Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях Уолкер Мэттью
Если мы спустимся по эволюционной лестнице еще ниже, то обнаружим, что самые простые формы одноклеточных организмов, такие как бактерии, срок жизни которых превышает двадцать четыре часа, имеют активные и пассивные фазы, которые соответствуют циклу чередования света и темноты на нашей планете. Это образец, который мы считаем предшественником нашего собственного циркадного ритма, а с ним – бодрствования и сна.
Многие объяснения необходимости сна крутятся вокруг распространенной, но, вероятно, ошибочной идеи: сон – это состояние, в которое мы должны впадать, чтобы наладить то, что было нарушено бодрствованием. Но что, если взглянуть на этот аргумент с противоположной точки зрения? Если сон настолько полезен, так физиологически благоприятен для каждого аспекта нашего существования, то возникает вполне закономерный вопрос: а зачем вообще просыпаться, учитывая то, насколько биологически пагубным может быть состояние бодрствования. Вот в этом, а не в причинах сна и скрыта истинная эволюционная загадка. Примите эту точку зрения, и мы сможем выдвинуть совершенно непривычную теорию: сон был изначальным состоянием жизни на этой планете, а затем из сна возникло бодрствование. Возможно, это абсурдная гипотеза и никто ее всерьез не воспринимает и не исследует, но лично я не считаю, что она совершенно лишена смысла.
Какая бы из этих двух теорий ни была верна, мы точно знаем: сон – очень древнее явление. Он появился вместе с самыми ранними формами жизни на планете. Как и другие рудиментарные характеристики, такие как ДНК, сон остается связующим звеном между всеми обитателями животного царства. Эта общность существует очень давно, однако в плане сна у разных видов присутствуют поистине удивительные отличия. И таких отличий четыре.
Одно из отличий
Слонам требуется в два раза меньше сна, чем людям, им необходимо всего лишь четыре часа сна в сутки. Тигры и львы в состоянии выдержать и пятнадцать часов ежесуточного сна. Летучая мышь кожан превосходит всех остальных млекопитающих: она спит девятнадцать часов, а бодрствует лишь пять часов в сутки. Одно из самых заметных отличий в сне разных живых существ – общее количество времени сна.
Можно было бы подумать, что причина такой четко выраженной вариабельности потребности во сне очевидна, но это не так. Ни один из вероятных факторов – размер тела, статус охотника или добычи, дневной или ночной образ жизни – никак не объясняет разницу в потребности сна у разных видов существ. Конечно, время сна сходно внутри одной филогенетической категории, поскольку ее представители имеют близкий генетический код. Это, разумеется, верно и для других характеристик внутри вида, таких как сенсорные способности, способы воспроизводства и даже уровень интеллекта. Однако сон нарушает эту надежную модель. Белки и восьмизубы-дегу относятся к одному и тому же семейству – грызунам, однако у них совершенно разная потребность во сне. Первые спят в два раза дольше вторых: 15,9 часа необходимо белке, и 7,7 часа – дегу. И наоборот, вы можете заметить почти одинаковую потребность во сне в совершенно разных семействах. Например, простая морская свинка и не по годам развитой павиан, относящиеся к явно разным генетическим классам, не говоря уж об их размерах, спят одинаковое количество времени – 9,4 часа.
Так что же объясняет разницу во времени сна (и возможно, его потребности) у разных видов, даже генетически близких? Мы точно не знаем. Взаимосвязь между размерами нервной системы, ее сложностью и общей массой тела кажется в какой-то степени значимым показателем, при этом возрастающая сложность мозга относительно размеров тела приводит к увеличению времени сна. Будучи слабой и не совсем последовательной, эта взаимосвязь позволяет предположить, что одной из эволюционных функций, требующих большего времени на сон, является необходимость обслуживать все более сложную нервную систему. Прошли тысячелетия, эволюция увенчала свои текущие достижения появлением мозга, и потребность во сне лишь возросла, подстраиваясь под нужды наиболее ценного из всех физиологических аппаратов.
Однако это еще далеко не вся история. Сон многочисленных живых существ заметно отличается от прогнозов, которые можно сделать, основываясь на этом правиле. Например, опоссум, вес которого почти равен весу крысы, спит на 50 % дольше, набирая в среднем почти восемнадцать часов каждый день. Опоссуму не хватает всего лишь одного часа до сонного рекорда животного царства: первое место в настоящее время удерживает летучая мышь кожан, которая, как уже упоминалось, набирает невероятные девятнадцать часов сна в сутки.
В истории исследований настал момент, когда ученые задались вопросом: не может ли выбор общего количества времени сна в качестве критерия быть неверным способом изучения вопроса, почему сон так значительно отличается у разных видов. Они допустили, что на эту загадку прольет свет оценка качества сна, а не его количества. То есть виды с более качественным сном должны быть способны получить от него все, что им нужно, за более короткое время, и наоборот. Это была отличная идея, вот только мы обнаружили как раз обратную взаимосвязь: те, кто спит больше, спят глубже и более качественно. Действительно, обычный способ оценки качества сна в этих исследованиях (степень невосприимчивости к раздражителям внешнего мира и непрерывность сна) – вероятно, слабый показатель реальной биологической меры качества сна: мы не можем снять его у всех этих видов. А когда сможем, наше понимание отношения между количеством и качеством сна у всего разнообразия видов животного мира, вероятно, объяснит то, что в настоящее время кажется непостижимой картой различий во времени сна.
Пока наша наиболее точная оценка того, почему разные виды нуждаются в разном количестве сна, включает комплексное объединение факторов, таких как пищевой тип (всеядные, травоядные, плотоядные), баланс «охотник – добыча» в пределах среды обитания, наличие и характер социальных связей, скорость обмена веществ и сложность устройства нервной системы. На мой взгляд, все это говорит в пользу того, что сон, вероятно, сформировался силами эволюционного процесса, и он связан с тонким балансированием между ответом на потребности бодрствования ради выживания (например, охота за добычей или получение еды в максимально короткие сроки, чтобы минимизировать расход энергии и риск угрозы), обслуживанием восстановительных физиологических потребностей организма (например, более высокая скорость обмена веществ требует больших усилий по «очистке» во время сна) и удовлетворением более общих требований вида, к которому относится организм.
Тем не менее даже наши самые изощренные прогностические уравнения не способны объяснить широкие разбросы на карте сна: есть виды, которые спят много (например, летучие мыши), и те, что спят мало (например, жирафы, сон которых длится всего четыре-пять часов). Я чувствую, что эти крайности могут содержать ключи для решения загадки потребности во сне. Они остаются восхитительно разочаровывающей возможностью для тех из нас, кто пытается взломать код сна в животном царстве, и в рамках этого кода – пока еще не разгаданные преимущества сна, о которых мы и подумать не могли.
Зачем снятся сны
Другим примечательным различием сна у разных видов является его структура. Не все виды испытывают все фазы сна. Каждый вид, у которого мы можем определить фазы сна, проходит через ФМС – фазу, во время которой сновидения отсутствуют. Однако насекомые, амфибии, рыбы и большинство рептилий не демонстрируют явных признаков БДГ-сна – фазы, которая ассоциируется со сновидениями у людей. Только птицы и млекопитающие, которые в процессе эволюции животного мира появились позднее, испытывают полноценную фазу БДГ-сна. Это позволяет предположить, что сон со сновидениями (БДГ) – новый игрок на этом сегменте эволюционного поля. Похоже, БДГ-сон появился для поддержки функций, которые ФМС-сон в одиночку выполнить не мог, или же БДГ-сон выполнял их более эффективно.
