исследователей на функции сновидений — если они вообще предполагают наличие этих функций — варьируются в зависимости от типа самих исследований. Занимающиеся психологией утверждают, что сновидения призваны регулировать эмоции; с ними не соглашаются те, кто изучает роль сновидений в консолидации памяти: они подчеркивают их важность в процессе обучения. Другие уверены, что, хотя фаза быстрого сна необходима для регулирования температуры тела и имеет другие физиологические предназначения, никаким целям сновидение само по себе не служит. Когда я сказала, что это похоже на притчу «Слепцы и слон», которую я недавно читала сыну, Стикголд сначала не согласился, а потом вдруг расплылся в улыбке. «Да, — сказал он. — Так оно и есть».

Версии этой притчи пришли к нам из Китая, Индии и Африки — со своими вариациями, но смысл у них один: несколько слепцов впервые встречаются со слоном и должны на ощупь определить, что это такое. Первый дотрагивается до ноги и говорит, что это что-то вроде дерева, второй дотрагивается до бивня и предполагает, что перед ним копье, а третий дотрагивается до хобота и настаивает на том, что они столкнулись со змеей. Конечно, каждый из них по-своему прав, но истину можно постичь, лишь взглянув на слона целиком. И хотя ответов на многие вопросы о механизме и функциях сновидений пока нет, собранные на сегодня данные позволяют нам отойти подальше и попытаться взглянуть на слона во всей его красе. Имеются вполне надежные свидетельства того, что фаза REM развилась у животных как автономное средство закладки в мозг генетически закодированной информации, когда животное еще находится в утробе матери и в первое время после рождения. Она также стала средством переработки ценной для выживания информации, получаемой в результате каждодневного опыта, и включения ее во внутреннюю модель мозга для управления будущим поведением. Изучение крыс, во сне повторяющих свой бег по лабиринту, говорит о том, что эта биологическая функция все еще присуща миру животных.

По мере развития человеческого мозга — когда он обрел способность к языку и к субъективной оценке собственных эмоций — у сновидений появились дополнительные измерения, которые отражают растущую сложность нашего фирменного бренда сознания. Данные, полученные в результате недавних исследований в области обучения и памяти, показывают, что консолидация памяти, характерная для сновидений животных, играет важную роль и в том, чем занят по ночам мозг человеческий. То, как нарастают новые слои сознания, как усложняются сновидения, демонстрируют продолжительные исследования сновидений детей, из чего можно сделать вывод, что человеческие сновидения развиваются постепенно, следуя этапам когнитивного развития. По мере того как созревает и становится более усложненной сеть нейронов, сновидения человека превращаются в развернутые повествования, и мы становимся ведущими игроками в такой похожей на жизнь реальности, которую наш мозг, обращаясь и к краткой, и к долговременной памяти, создает каждую ночь.

А поскольку во время самых плодотворных по части снов периодов наиболее активно работает лимбическая система — центр, где генерируются эмоционально окрашенные действия и воспоминания, — то и тип памяти, который мозг избирает для создания этих повествований, также эмоционально окрашен. Преобладание в сновидениях негативных эмоций, возможно, проистекает из генетически запрограммированного в сновидения компонента, который роднит нас с животными, — систематических ментальных репетиций нацеленного на выживание поведения борьбы или бегства. Но поскольку мы субъективно осознаем свои эмоции, мы, люди, более сложны психологически, и поэтому сновидения играют свою роль в переработке эмоций и влияют на наше поведение в период бодрствования. Эмоциональная память имеет непосредственное отношение к нашему пониманию самих себя.

Исследователи, придерживавшиеся психологического направления, десятилетиями говорили нам о том, что естественный цикл сновидений помогает преодолевать эмоциональные травмы. Когда цикл сбивается, человек погружается в депрессию или — того хуже — заболевает посттравматическим стрессовым расстройством. Эти предположения подтверждались экспериментами с использованием визуализации мозга: они продемонстрировали, что активационные циклы во время сна у больных депрессией прямо противоположны активационным циклам здоровых людей.

Проще говоря, роль сна в фазе REM развивается у каждого индивидуально. В утробе матери у ребенка в мозгу создается разветвленная нейронная сеть, и фаза быстрого сна совершенно очевидно способствует этому процессу и помогает установить «генетическое программное обеспечение». После рождения и по мере роста сновидение становится составной частью процесса реорганизации мозга, поскольку по ночам он приспосабливает под себя новую информацию, существенную как для физического, так и для психического здоровья. Те, кто воспитал в себе умение вспоминать сны, могут с их помощью увидеть собственные насущные эмоциональные проблемы, хотя понятно, что сновидения делают свою работу независимо от того, помним мы их или нет, — ведь и в период бодрствования ментальная деятельность также проистекает независимо от нашего сознательного понимания. Похоже, это природа так задумала, чтобы мы не помнили снов, поэтому то, что нам удается вспомнить лишь самую малую их часть, вовсе не преуменьшает их значения.

Однако же сознательные попытки удержать в памяти эту малую толику, обрести контроль над своими сновидениями могут быть и забавными, и поучительными. Такая способность может даровать как творческие, так и психологические озарения. Но стоит помнить, что некоторые сны окажутся либо совершенно неинтересными, будничными, либо лишенными смысла фантасмагориями. Стивен Лаберж в своей книге «Осознанные сновидения» сравнивал сны со стихами: «Если вы каждую ночь на протяжении своей жизни пишете по дюжине стихотворений, неужели все они окажутся в результате подлинными произведениями искусства? Вряд ли. Окажутся ли они все чепухой? Тоже вряд ли. Но среди всего этого огромного вороха графоманской продукции наверняка найдется какое-то количество хороших стихов и еще меньшее количество гениальных. То же касается и сновидений».

Процесс перехода от бодрствования к глубокому сну и затем к сновидениям — это своего рода лабораторная среда, созданная самой жизнью для изучения природы сознания. Все более сложные технологии визуализации мозга позволяют видеть, какие физиологические изменения соответствуют этим переходам и сменам состояний. Генный скрининг также открывает новые пути к пониманию того, что происходит в мозгу на молекулярном уровне; с его помощью мы можем получить подробную информацию о том, как мозг реорганизовывает себя во время сна, — то есть зачем нам вообще нужен сон.

Но, к сожалению, в последние двадцать лет в США становится все труднее находить средства на исследования сна и сновидений — в отличие от Канады, Европы и некоторых других стран, где эти исследования значительно шагнули вперед. В настоящее время изучение расстройств сна все еще идет в фарватере, однако полученные данные ценны и для изучения сновидений, поскольку всегда важно понять, какие именно неврологические дефекты нарушают нормальный их процесс. Например, Розалинд Картрайт дополняет свои исследования роли сновидений в обработке эмоций анализом того, что происходит с людьми, страдающими такой формой парасомнии, как расстройство пробуждения.

В последние годы она неоднократно консультировала таких больных.

Больные парасомнией, пребывая в состоянии сна, вскакивают с постели и начинают что-то делать, при этом их занятия могут быть как совершенно невинными, например они бессознательно поглощают пищу, так и весьма опасными для окружающих — они становятся агрессивными и способны на убийство. Но, проснувшись, они ничего не помнят. По сути, это продолжение такого часто встречающегося у детей и подростков расстройства, как хождение во сне. «Подобно всем нам, страдающие парасомнией ложатся спать, имея при себе накопленный за день эмоциональный багаж. Но вместо того чтобы во время сновидения от него избавиться, они, пребывая в первой половине ночи в глубоком сне, предшествующем фазе REM, встают и совершают то, о чем думали днем», — говорит Картрайт.

Поскольку это расстройство переходит по наследству, оно может быть вызвано каким-то генетическим сбоем, считает Картрайт. В 2000 году британский медицинский журнал The Lancet описывал один случай: страдающий таким расстройством проходил сканирование мозга в лаборатории изучения сна, и там у него случился приступ. Как показало изображение, у больного в это время было двадцатипятипроцентное повышение (по сравнению со здоровыми испытуемыми) притока крови к коре задней части поясной извилины и к передней доле мозжечка — участкам мозга, имеющим отношение к вводу сенсорной информации и к движению, — и понижение активности во фронто-париетальной ассоциативной коре, а это указывало на то, что пациент несомненно пребывал в состоянии глубокого сна. Такие модели активации мозга совпадают с поведением больного: он способен двигаться, хотя с технической точки зрения он спит, они же объясняют и то, что он не может вспомнить этот эпизод.