Существует еще одна аномалия. Я сказал, что все млекопитающие имеют фазу быстрого сна, но вокруг китообразных, или водных млекопитающих, и по сей день идут споры. Определенные виды этих обитателей океана, такие как дельфины и косатки, отказались от быстрого сна, у них эта фаза вообще отсутствует. Несмотря на то что в 1969 году был зафиксирован один случай, позволяющий предположить, что черный дельфин гринда в течение шести минут находился в фазе быстрого сна, большинство наших оценок до настоящего времени не выявили у морских млекопитающих быстрого сна – по крайней мере, того, что сомнологи называют настоящим быстрым сном. С одной стороны, это имеет смысл: когда организм вступает в фазу быстрого сна, мозг парализует тело, делая его безвольным и неподвижным. Плавание жизненно важно для водных млекопитающих, поскольку они всплывают на поверхность, чтобы дышать. При полном параличе во время сна они не смогли бы плавать и просто утонули.
Загадка усложняется, когда мы рассматриваем ластоногих (pinnipeds – одно из моих любимых словечек, образованное от латинских слов pinna – «плавник» и pedis – «нога»), например морских котиков. Будучи частично водными животными, они проводят время и на суше, и в воде. Когда они отдыхают на суше, то, как и люди, и другие наземные животные, а также птицы, проходят фазы как медленного, так и быстрого сна. Но когда они попадают в океан, у них почти полностью исчезает фаза быстрого сна. В воде у морских котиков остается лишь малая толика быстрого сна – 5–10 % от всей фазы, которую эти животные полноценно могут проживать на суше. У котиков, проведших в воде порядка двух недель, не было зафиксировано фазы быстрого сна – по всей вероятности, они выживают за счет «сонной диеты» фазы медленного сна.
Такие аномалии не обязательно бросают вызов пользе быстрого сна. Как мы увидим в третьей части этой книги, быстрый сон и даже сновидения чрезвычайно полезны и нужны тем видам, которым они доступны. И этот факт подтверждает то, что вышеописанные животные не утрачивают фазу быстрого сна вовсе – она возвращается к ним с выходом на сушу. Просто в океане погружение в быстрый сон для таких животных невозможно, да и не нужно. Мы предполагаем, что в это время они обходятся скромным медленным сном, как это, вероятно, делают дельфины и киты.
Лично я не верю, что у водных млекопитающих полностью отсутствует фаза быстрого сна (хотя некоторые мои коллеги будут утверждать, что я ошибаюсь). Я считаю, что у этих млекопитающих фаза быстрого сна в океане представляет собой нечто отличное и более трудное для распознавания: она короче по своей природе, происходит тогда, когда мы не в состоянии ее наблюдать, или выражается такими способами и прячется в таких отделах мозга, которые мы пока не способны исследовать.
В защиту моей бунтарской точки зрения замечу, что когда-то считалось, что яйцекладущие млекопитающие, такие как австралийская ехидна и утконос, не имеют фазы быстрого сна. Но, как оказалось, и у них эта фаза сна есть – или, по крайней мере, ее подобие. Внешняя поверхность их мозга, то есть кора, с которой ученые считывают мозговые волны сна, не демонстрирует переменчивых, хаотических черт активности быстрого сна. Но когда ученые заглянули чуть глубже, замечательные вспышки электрической волновой активности мозга во время быстрого сна были обнаружены в основании мозга. Эти волны оказались прекрасно сопоставимы с импульсами, наблюдаемыми у всех млекопитающих. Если хотите знать, утконос генерирует больше электрической активности БДГ такого вида, чем какое-либо другое млекопитающее! Так что и это животное все-таки проходит фазу быстрого сна – по крайней мере, его бета-версию, которую впервые удалось выявить у этих более древних с эволюционной точки зрения млекопитающих. Полностью действующая, занимающая весь мозг версия быстрого сна, по-видимому, возникла у более развитых млекопитающих, появившихся значительно позже. Я полагаю, что аналогичные импульсы атипичного, но тем не менее возникающего БДГ-сна мы в конечном итоге сможем наблюдать у дельфинов, китов и котиков, даже когда они находятся в воде. В конце концов, «отсутствие доказательств не есть доказательство отсутствия»[19].
Более интригующим, чем невыраженность быстрого сна в водном уголке царства млекопитающих, представляется тот факт, что птицы и млекопитающие возникли раздельно. Таким образом, возможно, что в процессе эволюции быстрый сон рождался дважды: однажды для птиц и однажды для млекопитающих. Распространившаяся эволюционная необходимость, возможно, сотворила быстрый сон для тех и других, подобно тому как по-разному развивались глаза у различных биологических видов, сохраняя при этом общую цель – дать возможность визуального восприятия. Когда в ходе эволюционного развития фактор повторяется даже в независимых и неродственных родах, это, как правило, свидетельствует о фундаментальной потребности.
Однако самые недавние исследования позволяют сделать предположение, что простейшую фазу быстрого сна переживает и бородатая агама, которая на временной шкале эволюции находится гораздо раньше птиц и млекопитающих. Если это открытие подтвердится, то можно будет сделать предположение, что первоначальное зерно быстрого сна начало прорастать по крайней мере на 100 миллионов лет раньше, чем по нашим первоначальным оценкам. Это общее для некоторых рептилий зерно, возможно, переродилось в полную форму БДГ-сна, которую мы теперь наблюдаем у птиц и млекопитающих, включая людей.
Независимо от того, когда в ходе эволюции возник настоящий БДГ-сон, мы приходим к пониманию, почему во время быстрого сна возникают сновидения, какие жизненно важные функции он поддерживает в теплокровном мире птиц и млекопитающих (например, здоровье сердечно-сосудистой системы, эмоциональное восстановление, ассоциативную память, способность к творчеству, терморегуляцию) и видят ли сны другие виды. Мы это обсудим позже, но похоже, что видят.
Оставим вопрос о том, все ли млекопитающие окунаютсяв фазу быстрого сна; бесспорно то, что в ходе эволюции первым появился медленный сон. Эта исходная форма сна, вышедшего из-за творческого занавеса эволюции, и есть истинный первопроходец. Это первенство приводит к другому интригующему вопросу, который мне задают почти на каждой публичной лекции: какой тип сна – медленный или быстрый – более важен? Который из них нам действительно необходим?
Есть множество способов определить «важность» и «необходимость» той или иной фазы, как и множество вариантов ответа на этот вопрос. Но, вероятно, самый простой способ – взять для эксперимента птицу или млекопитающее, которые испытывают обе фазы сна, и не давать животному спать в течение всей ночи и последующего дня. Таким образом мы лишаем существо медленного и быстрого сна и создаем условия равного голодания в каждой фазе. Вопрос заключается в следующем: какой тип сна предпочтет мозг, когда в ночь восстановления вы предоставите ему шанс испытать оба? Медленный и быстрый сон в равных пропорциях? А может, одного больше, чем другого, – тогда какого именно?
Этот эксперимент проводился уже много раз, как на птицах и млекопитающих, так и на людях. В ходе экспериментов были получены два четких результата. Первый, не вызывающий особого удивления: в ночь восстановления продолжительность сна гораздо дольше (десять или даже двенадцать часов у людей), чем в обычную ночь без предыдущего лишения сна (для нас это восемь часов). Компенсируя недосып, мы, естественно, стараемся отоспаться.
Второе: медленный сон возвращается более мощной волной. После полного лишения сна в первую же ночь мозг потребит бльшую порцию глубокого медленного сна, что свидетельствует о неравномерности испытанного голода. Несмотря на то что на шведском столе восстановительного сна предлагаются оба типа, мозг предпочитает положить себе на тарелку гораздо больше глубокого медленного сна. Следовательно, в сражении за значимость выигрывает медленный сон. Или нет?
Если вы продолжите записывать волны сна во вторую, третью и даже четвертую ночь восстановления, ситуация изменится на противоположную. Теперь с каждым возвращением к фуршетному столу быстрый сон становится основным блюдом, а медленный отходит на второй план. Таким образом, обе фазы сна важны для живого организма. Мы пытаемся восстановить одну (медленную) фазу чуть раньше, чем вторую (быструю); но, будьте уверены, мозг постарается спасти обе и компенсировать причиненное неудобство. Однако важно заметить, что независимо от своих восстановительных возможностей мозг никак не может восполнить количество потерянного сна. Это верно как в отношении всего времени сна, так и его медленной и быстрой фаз. Так что людям (и всем другим видам животного мира) никогда не удастся «отоспать» то, что перед этим было утеряно. Эта мысль – одна из наиболее значимых в данной книге, а о печальных последствиях подобного недобора я расскажу в главах 7 и 8.