Двоих из тех, кого Картрайт консультировала, обвиняли в убийстве, совершенном в таком странном состоянии, и после обследования она пришла к заключению, что они не несут ответственности за содеянное.

«Мне встречались люди, лгавшие о том, что совершили преступление в бессознательном состоянии, но в этих двух случаях все было по-настоящему, — говорит Картрайт. — Оба обвиняемых ложились спать, думая о неких делах, которые им следовало назавтра совершить, и ради этого они вставали с постели среди глубокого сна. Во время этой сомнамбулической активности их кто-то пугал, и они действовали на автопилоте, руководствуясь примитивным инстинктом, подталкивавшим к нападению на тех, кто к ним приблизился». В первом случае — это произошло в мае 1987 года в Торонто, больного звали Кеннет Паркс, — он лег спать на кушетке, но встал посреди глубокого сна и, сев за руль, проехал пятьдесят миль до дома своих родственников, которых намеревался навестить на следующий день. Входя в дом, он встретил свою тещу, которая, услышав среди ночи шум, вооружилась кухонным ножом и подошла к двери — она думала, что в дом проник грабитель. Кеннет выхватил у нее нож и ударил ее, удар оказался смертельным. У его поступка не было никаких рациональных мотивов: отношения Паркса с тестем и тещей были замечательными, овдовевший тесть даже внес за него назначенный судом залог. Адвокат Паркса добился оправдательного приговора на основании того, что подсудимый из-за расстройства сна не отвечал за свои действия. «После того как Кеннета оправдали, он сказал, что боится возвращаться домой, потому что не уверен, что снова не совершит чего-то подобного. И это обоснованное беспокойство.

Он нуждается в серьезном лечении», — говорит Картрайт.

Инженер из Аризоны Скотт Фалатер при сходных обстоятельствах убил жену. Он заснул в собственной спальне, но, когда его мозг пребывал в состоянии медленного сна, встал и отправился ремонтировать фильтр в семейном бассейне — он занимался этим накануне днем, но не успел закончить работу. Его разбудили прибывшие полицейские, и только тогда он увидел, что в бассейне плавает тело его жены, которая, видно, вышла из дома посмотреть, что делает муж. На ее теле насчитали сорок четыре ножевых ранения. «Скотта приговорили к пожизненному заключению, и он говорил мне, что более всего его терзает мысль о том, что он не знал, что убивает жену, а она знала, что он ее убивает», — рассказывает Картрайт.

При тщательном изучении этих случаев, считает Картрайт, становится возможным отделить то, что работает и что не работает в этом странном состоянии между бодрствованием и сном. «Страдающие расстройством пробуждения могут перемещаться в пространстве, — говорит она, — но они не могут распознавать лица, они не слышат криков, они сами не чувствуют боли. Руки Кена Паркса были все изрезаны, пока он сражался с тещей за нож, но он не проснулся. Также любопытно то, что стремления, преобладающие у страдающих парасомнией — агрессивность, гнев, аппетит, сексуальные позывы, — это именно те стремления, которые ослаблены у больных депрессией. Страдающие парасомнией встают до того, как они могли бы войти в фазу REM, а страдающие депрессией входят в эту фазу, но их модель сна отличается от нормальной. Узнав больше об этих двух типах дисфункций, мы сможем лучше понять нормальные функции сновидений».

Поведение страдающих парасомнией подтверждает тот факт, что состояние нашего сознания в каждый данный момент отражает физиологическое состояние мозга и различия между состоянием бодрствования и состоянием сна не так просты. Эти случаи также прекрасно иллюстрируют работу того, что Кристоф Кох называет «зомби-фактором». У страдающих этим расстройством в достаточной мере активированы те области мозга, от которых зависит сложная двигательная активность, вроде вождения автомобиля, однако их поведение находится за пределами осознанного понимания — те нейронные сети, которые необходимы для субъективного самосознания и воспоминания, попросту отключены.