Если бы только люди могли
Третье основание удивительных различий сна внутри животного мира – это то, как мы это делаем. Здесь разнообразие настолько замечательное, что в некоторых случаях в него просто невозможно поверить. Возьмите китообразных, например дельфинов и собственно китов. Во время сна, в котором присутствует только медленная фаза, эти млекопитающие могут задействовать лишь одно полушарие мозга! Вторая половина остается в бодрствующем состоянии, поддерживая жизненно необходимую активность организма в водной среде. Одна половина мозга будет время от времени впадать в прекрасный медленный сон, глубокие, мощные и ритмичные волны которого будут насыщать все полушарие, в то время как вторая половина окажется во власти бурной нейронной активности, полностью соответствующей состоянию бодрствования. И это несмотря на то, что оба полушария, как и у людей, неразрывно скреплены мощными пучками перекрещивающихся волокон и расположены в каких-то миллиметрах друг от друга.
Разумеется, обе половинки мозга дельфина могут бодрствовать одновременно и действовать согласованно. Но когда наступает время спать, полушария мозга разъединяются и начинают действовать независимо: одно полушарие продолжает бодрствовать, а второе погружается в сон. После того как одна из половинок мозга получает свою порцию сна, полушария переключаются, и ранее бодрствовавшая часть мозга получает возможность насладиться заслуженным периодом глубокого медленного сна. Даже с одним бодрствующим полушарием дельфины могут достаточно активно двигаться и общаться с помощью звуковых сигналов.
Нейроинженерия и замысловатая структура, необходимые для демонстрации этого потрясающего трюка оппозиционной активности мозга по принципу «включено/выключено», встречаются достаточно редко. Мать-природа наверняка могла бы найти способ полностью избежать сна в условиях передвижения в воде 24 часа семь дней в неделю. Возможно, это было бы легче, чем управлять запутанным графиком работы полушарий, в то же время позволяя нервной системе осуществлять совместную эксплуатацию обеих половинок во время бодрствования? Видимо, нет. Сон – настолько жизненно важная потребность организма, что даже его эволюционные потребности, например от рождения до смерти непрерывно держаться на воде, отходят на второй план, но у матери-природы не было выбора. Погружаться в сон обеими половинками мозга или позволять полушариям спать по очереди, не имеет принципиального значения – главное, что спать вы должны, и этот факт не подлежит обсуждению.
Дар глубокого медленного сна одним полушарием присущ не только водным млекопитающим. Птицы тоже могут это делать. Однако для них существует несколько иная причина, но столь же жизненно важная: такой способ сна позволяет пернатым не терять бдительности. Когда птица остается одна, половина мозга и соответствующий ей (противоположный)[20] глаз остаются бодрствовать, отслеживая возможные угрозы окружающего мира. Но второй глаз при этом закрывается, а соответствующая половина мозга отправляется спать.
Дело становится еще интереснее, когда птицы объединяются. У некоторых стайных видов птицы спят сразу обеими половинками мозга. Как же тогда они защищаются от возможных опасностей? Ответ весьма оригинален. Сначала стая выстраивается в своего рода шеренгу, и те птицы, которые оказываются внутри этого построения, могут позволить себе заснуть по-настоящему, но птахи, сидящие на краю правого и левого флангов шеренги, вынуждены спать лишь одной половинкой мозга, оставляя соответственно свои левый и правый глаза широко открытыми. Таким образом они обеспечивают панорамный обзор и отслеживают возможные для стаи угрозы, позволяя остальным птицам получить полноценный сон. В какой-то момент право- и левофланговый стражи разворачиваются на 180 и снова засыпают, но уже задействовав вторую половину мозга.
Мы же, обыкновенные люди, и многие другие наземные животные оказываемся менее искусными в вопросах сна, чем птицы и водные млекопитающие, поскольку не способны принимать лекарство медленного сна одним полушарием. Или все-таки способны?
Два недавно опубликованных доклада позволяют предположить, что люди все-таки обладают способностью погружаться в очень умеренную разновидность однополушарного сна, причем обнаруживается эта способность в сходных тревожащих условиях. Если вы сравните амплитуду волн полушарий мозга человека, спящего дома, они будут приблизительно одинаковы. Но если вы приведете этого человека в лабораторию сна или оставите ночевать в отеле, то есть поместите его в непривычные условия сна, одно полушарие мозга, оценив потенциально менее безопасное окружение, будет спать более чутко, выполняя сторожевую функцию. Чем больше ночей человек проспит на новом месте, тем более похожими станут волны каждого из полушарий. Вероятно, именно по этой причине многие из нас так плохо спят в отеле в первую ночь.
Однако этому феномену далеко до полного разделения между бодрствованием и настоящим глубоким сном, которое происходит в полушариях птиц и дельфинов. В фазе медленного сна люди просто обязаны спать обоими полушариями. Но только вообразите, какие перед нами открылись бы возожности, если бы мы могли поочередно давать отдых каждому полушарию своего мозга.
Следует заметить, что подобное разделение не касается быстрого сна, независимо от того, к какому виду представителей животного мира вы относитесь. В фазе быстрого сна у всех птиц, вне зависимости от их среды обитания, спят обе половинки мозга. Эта особенность характерна для всех видов, способных видеть сновидения, в том числе и для человека. Каковы бы ни были функции сновидений во время быстрого сна – а их, по-видимому, много, – они одновременно и в равной степени требуют участия обоих полушарий мозга.
Под давлением
Четвертое и последнее основание для различий сна у представителей животного царства – это способ, с помощью которого редко и в крайне особых обстоятельствах время сна может быть сокращено. На исследование этого феномена, который в США считается вопросом национальной безопасности, правительством этой страны были потрачены значительные суммы.
Этот редкий феномен проявляется как реакция на резкие изменения или вызовы окружающей среды. Один из примеров тому – голодание. Обеспечьте организму условия жесточайшего голода, и вопрос пропитания тут же выйдет на первое место. На некоторое время поиски пищи вытеснят потребность во сне, хотя и ненадолго. Заставьте муху голодать, и она в поисках еды будет бодрствовать дольше, резко изменив картину своего поведения. То же верно и в отношении человеческих особей. Люди, намеренно воздерживающиеся от еды, начнут спать меньше, потому что введенный в заблуждение мозг будет озабочен неожиданным недостатком еды.
Еще один редкий пример совместного отказа от сна показывают нам самка косатки и ее новорожденный детеныш. Косатка рожает одного-единственного детеныша раз в три-восемь лет. Для родов самка обычно выбирает уединенное место вдали от остальных членов стаи, что в течение первых недель жизни представляет для новорожденного детеныша большую опасность, особенно во время возвращения в семью, пока он плывет рядом со своей матерью. На пути в стаю погибают до 50 % детенышей. Путешествие настолько опасно, что, похоже, ни мать, ни детеныш не спят во время этого перехода – во всяком случае, ученым не удалось зафиксировать признаков настоящего сна ни у одной пары мать – дитя. Это особенно удивительно для детеныша, поскольку у всех прочих видов самая большая потребность во сне и его количество отмечаются в первые дни и недели жизни – это вам скажет любой новоиспеченный родитель. Опасность дальнего путешествия по океану настолько очевидна, что киты-младенцы меняют универсальную модель сна на совершенно противоположную.
Однако самый невероятный подвиг намеренного отказа от сна принадлежит птицам, совершающим перелет через океан. Во время этого тысячекилометрового марафона, вызванного сезонными климатическими изменениями, стая летит гораздо дольше, чем обычно, и в результате птицы не имеют возможности получить полноценный сон. Но даже в этом случае мозг нашел способ поспать. Во время полета мигрирующие птицы выхватывают удивительно короткие периоды сна, продолжающиеся всего несколько секунд. Этих сверхмощных дрем как раз хватает для того, чтобы избежать разрушительного воздействия депривации сна на мозг и тело, которое в противном случае обязательно бы случилось. (Если вам интересно, у человека нет такой способности.)