Не так давно было обнаружено еще одно отклонение, которое может пролить дальнейший свет на наш ночной разум. Этот синдром называется нарушением REM-поведения, и те, кто им страдает — обычно люди среднего возраста и пожилые люди, — во время сна не обездвижены. Вместо этого они периодически встают и действуют в соответствии с сюжетом своего сна, подобно кошкам в эксперименте Мишеля Жуве, которые вскакивали, преследовали воображаемую добычу или нападали на воображаемых врагов, хотя ЭЭГ показывала, что они находятся в фазе быстрого сна. Кошки поступали так, потому что та часть мозга, которая во время сновидения блокирует движения, была хирургически удалена, но у людей такой феномен происходит в результате естественного мозгового дефекта. Если разбудить страдающих нарушением REM-поведения после выполнения продиктованных сновидением действий, они обычно очень хорошо помнят сам сон. «Наиболее часто встречающийся мотив таких сновидений — будто на них нападают и они отбиваются, брыкаются или каким-то иным образом сражаются с врагом, — объясняет Сюзанна Стивенс, невролог и специалист по нарушениям сна из Пресвитерианской больницы Святого Луки в Чикаго. — У меня был пациент, которому приснилось, как он отбивается от напавшей на него собаки, и он проснулся от того, что яростно бил ногами ночной столик. К сожалению, от таких снов чаще всего страдают не столики, а супруги больных».

Вскрытия умерших больных с нарушением REM-поведения продемонстрировали нечто общее: у всех у них имелись идиобласты[41] в той части ствола головного мозга, которая отвечает за управление двигательной активностью в фазе REM. От этого расстройства страдают и молодые люди, в нескольких случаях оно наблюдалось у женщин, но почти 90 процентов больных — это пожилые мужчины, и некоторые ученые полагают, что в возникновении болезни виноваты мужские гормоны. У большинства пациентов болезнь была диагностирована в возрасте около 60 лет, но первые симптомы проявились пятью—десятью годами ранее. Симптомы можно устранить лекарствами, но, к сожалению, нарушения REM-поведения часто бывают провозвестниками болезни Паркинсона и других двигательных расстройств. Недавно опубликованные результаты двенадцатилетнего исследования 38 пациентов с нарушением REM-поведения показали, что две трети из них через какое-то время заболели паркинсонизмом.

По сведениям Картрайт, случаи насильственных действий различной тяжести, связанных с парасомнией, зафиксированы лишь у двух процентов населения. «Мы не знаем о таких случаях, пока кто-то на самом деле кого-то не убьет, — говорит Картрайт. — Но существует множество примеров, когда жены вынуждены по ночам запирать мужей и перебираться спать в какое-то другое помещение, чтобы не стать жертвами их агрессивного поведения». Тревожные сигналы о том, что проблема может быть куда более серьезной, поступают из клиник сна, где у пациентов наблюдаются схожие с нарушением REM-поведения симптомы, возникшие после приема антидепрессантов из категории ингибиторов обратного захвата серотонина. Как показало исследование Эда Пейс-Шотта, помимо интенсификации сновидений эти лекарства также могут нарушать нормальные циклы сна. Специалисты из клиник сна докладывают, что те, кто принимает подобные лекарства, демонстрируют необычные движения глаз в фазе быстрого сна — этот феномен некоторые врачи называют «глазами прозака», — сокращения мышц и движения настолько резкие, что некоторых даже сбрасывает с постели. По меньшей мере одно исследование показало, что необычные движения глаз сохранялись в течение полугода после того, как пациент перестал принимать антидепрессант. До сих пор неизвестна степень распространения этих побочных эффектов и чем они чреваты, но даже имеющаяся информация заставила одного из ведущих специалистов по нарушениям сна выступить против ставшего весьма распространенным назначения антидепрессантов. «Да, эти лекарства эффективны, но врач должен назначать их с осторожностью и только в том случае, если состояние пациента настолько серьезно, что он не может обойтись без нейроактивных средств», — считает Марк Маховолд, специалист регионального Центра расстройств сна в Миннесоте. Он был одним из авторов проведенного в 1986 году исследования, в результате которого нарушение REM-поведения было определено как новая форма парасомнии.