Белоголовая зонотрихия являет собой, вероятно, самый потрясающий пример отказа от сна во время дальних перелетов. Эта маленькая, ничем не примечательная птичка способна совершать впечатляющий подвиг, на научное изучение которого американские военные потратили миллионы долларов. Эта птица обладает беспримерной, хотя и ограниченной по времени стойкостью к полной депривации сна, которую мы с вами никогда не смогли бы выдержать. Если в условиях лаборатории в период сезона миграции вы лишите эту птичку сна (когда она должна бы находиться в полете), то она никак от этого не пострадает. Однако отсутствие сна вне миграционного периода обрушит на нее шквал дисфункций мозга и тела. Эта скромная птица из отряда воробьиных развила чрезвычайную биологическую устойчивость к полной депривации сна, но эту стойкость она использует, только когда на кону стоит жизнь. Теперь вы можете понять, почему правительство США испытывает такой интерес к раскрытию секрета этой биологической брони – оно надеется создать солдата, который может бодрствовать сутками.
Как мы должны спать?
Люди спят не так, как это задумывалось природой. Количество периодов сна, продолжительность сна и время его прихода – все эти аспекты были значительно искажены современностью.
В развитых странах большинство взрослых в настоящее время спит по монофазному образцу – то есть мы пытаемся спать один раз в сутки, ночью и долго, но и в этом случае средняя продолжительность такого сна составляет менее семи часов. Посетите места, не тронутые цивилизацией, и вы увидите несколько иную картину. Племена охотников-собирателей, такие как габра в Северной Кении или народность сан в пустыне Калахари, чей образ жизни мало изменился за прошедшие тысячи лет, обладают двухфазным типом сна. Представители этих народностей проводят от семи до восьми часов в постели ночью, набирая около семи часов сна, и обязательно от тридцати до шестидесяти минут дремлют днем.
Также имеются доказательства существования смешанного типа сна, который зависит от времени года. Доиндустриальные народности, к примеру хадза из Северной Танзании или те же сан, обитающие в Намибии, в жаркие солнечные месяцы придерживаются двухфазного типа сна, который включает полуденный тридцати-сорокаминутный сон. В зимнее, более холодное время они в основном переходят на однофазный сон.
Даже график сна в доиндустриальных обществах не искривлен так, как у нас. В основном представители этих племен засыпают через два-три часа после захода солнца, то есть приблизительно в девять вечера, а просыпаются перед самым восходом или чуть позже. Вы когда-нибудь задумывались над значением слова «полночь»? Конечно, оно означает половину ночи, или, иначе говоря, – среднюю точку солнечного цикла. Именно такой она является для времени сна племен охотников-собирателей и, вероятно, для их предков. Теперь рассмотрим привычные нашему обществу нормы сна. Полночь – это больше не «половина ночи». Для многих из нас полночь, как правило, – время, когда мы в последний раз проверяем свою почту, и мы прекрасно знаем, насколько это порой затягивается. Утром мы не можем позволить себе поспать подольше, чтобы компенсировать ночной недосып, и тем самым лишь усугубляем проблему. Собственный циркадный ритм и наваливающиеся с самого утра требования образа жизни в постиндустриальном обществе не позволяют нам набрать жизненно необходимое количество сна. Некогда мы отправлялись в постель с наступлением темноты и просыпались с петухами. Теперь многие из нас все еще просыпаются с петухами, а сумерки – это время, когда мы заканчиваем работу в офисе, а впереди еще много дел. Более того, лишь немногие из нас могут позволить себе вздремнуть после обеда, и это тоже вносит свою лепту в наше состояние сонного банкротства.
Тем не менее двухфазный сон по своему происхождению не является социальным феноменом. Это исключительно биологический аспект. Все люди, независимо от их культурной принадлежности или географического положения, обладают генетической привязанностью к послеполуденному или послеобеденному сну. Понаблюдайте за участниками любого совещания, назначенного сразу после ланча, и этот факт станет совершенно очевидным. Сидящие за столом конференц-зала люди похожи на марионеток, головы которых то медленно опускаются на грудь, то резко вскидываются, будто поддернутые за нитку. Уверен, вы не раз испытывали это чувство, когда в середине дня вас окутывает одеяло сонливости, словно ваш мозг готов немедленно, в необычайно раннее время, погрузиться в сон.
И вы, и все остальные участники совещания становитесь жертвой запечатленной в глубинах эволюции необходимости в послеобеденной дреме. Этот короткий спуск от высокой к низкой степени бодрствования отражает врожденное желание вздремнуть после обеда и не работать. Похоже, что оно является нормой для дневного ритма жизни, так что если вы собираетесь устраивать презентацию, то ради себя самого – и ради своих слушателей, конечно, – если у вас есть такая возможность, постарайтесь сделать это за рамками послеобеденного интервала.
Если мы отойдем от этих деталей, то становится вполне очевидным, что современное общество увело нас от предопределенного природой двухфазного сна, который тем не менее наши гены ежедневно пытаются возродить. Уход от двухфазного сна произошел в период перехода от аграрного образа жизни к индустриальному, или даже раньше.
Антропологические исследования образа жизни охотников-собирателей доиндустриальной эпохи также развеяли популярный миф о том, как люди должны спать [7]. Примерно к концу раннего модерна (конец XVII – начало XVIII века), судя по историческим текстам, западные европейцы имели обыкновение спать ночью в два длинных приема, которые разделялись несколькими часами бодрствования. Между двумя этими блоками сна – иногда называемыми первым и вторым сном – они читали, писали, молились, занимались любовью и общались.
Все это вполне могло происходить именно в этот период человеческой истории в этом регионе. Однако тот факт, что ни одно из изученных до сегодняшнего дня доиндустриальных сообществ не демонстрирует аналогичного сегментированного сна, позволяет предположить, что он не является естественной, эволюционно запрограммированной формой человеческого отдыха. Скорее это культурологический феномен, который появился с западноевропейской миграцией и в дальнейшем был популяризирован. Более того, нет такого биологического ритма – активности мозга, нейрохимической или метаболической активности, – которые хотя бы намекали на желание человека проснуться на несколько часов посреди ночи. Истинный – то есть имеются антропологические, биологические и генетические доказательства, которые поддаются измерению у всех людей до сегодняшнего дня, – образец двухфазного сна состоит из долгого периода ночного сна и короткой послеобеденной дремы.
Согласившись с тем, что это наш естественный образец сна, можем ли мы узнать наверняка, какие последствия для здоровья выявились в результате нашего отказа от двухфазного сна? Такой тип сна до сих пор наблюдается у народов, которые не отказались от традиционной сиесты, по всему миру, включая многие регионы Южной Америки и средиземноморской Европы. В 1980 году, когда я был еще ребенком, мы с семьей поехали на каникулы в Грецию. Когда мы гуляли по улицам крупных центральных греческих городов, то повсюду в витринах магазинов висели вывески, непохожие на те, к которым я привык в Англии. На них было написано: «Открыто: 09:00–13:00; закрыто: 13:00–17:00; открыто: 17:00–21:00».
Сегодня немногие из тех вывесок по-прежнему остаются в витринах магазинов по всей Греции. Перед наступлением нового тысячелетия в этой стране усилились требования отказаться от сиесты. Группа исследователей из Гарвардской школы общественного здравоохранения решила определить, какое воздействие на здоровье людей окажет такое радикальное изменение. Были обследованы более чем 23 000 взрослых, мужчины и женщины в возрасте от 20 до 83 лет. Наблюдая за этими людьми в течение шести лет, когда для многих традиционный послеобеденный отдых стал недоступен, исследователи сосредоточились на последствиях для сердечно-сосудистой системы обследуемых.
Как в бесчисленных греческих трагедиях, результат оказался разрывающим сердце, в данном случае – в буквальном смысле. В начале исследований ни у кого из испытуемых не было ни ишемической болезни сердца, ни признаков инсульта, что указывало на отсутствие сердечно-сосудистых заболеваний. Однако у тех, кто в течение контрольного периода отказался от привычного полуденного отдыха, на 37 % увеличился риск смерти от сердечных заболеваний по сравнению с теми, кто сохранил в своем режиме короткий дневной сон. В случае работающих на производстве участников исследования это негативное воздействие оказалось особенно сильным: риск смертности из-за отказа от дневного сна возрос более чем на 60 %.
Это выдающееся исследование ставит нас перед очевидным фактом: отказываясь от практики двухфазного сна, мы сокращаем свою жизнь. Неудивительно, что в небольших греческих анклавах, таких как остров Икария, где традиция сиесты все еще существует, у мужчин в четыре раза больше шансов дожить до девяноста лет, чем у американцев. Такие общины, где жители позволяют себе короткий послеобеденный сон, порой называют «местами, где люди забывают умирать». В рецепте, записанном в нашем наследственном генетическом коде, практика естественного двухфазного сна и здорового питания, похоже, является ключевым фактором продолжительной жизни.
Мы особенные
Сон, как вы теперь понимаете, оказывается явлением, объединяющим весь животный мир, однако внутри этого мира и между видами существует удивительное разнообразие по количеству (то есть времени), форме (то есть однополушарный или полноценный сон всем мозгом) и по типу (монофазный, двухфазный или полифазный). Но отличаемся ли мы, люди, по профилю сна (по крайней мере, в его чистой форме, не искаженной современностью)? Много было написано об уникальности Homo sapiens в других областях – способности к познанию и творчеству, о его культуре, о размере и форме мозга. Есть ли что-либо такое же уникальное в отношении нашего ночного сна? Если да, то мог бы этот уникальный сон стать неопознанным катализатором упомянутых выше достижений, которые мы оцениваем как бесспорно человеческие и которые оправдывают название нашего вида Homo sapiens («человек разумный»)?
Оказывается, мы действительно особенны в том, что касается сна. По сравнению с мартышковыми, а также капуциновыми и, конечно же, человекообразными обезьянами, такими как шимпанзе, орангутаны и гориллы, отличие человеческого сна видно невооруженным глазом. Общее время, которое мы уделяем сну, явно короче, чем у других приматов (восемь часов по сравнению с десятью-пятнадцатью часами у человекообразных обезьян). В то же время фаза быстрого сна, или сновидений, составляет у человека примерно 20–25 % общего времени сна, тогда как у приматов в среднем – всего 9 %! Когда вопрос касается времени сна и периода сновидений, мы оказываемся в плену аномальных данных, которые ни в коей мере не совпадают с данными мира обезьян. Понять, как и почему наш сон настолько отличается, – значит понять, как человекообразная обезьяна эволюционировала до человека и спустилась с дерева на землю.
Люди – исключительно наземные спящие: мы дремлем на земле (иногда поднявшись чуть выше – в постели). Другие приматы спят на деревьях, устроившись среди веток или в обустроенных гнездах. Только изредка они спускаются с деревьев, чтобы поспать на земле. Например, человекообразные обезьяны каждую ночь устраивают на дереве новое гнездо, или платформу для сна. (Представьте, что каждый вечер после ужина вы тратите несколько часов на сборку кровати из IKEA!)
Сон на деревьях с точки зрения эволюции в определенной степени оказался разумной идеей. Устраиваясь среди веток, обезьяны могли уберечься не только от крупных хищников, которые охотились на земле, вроде гиен, но и спасались от кровососущих членистоногих, включая вшей, блох и клещей. Но для того чтобы спать на высоте 20–50 футов[21], нужно быть очень осторожным. Ведь если уснуть слишком крепко, уютно устроившись среди мягких листьев, то любое неловкое движение может сбросить спящего на землю, и последствия такого падения, скорее всего, будут необратимыми. Это особенно верно для фазы быстрого сна, в которой мозг парализует все произвольные мышцы тела, превращая ваше тело в настоящий мешок с костями и абсолютно расслабленными мышцами. Наверняка вы никогда не пытались пристроить сумку, полную продуктов, на ветках дерева, и, уверяю вас, это совсем не просто. Даже если вам удастся на какое-то время добиться равновесия, долго это не продлится. Такая же опасность подстерегала на деревьях и наших далеких предков, что, безусловно, не давало им возможности нормально выспаться.
Homo erectus, предшественник Homo sapiens, был первым двуногим, кто перешел к постоянному прямохождению. Мы предполагаем, что Homo erectus также стал первым из приматов, предпочитающим спать на земле. Более короткие руки и прямая осанка делали жизнь и сон на деревьях весьма маловероятными. Как Homo erectus (и, как следствие, Homo sapiens) выжили, устраиваясь спать на земле, буквально кишащей леопардами, гиенами и саблезубыми тиграми (все из которых были ночными охотниками), а также многочисленными кровососущими? Отчасти благодаря огню. Споры по этому поводу не утихают до сих пор, но многие исследователи полагают, что Homo erectus первым использовал огонь, который стал одним из важных – если не самым важным – факторов, позволивших древнему человеку спуститься с дерева на твердую землю. Благодаря огню человек смог хотя бы частично обезопасить место своего ночлега. Пламя костра отпугивало крупных плотоядных животных, а дым окуривал спальные места, отгоняя насекомых, которые с удовольствием пробовали на вкус наш эпидермис.
Однако огонь не мог решить всех проблем, и сон на земле оставался делом рискованным. Поэтому в ходе эволюции усиливалась необходимость повысить эффективность сна. Любой Homo erectus, проявивший способность к более эффективному сну, скорее всего, получал некоторое преимущество в вопросах выживания и продолжения рода. Эволюция побеспокоилась о том, чтобы график нашего сна несколько изменился, став менее продолжительным, но более интенсивным, особенно увеличив количество быстрого сна, который умещается в одну ночь.
На самом деле, как это часто бывает в великолепной матушке-природе, сама проблема стала частью решения. Другими словами, сон на твердой земле, а не на ненадежной ветке дерева стал стимулом для увеличения количества быстрого сна, в то время как общее время сна могло немного уменьшиться. Сон на земле исключил риск падения. Впервые в эволюции люди смогли потреблять весь нужный им быстрый сон со сновидениями при находящемся в покое теле, не беспокоясь об аркане гравитации, стягивающем их с верхушек деревьев. И таким образом наш сон стал «концентрированным»: более коротким, но более цельным, а значит, насыщенным и высококачественным. Это касалось в первую очередь быстрого сна, который, омывая мозг, наращивает его сложность и количество связей. Есть виды, у которых общее количество быстрого сна больше, чем у людей, но нет других видов, которые бы щедро распространяли такие обширные объемы быстрого сна по такой сложной и тесно взаимосвязанной системе, как человеческий мозг, как это делают Homo sapiens.
Полагаю, что из этих рассуждений рождается теорема: трансформация образа сна примата, спустившегося с дерева на землю, явилась главным фактором, вознесшим Homo sapiens на вершину эволюционной пирамиды. По крайней мере две черты отличают людей от других приматов. И я считаю, что обе они были сформированы под благотворным влиянием сна, особенно высокой интенсивности быстрого сна по сравнению с другими млекопитающими. Первая черта – это сложность нашего социокультурного устройства, а вторая – наша способность к познанию и мышлению. Быстрый сон и сам акт сновидения объединяет их.
Что касается первой из этих черт, мы обнаружили, что быстрый сон изящно перенастраивает и точно регулирует эмоциональные цепочки человеческого мозга (это мы подробно обсудим в части 3 этой книги). При этом БДГ-сон вполне мог ускорить рациональный контроль над нашими изначально примитивными эмоциями и их сложность, что, как я рискну утверждать, внесло свой вклад в быстрое развитие Homo sapiens и привело к его доминированию над всеми другими видами.