Как считает когнитивный нейробиолог из Финляндии Антти Ревонсуо, исследованиям сновидений также суждено сыграть важную роль в исследованиях сознания. «Связь между сновидениями и сознанием очень тесная, сновидения — это психологическая реальность в ее обнаженном виде, субъективная виртуальная реальность», — говорит Ревонсуо. Один из ключевых вопросов сознания — «проблема связи». Все ощущения, которые составляют наш опыт — цвет, форма, звук, осязание, запах, — обрабатываются разными нейронными механизмами, и непонятно, как именно эти ощущения и эмоции связываются воедино, чтобы у нас возникло ощущение реальности. Когда во время сновидения к этому добавляются странные несоответствия и изменения в персонажах, возникает ситуация, при которой мозгу не удается связать воедино феноменологический мир. Понимание того, в чем причина этого происходящего во время сновидения сбоя, поможет понять от обратного, как действует мозг во время бодрствования, считает Ревонсуо.

Изучение встречающихся в сновидениях странностей — одно из направлений того, чем занимается Софи Шварц на факультете психологии и клинической нейробиологии Женевского университета. «Бодрствующий мозг устроен так, что он отбрасывает странности и выбирает то, что по опыту кажется ему знакомым и ожидаемым. Но в сновидении мозг открыт для непознанного, он создает невероятные образы, вроде синих бананов. И я хочу понять, почему во время сновидений нейронная система начинает создавать что-то сюрреалистическое, потому что это не то решение, которое может быть основано на нейрокогнитивных моделях бодрствующего разума (или мозга)», — говорит она.

Шварц сотрудничает с Пьером Маке, который в своей суперсовременной бельгийской лаборатории продолжает исследования вклада сновидений и других стадий сна в обучение и консолидацию памяти. Он применяет метод функциональной магнитно-резонансной томографии.

Этот метод эффективнее старых технологий, таких как ПЭТ, поскольку одновременно позволяет видеть в режиме реального времени и мозг в целом, и отдельные его участки, даже самые малые. Еще одно преимущество заключается в том, что при МРТ не нужно вводить радиоактивные вещества, так что испытуемых можно сканировать столько, сколько требуется. МРТ в режиме реального времени дает самую подробную на сегодня картину работающего мозга в его разных физиологических состояниях, но у этой технологии имеются и свои недостатки. Оборудование издает громкий шум, и испытуемый во время сканирования не может двигаться. Пребывание внутри гудящего сканера не всегда способствует отходу ко сну, но Маке работает над этой проблемой.

Маке намерен использовать МРТ в сочетании с ЭЭГ и сравнивать модели активации мозга во сне и во время бодрствования. Один из основных вопросов: совпадает ли активация определенных участков мозга во время сновидений с конкретным содержанием с активацией участков мозга при выполнении действий, виденных в сновидении, в период бодрствования? А вот Шварц надеется увидеть, в чем разница — если она вообще существует — в активационной модели мозга, когда он во время сновидения создает образ какого-то лица, при сравнении с активационной моделью узнавания того же лица наяву. Создание карт активации при одинаковом содержании сновидения и дневного опыта может помочь нам понять, какие именно наборы нейронов создают то, что мы видим и чувствуем во время сновидения.

Современные технологии визуализации мозга также находятся в центре новых исследований, предпринимаемых Марком Солмсом, чьи наблюдения за пациентами с мозговыми нарушениями привели к пониманию того, что в создании сновидений решающую роль играет передний мозг. В сотрудничестве с немецкими учеными из Франкфурта он использует МРТ для определения механизмов мозга, которые активируются во время той разновидности сновидений вне фазы REM, которые по качеству не отличаются от фазы быстрого сна. «Это позволит нам окончательно отделить аспекты механизмов мозга, что активируются в фазе REM и отвечают непосредственно за сновидения, от механизмов, отвечающих исключительно за REM», — говорит Солмс.