Мы знаем, например, что быстрый сон значительно увеличивает нашу способность распознавать эмоции и успешно лавировать в море социоэмоциональных сигналов, которыми насыщена человеческая культура: мимика, явные и малозаметные телодвижения и даже поведение групп. Необходимо лишь рассмотреть расстройства, подобные аутизму, чтобы увидеть, насколько сложным может быть существование в социуме без этих способностей к эмоциональной навигации. Подаренный быстрым сном дар точного распознавания и понимания позволяет нам принимать более разумные решения и, как следствие, адекватнее действовать.
В частности, способность каждый день здраво регулировать эмоции – ключевая составляющая того, что мы называем эмоциональным IQ, – зависит от БДГ-сна. (Если вы тут же подумали о конкретных коллегах, друзьях и общественных деятелях, которым явно недостает этих черт, вы можете задаться вопросом: достаточно ли они спят и хватает ли им главным образом позднеутреннего БДГ-сна?)
Второе и наиболее важное: если мы умножим конкретную пользу для отдельного человека на общее количество племен, которые в течение тысячелетий пользовались все возрастающей интенсивностью и богатством быстрого сна, то увидим, что еженощная перекалибровка человеческого мозга меняется в геометрической прогрессии. Из обогащенного быстрым сном эмоционального IQ возникла новая, более сложная форма человеческой социоэкологии, благодаря которой вскоре родились крупные, эмоционально развитые, стабильные, довольно сплоченные и в высшей степени социальные общности.
Я пойду чуть дальше и рискну предположить, что это наиболее важная функция БДГ-сна млекопитающих, возможно, даже важнейшая для всех типов сна всех млекопитающих и самый замечательный подарок, который сделал сон всем живым существам на планете. Адаптивные преимущества, данные нам возможностью сложной обработки эмоций, поистине монументальны, но их часто упускают из виду. Человек способен осознавать множество эмоций в собственном мозге, а затем глубоко переживать и даже регулировать их. Более того, мы можем распознавать эмоции других людей. С помощью этих внутренних и межличностных процессов мы можем создавать объединения и союзы, необходимые для формирования социальных групп и огромных сообществ с собственными властными структурами и идеологиями. То, что на первый взгляд может показаться скромной льготой, дарованной БДГ-сном человеческому индивидууму, представляет собой, я полагаю, одну из самых больших ценностей, которая обеспечивает коллективное выживание и доминирование нашего вида.
Второй эволюционный вклад, который вносят сновидения, возникающие в фазе БДГ-сна, – это способность к творчеству. Медленный сон переносит в безопасное долгосрочное хранилище мозга новую информацию, но именно БДГ-сон вплетает эти новоиспеченные воспоминания в вашу автобиографию. Во время быстрого сна, по мере того как между разрозненными кусочками информации формируются новые мнемонические связи, возникают новые творческие озарения. Шаг за шагом БДГ-сон помогает создавать мозгу обширные сети ассоциативных связей. Быстрый сон даже может, скажем так, слегка отступить назад, чтобы обнаружить переплетение истинных смыслов событий и саму их суть, что-то вроде универсального знания. Иначе говоря, показать, что этот кладезь информации представляет собой в совокупности, а не в виде разрозненного перечня не связанных друг с другом фактов. Поэтому мы просыпаемся утром с новым решением ранее неразрешимой проблемы, а порой и с новыми оригинальными идеями.
Помимо того что БДГ-сон помогает соткать богатую и объединяющую социоэмоциональную ткань, существует еще одно благо, которое приносит нам сон со сновидениями, – способность к творчеству. И нам стоит слегка трепетать перед тем, насколько человеческая изобретательность превосходит находчивость наших ближайших соперников – приматов. Шимпанзе, наши самые близкие ныне живущие родственники среди приматов, существуют примерно на 5 миллионов лет дольше, чем мы, а некоторые человекообразные приматы появились по меньшей мере на 10 миллионов лет раньше нас. Несмотря на эту временную фору, никакой другой вид не побывал на Луне, не создал компьютер и не разработал вакцины. Скромно заметим: только человеку это оказалось по силам. Сон, особенно быстрый, и сновидения – это важный, хотя и недооцененный фактор, лежащий в основе многих составляющих, благоаря которым сформировалась наша уникальная человеческая находчивость и родились наши достижения, точно так же, как язык или инструменты, которыми мы пользуемся (имеются некоторые доказательства того, что и эти два слагаемых появились на свет благодаря сну).
Тем не менее высшие эмоциональные дары, которые дает нашему мозгу БДГ-сон, оказали бльшее влияние на развитие гоминид, чем способность к творчеству. Да, творческий потенциал с эволюционной точки зрения – также очень мощный инструмент. Но он в значительной степени обусловлен возможностями индивида. Если творческим, изобретательным решениям не будет обеспечена циркуляция благодаря прочным социально-эмоциональным связям, которые укрепляет БДГ-сон, – тогда они, скорее всего, окажутся замкнуты в потенциале отдельной личности и не получат массового распространения.
Теперь мы можем оценить то, что я считаю классическим самореализующимся позитивным циклом эволюции. Человек стал спать, спустившись с дерева на землю, и это, по сравнению с другими приматами, вызвало значительный прирост БДГ-сна, что, в свою очередь, привело к резкому подъему творческого познания, эмоционального интеллекта и, соответственно, к сложности социального устройства. Это наряду с более плотной и связанной структурой мозга привело к совершенствованию дневных (и ночных) стратегий выживания. В свою очередь, чем активней мы в течение дня разрабатывали всё усложняющиеся эмоциональные и творческие цепочки, тем быстрее росла потребность в восстановлении и перенастройке этих жизненно важных нейронных систем ночью, чему и послужил прирост быстрого сна.
По мере того как этот позитивный контур обратной связи стал показателен, мы формировали, организовывали, поддерживали и намеренно создавали всё более крупные социальные группы. За счет этого все возрастающие творческие способности получали все большее распространение и даже усиливались благодаря увеличивающемуся количеству БДГ-сна, что обогащало эмоциональный и социальный опыт Homo sapiens. Таким образом, сновидения в фазе быстрого сна представляют собой принципиально новый влиятельный фактор, который привел – на благо или на беду – к нашему поразительно быстрому эволюционному подъему, к новому (подпитываемому сном) глобально доминирующему социальному суперклассу.
5. Изменение характера сна в течение жизни
Сон до рождения
Родители, ожидающие малыша, часто разговаривают с ним и поют ему песенки, а потом приходят в восторг, когда в ответ ребенок отзывается из утробы слабыми толчками. Наверное, не следует им этого говорить, но в подобные моменты малыш, скорее всего, крепко спит. До рождения ребенок проводит почти все время в состоянии, весьма напоминающем фазу быстрого сна. Таким образом, спящий плод и понятия не имеет о концертных экзерсисах своих родителей, а значит, все толчки и прочие движения малыша, которые ощущает мама, вероятнее всего, являются следствием случайных всплесков мозговой активности, характерных для фазы быстрого сна.
Взрослые не совершают – по крайней мере, не должны – сходных ночных движений, поскольку во сне действует сдерживающий механизм быстрого сна. Но в утробе недоразвившийся мозг плода еще только должен выстроить развитую у взрослых систему БДГ-сна, сдерживающую мышечную активность. Однако иные глубинные центры мозга, включая те, что генерируют сон, уже развились у плода и заняли свое место. Действительно, к концу второго триместра (примерно на 23-й неделе беременности) подавляющее большинство нейронных шкал и переключателей, необходимых для выработки медленного и быстрого сна, уже изготовлены и подключены. В результате такого несовпадения мозг плода во время быстрого сна продолжает вырабатывать двигательные команды без сдерживающего воздействия на мышцы. Без ограничения моторные команды свободно преображаются в бурные движения плода, воспринимаемые мамой как акробатические упражнения или выпады боксера в полулегкой весовой категории.
На этой стадии внутриутробного развития бльшую часть времени плод проводит во сне. Его 24-часовой цикл – смесь приблизительно из шести часов медленного сна, такого же количества быстрого сна и двенадцати часов промежуточного состояния, о котором мы можем сказать определенно только то, что это не полноценное бодрствование. И только когда плод входит в последний триместр, у него появляются проблески настоящего бодрствования. Плод бодрствует в матке всего два-три часа ежесуточно, что гораздо меньше, чем вы, вероятно, себе представляли.
Несмотря на то что в последнем триместре общее время сна уменьшается, происходит парадоксальный стремительный рост периода быстрого сна. В последние две недели беременности плод наращивает потребление быстрого сна почти до девяти часов в сутки. В последнюю неделю перед рождением количество БДГ-сна достигает абсолютного пика – двенадцати часов из каждых двадцати четырех. Перед тем как прийти в этот мир, человеческий плод с почти ненасытным аппетитом вдвое увеличивает потребление быстрого сна. В течение всей жизни человека – до рождения, сразу после рождения, в юности, взрослом состоянии и в старости – больше не будет такого периода, когда организм столь резко увеличит потребление быстрого сна.
Неужели плод действительно видит сны во время быстрого сна? Вероятно, но не совсем такие, как наши сновидения. И все-таки мы точно знаем, что БДГ-сон играет жизненно важную роль в созревании мозга. Развитие человеческого зародыша в матке проходит по четкой, взаимозависимой схеме, немного напоминающей строительство дома. Вы не можете возвести крышу, прежде чем появятся стены, на которые она будет опираться, а стены нельзя воздвигнуть до появления фундамента. Мозг – это своего рода крыша дома, один из последних элементов, который формируется в ходе развития плода. Но и при возведении крыши есть несколько стадий строительства: вам необходимо построить ее каркас, на который потом вы сможете уложить черепицу.
Тщательное строительство мозга и его компонентов происходит особо быстрыми темпами во время второго и третьего триместров беременности; если быть точными, в том временном отрезке, когда количество БДГ-сна резко увеличивается. И это не совпадение. БДГ-сон действует как электрический стимулятор этой решающей фазы начала жизни. Ослепляющие всплески электрической активности БДГ-сна стимулируют бурный рост нейронных путей по всему развивающемуся мозгу, а затем отделывают каждую из этих дорожек множеством соединительных контактов, или синаптических терминалей. Подумайте о БДГ-сне как об интернет-провайдере, который монтирует в новых отделах мозга разветвленную сеть оптоволоконных проводов. Используя эти начальные всплески электричества, БДГ-сон затем активирует их высокоскоростное функционирование.
Фаза развития, которая проводит внедрение в мозг массы нейронных связей, называется синаптогенез, поскольку включает в себя создание между нейронами миллионов проводных связей, или синапсов. По тщательно разработанному плану строительства это сверхусердный первый этап установки центрального процессора мозга. В этот период возникает определенная избыточность вариантов сети, которая при рождении должна возникнуть в мозге младенца. Если продолжить сравнение с интернет-провайдером, на этом этапе жизни все дома всех участков и отделов мозга должны быть обеспечены сходной возможностью соединения и сходной степенью пропускной способности.
Быстрый сон заряжен исполинской задачей нейронного строительства. Он участвует в прокладывании нейронных магистралей и переулков, которые смогут порождать мысли, воспоминания и чувства, находить решения и побуждать к действию, поэтому, безусловно, БДГ-сон должен доминировать на всем раннем этапе развития жизни. Это правило верно в отношении всех млекопитающих[22]: время жизни, совпадающее с самым продолжительным БДГ-сном, – это период, когда в мозге идет самое активное строительство.
Если незадолго до или же сразу после рождения нарушить или сократить фазу быстрого сна у развивающегося младенца, отрицательные последствия не заставят себя ждать. В 990-х годах исследователи начали изучать развитие новорожденных крысят. Естественный прогресс развития плода, обусловленный беременностью, ученые замедляли простой блокировкой БДГ-сна, при этом временной ход беременности не нарушался. Эти два фактора должны прогрессировать в унисон. Лишение крысят БДГ-сна остановило строительство их нейронной крыши – коры головного мозга. Без быстрого сна строительные работы на площадке мозга сокращались вплоть до полной остановки во времени из-за экспериментального барьера, который устанавливали ученые. День за днем наполовину законченный каркас крыши оставался без изменений.
Тот же самый эффект был продемонстрирован и у других видов, что позволяет предположить его характерность для всех млекопитающих. Когда крысятам наконец позволили получить некоторое количество БДГ-сна, возведение церебральной крыши продолжилось без ускорения и, соответственно, не вернулось в нужную колею. Мозг новорожденного крысенка, лишенного части быстрого сна, так и остался недоразвитым.
Кроме того, недавно была обнаружена связь между недостатком БДГ-сна и расстройствами аутистического спектра (РАС) – не путать с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), которые мы обсудим позже. Аутизм, существующий в нескольких формах, является неврологическим состоянием, которое возникает на раннем этапе развития индивида, обычно в 2–3 года. Основной симптом аутизма – отсутствие социального взаимодействия. Люди с аутизмом обычно не могут свободно общаться и полноценно контактировать с другими людьми.
Мы не совсем точно представляем себе механизм возникновения аутизма, но, скорее всего, основой этого состояния является патологический синаптогенез, или несоответствующая настройка мозга при формировании количества синапсов. Дисбаланс в синаптических связях весьма распространен у людей с аутизмом – наблюдается избыточное количество связей в одних отделах мозга и недостаток в других.
Поняв это, ученые решили выяснить, не является ли причиной тому атипичный сон людей с аутизмом. Как оказалось, является. У младенцев и маленьких детей с признаками аутизма или с уже поставленным диагнозом не наблюдается стандартного количества сна и его качества. Циркадные ритмы детей с аутизмом слабее, чем у здоровых детей, и демонстрируют более сглаженный график выработки мелатонина, в то время как у здорового ребенка отмечается мощный всплеск концентрации этого вещества ночью и резкое снижение в дневное время [8]. С биологической точки зрения для людей с аутизмом в дне и ночи меньше света и темноты. Из-за этого они получают ослабленные сигналы к активному бодрствованию и крепкому сну. Возможно, в связи с этим дети с аутистическими расстройствами генерируют меньше сна, чем дети, у которых этих расстройств нет.
Однако самое важное – это значительный недостаток быстрого сна. У детей с аутизмом наблюдается дефицит быстрого сна в объеме 30–50 %, по сравнению с детьми без аутизма [9]. Учитывая роль быстрого сна в установлении сбалансированных синаптических связей в развивающемся мозге, ученые задались вопросом: действительно ли недостаток быстрого сна сопутствует развитию аутизма?
Однако в отношении людей существующие доказательства лишь намечают такую взаимосвязь. Только то, что аутизм и аномалии БДГ-сна идут рука об руку, не означает, что одно вызывает другое. Такая ассоциативность не говорит о направлении причинной связи, даже если она существует: недостаток быстрого сна вызывает аутизм или наоборот? Тем не менее любопытно заметить, что избирательное лишение крысенка быстрого сна приводит к искажению закономерностей нейронной связи, или синаптогенеза [10]. Более того, крысы, лишенные в младенчестве БДГ-сна, в подростковом возрасте и взрослом состоянии становятся замкнутыми и социально изолированными [11]. Независимо от причинной связи отслеживание отклонений в процессе сна предоставляет нам новую надежду в ранней диагностике аутизма.
Разумеется, будущей маме не нужно беспокоиться о том, что ученые нарушат БДГ-сон ее развивающегося плода. Но вот алкоголь может вызвать похожее селективное сокращение фазы БДГ-сна. Алкоголь – один из самых мощных среди всех известных нам блокаторов быстрого сна. В следующих главах мы обсудим причину, по которой алкоголь подавляет возникновение БДГ-сна, и последствия этого нарушения для взрослых. А пока сосредоточимся на влиянии алкоголя на сон развивающегося плода и новорожденного.