По странной иронии, одна из наиболее активно спонсируемых новых областей исследований сна и сновидений нацелена как раз на то, чтобы найти способы обходиться и без фазы REM, и без всех остальных фаз.

Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA) летом 2001 года предложило 100 миллионов долларов в качестве гранта для разработки способов, позволяющих солдатам обходиться без сна несколько недель подряд. Эта задача вызывает в памяти образ доктора Стрейнджлава[42], но такие аллюзии военных не смущают. DARPA описывает свои цели следующим образом: «Устранение потребности в сне при поддержании высокого уровня как когнитивных, так и физических действий индивида приведет к фундаментальным изменениям в практике боевых действий и использовании вооруженных сил».

Среди ученых, которые получили гранты DARPA, — Джером Сигел, ведущий нейробиолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Сигел был одним из тех, кто обнаружил, что нарколепсия[43] вызывается недостатком особого типа клеток мозга, содержащих вещество под названием гипрокретин (или орексин). Он также большой специалист в вопросах моделей сна животных, и исследование, которое он проводит для DARPA, посвящено необычной модели сна дельфинов. Поскольку дельфины дышат воздухом и должны периодически всплывать на поверхность, а также потому, что они должны все время находиться в движении, у них спит только одно полушарие мозга.

Сначала в фазе сна в течение двух часов находится правое полушарие, потом у него наступает высокоактивный период бодрствования, а засыпает левое полушарие. При этом во время этих циклов поведение дельфина не меняется. «Мы пытаемся разобраться в этой модели сна, чтобы посмотреть, возможно ли с помощью лекарственных средств вызвать такую — по полушариям — модель сна у человека», — говорит Сигел. Но мало того: эти морские млекопитающие могут в течение двух недель вообще не спать, а это именно тот минимальный срок, о котором мечтают военные — хорошо бы солдаты тоже продолжали выполнять свои функции, обходясь без всякого сна. «Это нормальная составляющая поведения дельфинов, такое длительное отсутствие сна не оказывает на них никакого воздействия, так что мы изучаем и этот аспект тоже», — поясняет Сигел. Другие работающие на DARPA ученые занимаются птицами: как им удается мигрировать, обходясь без сна, или спать в полете? Еще один финансируемый DARPA проект предназначен для поисков по-прежнему ускользающего ответа на один из ключевых вопросов: а в чем именно состоит цель сна? Кьяра Чирелли из Висконсинского университета в Мэдисоне занимается изучением сна на молекулярном уровне, она выявляет «гены сна» и те гены, которые имеют отношение к потере сна. «Лишь в последние десять лет у нас появилась технология, позволяющая одновременно отслеживать тысячи генов, и она открыла новые возможности для исследований», — говорит Чирелли. Военные финансируют ее исследования мух-дрозофил, потому что она пытается выяснить, способен ли мутирующий ген влиять на потребность организма во сне. К тому же она на молекулярном уровне изучает воздействие лишения сна на мозг крыс.

Первоначальные исследования показали, что существует только один ген, чье проявление вызвано долговременным лишением сна, и именно этот ген участвует в обеспечении баланса нейротрансмиттеров, таких как дофамин, норадреналин и серотонин. Если непрерывно бодрствовать, уровень концентрации этих циркулирующих в мозгу веществ постоянно остается высоким — когда мозг входит в различные стадии сна, их циркуляция прекращается. Исследование Чирелли выводит на интересную гипотезу. «Вполне возможно, что одна из важных функций сна — позволить мозгу отдохнуть от нейротрансмиттеров, преобладающих в период бодрствования. Вероятно, постоянное поддержание их высокого уровня может быть опасным для нейронов», — говорит она.

Эти резкие изменения в уровнях нейротрансмиттеров помогают создавать физиологические условия, при которых возникают сновидения.

И изобретение лекарства или какого-то иного средства, позволяющего нам обходиться без сна в течение долгого времени, одновременно устранит и наши сновидения. Пока неизвестно, как длительное отсутствие сновидений может повлиять на наше существование, но памятуя о том, что мы уже знаем об их роли в нашем физическом, эмоциональном и когнитивном здоровье, трудно представить, что наше представление о мире останется прежним.

Будущие открытия, несомненно, заполнят пустоты в этом интересном пазле — мы, например, наконец-то поймем, каким образом высшие уровни переднего мозга участвуют в создании сюжетов сновидений. Но самая волнующая загадка, найти ответ на которую помогут исследования сна, — дальнейшее понимание того, как работает наш разум во время бодрствования. Мы теперь знаем, что можно отточить собственные когнитивные возможности, чтобы стать и участником, и зрителем своего сновидения, а это позволяет нам подслушать разговоры мозга с самим собой. И лучшее понимание процесса осознанных сновидений поможет в поисках ответа на вопрос о самой природе сознания.

Благодаря тем, кто находится на передовой поисков ответов на главный вопрос — о том, как мозг становится разумом, — мы теперь знаем, что, даже когда мы наяву взаимодействуем с «реальным» миром, наш опыт на самом деле проистекает не «оттуда», «снаружи», но изнутри самого мозга, так же как это происходит во сне. И реалити-шоу, в котором мы участвуем наяву, часто оказывается ловким обманом, как и во сне, блистательно исполненным нейронными сетями невероятной сложности. Полвека исследований сновидений уже продемонстрировали, что сновидение — это роскошная форма сознания, которую нам следует ценить не меньше, чем мы ценим опыт, получаемый во время бодрствования. Наука проливает все больше света и на природу сновидений, и на другие усилия мозга, делающие нас теми, кто мы есть, и оттого мы испытываем еще большее благоговение перед чудесным замыслом природы.

Благодарности

Я не могла бы написать эту книгу без участия ученых, которые не только преподали мне краткий курс нейробиологии, но и просвещали меня в избранных ими темах исследований. Некоторые из них открыли для меня двери своих лабораторий, и я побывала в них не только как наблюдатель, но и как участник экспериментов; они делились со мной замечательным историческим материалом, посвященным исследованиям сновидений, они читали черновики, чтобы уберечь меня от ошибок.

Особенно щедро делились со мной своим временем Джон Антробус, Аллен Браун, Розалинд Картрайт, Дирдре Барретт, Билл Домхофф, Дэвид Фолкс, Аллан Хобсон, Кристоф Кох, Стивен Лаберж, Эрик Нофцингер, Ал Рехтшаффен, Джерри Сигел, Боб Стикголд, Карлайл Смит, Марк Солмс, Мэтт Уилсон.

Что касается издательства Basic Books, то Аманда Кук поддерживала меня все это время не только эмоционально: ее интеллигентное, тонкое участие в придании этой рукописи формы стало истинным воплощением всего того, что жаждет видеть — и так редко находит — в редакторе любой автор. Майкл Карлайл заслуживает бесконечного признания за то, что первым подсказал мне идею написания подобной книги и помог выносить эту идею, а Мишель Тесслер — вторая половинка моей замечательной команды из двух агентов — мастерски провела меня по всему пути от замысла до его воплощения.

Мы способны пережить тяжелые времена лишь благодаря друзьям

и семье. Я бесконечно благодарна Фэй за то, что она предоставила мне убежище, где я могла работать. Стиву — за то, что он был моим «тренером» и всегда поддерживал мой дух. Джой и Скотту — за бесценные советы и за помощь с детьми, когда я должна была уезжать на поиски материалов, всем членам моей семьи в Западной Виргинии и Пенсильвании — за постоянную поддержку. Мои сыновья Адам и Чед проявили чудеса терпения, позволяя мне по ночам сидеть за компьютером.

Из-за того, что мне приходилось жертвовать временем, которое я могла бы провести с ними, я тем более ценю ту радость, которую они мне приносят, когда мы можем быть вместе. И наконец, моя глубочайшая признательность Антону, который с самого начала был моим партнером в этом проекте и который превратил мою жизнь в настоящий сон наяву.

Об авторе

Андреа Рок — научный журналист, лауреат многочисленных профессиональных наград, в том числе National Magazine Award, Investigative Reporters and Editors Award, American Academy of Family Physicians Award.

Для подготовки этой книги Андреа брала интервью у нейробиологов и психологов и посещала научные лаборатории США, занимающиеся изучением сна и сновидений.