Алкоголь, принимаемый беременной женщиной, без труда проникает через плацентарный барьер и быстро попадает в ее развивающийся плод. Помня об этом, ученые в первую очередь изучили крайние случаи: они исследовали матерей с алкоголизмом и тех, кто злоупотреблял спиртным во время беременности. Вскоре после рождения малышей были записаны показатели их сна. Новорожденные пьющих матерей не демонстрировали такую же электрическую активность волн БДГ-сна по сравнению с младенцами, матери которых не пили во время беременности.
Запись импульсов сна предоставила большое количество физиологических данных. Новорожденные пьющих матерей имели другое электрическое качество медленного сна. Вы, вероятно, помните из главы 3, что быстрому сну свойственны восхитительно хаотичные, асинхронные мозговые волны – это живая и здоровая форма электрической активности. Однако у детей пьющих матерей было отмечено 200 %-ное снижение электрической активности, в сравнении с детьми, рожденными женщинами, не употребляющими алкоголь. По факту младенцы матерей с алкоголизмом демонстрировали менее активные мозговые импульсы [12]. Теперь можно с уверенностью сказать, что эпидемиологические исследования установили связь между употреблением алкоголя во время беременности и ростом вероятности возникновения у детей нейропсихических заболеваний, включая аутизм [13].
К счастью, в настоящее время большинство матерей не злоупотребляют алкоголем в период беременности. Но что же можно сказать о более знакомой ситуации, когда будущая мама время от времени позволяет себе пару бокалов вина? Неинвазивно измеряя частоту сердечных сокращений, а также с помощью ультразвука отслеживая движения тела, глаз и дыхание, в настоящее время мы можем определить базовые фазы медленного и быстрого сна у плода в утробе матери. Вооруженная этими методами, группа исследователей изучала сон младенцев, которым оставалось всего лишь несколько недель до рождения. Два дня подряд медики исследовали состояние их матерей. В первый день женщины пили исключительно безалкогольные напитки. На второй день им было предложено выпить примерно два бокала вина (точное количество определялось весом рожениц). Алкоголь значительно сократил время быстрого сна у еще не родившихся младенцев в сравнении с безалкогольной диетой.
Алкоголь также снизил интенсивность быстрого сна плода, определяемую стандартным измерением числа быстрых движений глаз в цикле БДГ-сна. Более того, в фазе быстрого сна нерожденные младенцы испытывали явно выраженное затруднение дыхания. Под воздействием алкоголя частота дыхания понижалась с нормальной – 381 вдох в час – всего лишь до 4 дыхательных движений в час [14].
Воздерживаться от алкоголя нужно не только во время беременности, но и в период кормления ребенка грудью. Почти половина кормящих матерей в западных странах позволяют себе употреблять алкоголь, который легко впитывается материнским молоком. Концентрация алкоголя в грудном молоке близка к концентрации его в крови матери: если уровень алкоголя в крови матери составит 0,08 промилле, то и в грудном молоке его будет примерно столько же[23]. Недавно мы узнали, как алкоголь в грудном молоке влияет на сон младенца.
Новорожденные обычно сразу после кормления переходят в фазу быстрого сна. Многие молодые мамы это знают: как только прекращается сосание, а иногда и раньше, веки младенца закрываются и глаза под ними начинают двигаться, указывая, что ребенок погрузился в состояние быстрого сна. Некогда был распространен миф, что младенцы спят лучше, если мама перед кормлением выпьет алкогольный напиток – в этой старой сказке в качестве такого напитка предлагалось пиво. К несчастью для любителей пива, это всего лишь миф. В ходе нескольких исследований младенцев кормили грудным молоком, содержащим либо безалкогольный ароматизатор, например ваниль, либо регулируемое количество алкоголя (эквивалентное одной-двум порциям). Когда младенцы потребляли молоко с добавлением алкоголя, их сон становился более фрагментарным, они больше времени бодрствовали, а количество быстрого сна снижалось на 20–30 % [15]. Когда организм малыша избавлялся от алкоголя, ребенок пытался компенсировать утраченный сон, хотя сделать это ему было очень нелегко.
Из этих исследований становится ясно, что быстрый сон на начальном этапе человеческой жизни – явление обязательное, а не факультативное. Причем важен буквально каждый час быстрого сна, что, безусловно, доказывают безуспешные попытки плода или новорожденного возместить потерю [16]. Жаль, но пока мы до конца не понимаем, к каким последствиям могут привести нарушения сна у еще не родившихся или новорожденных детей, будь они вызваны употреблением алкоголя или другими факторами. Знаем только то, что блокировка БДГ-сна или его сокращение у новорожденных животных препятствует и вредит развитию мозга, что приводит к социальным отклонениям у взрослых особей.
Детский сон
Наверное, главная (и мучительная для молодых родителей) разница между сном младенца и взрослого человека – в количестве этапов сна. В отличие от монофазного сна взрослого в индустриальном обществе у младенца и маленького ребенка сон полифазный. Такой сон складывается из множества коротких фрагментов в течение дня и ночи, часто прерывающихся громким звуковым сопровождением.
Короткая книга колыбельных, написанная Эдамом Мэнзбэком, пожалуй, лучшее и к тому же с юмором написанное подтверждение этого факта. Эта книга, несомненно, для взрослых. Мэнзбэк писал ее, став новоиспеченным отцом. И как любого молодого папу, Эдама вконец измотали постоянные пробуждения ребенка – свидетельство полифазного типа младенческого сна. Необходимость снова и снова, ночь за ночью, помогать своей малютке-дочке заснуть крайне его раздражала. Дошло до того, что Мэнзбэк просто не мог не дать выхода накипевшему любвеобильному гневу. И в результате родились забавные рифмованные строки, обращенные к дочке, но близкие многим молодым родителям. Заклинаю вас послушать аудиоверсию книги в прекрасном исполнении потрясающего актера Сэмюэла Л. Джексона.
К счастью для всех молодых родителей (в том числе и для Мэнзбэка), чем старше ребенок, тем длиннее и спокойнее становятся периоды его сна[24].
Объяснение этих изменений заключается в циркадном ритме. Если участки мозга, генерирующие сон, формируются в мозге задолго до рождения, то для развития главного суточного хронометра, который контролирует циркадные ритмы, супрахиазматического ядра, требуется значительное время. И только в возрасте трех или четырех месяцев младенец начнет понемногу подчиняться дневному ритму. Супрахиазматическое ядро постепенно начинает привязываться к повторяющимся сигналам: дневному свету, колебаниям температур, времени кормления (если оно подчиняется строгому графику), тем самым устанавливая более точный суточный ритм.
Когда младенцу исполняется год, начинается новый важный этап развития: часы супрахиазматического ядра берут рулевые поводья циркадного ритма. Теперь ребенок бльшую часть дня бодрствует, разве что пару раз вздремнет, и спит, хвала богам, большую часть ночи. В это время в основном заканчиваются беспорядочные смены сна и бодрствования, которыми раньше перемежались день и ночь. К четырем годам циркадный ритм контролирует режим сна ребенка: продолжительный ночной сон обычно дополняется короткой дневной дремой. На этом этапе малыш переходит от многофазного типа сна к двухфазному. Ребенок взрослеет, и долгожданный монофазный рисунок сна наконец становится реальным.
Но за этим последовательным становлением стабильной ритмичности скрывается суровая борьба за власть между медленным и быстрым сном. Несмотря на то что со временем общее количество сна постепенно уменьшается, а сон становится все более стабильным и крепким, соотношение медленного и быстрого сна не остается постоянным.
В течение четырнадцати часов, которые шестимесячный младенец проводит с закрытыми глазами, соотношение между медленной и быстрой фазами сна составляет 50/50. Однако у пятилетнего ребенка из общих одиннадцати часов сна это соотношение будет составлять 70/30. Другими словами, в раннем детстве доля быстрого сна уменьшается,