Наука сна. Экскурсия в самую загадочную сферу жизни человека - Дэвид Рэндалл

Эта теория занимательна, однако Крик и Митчисон так и не доказали ее опытным путем. В начале 2000-х годов команда исследователей из Университета Любека в Северной Германии решила протестировать эту теорию в лабораторных условиях. Они надеялись найти ответ на вопрос: способствует ли сон рождению новых идей, или озарение зависит от количества времени, потраченного на поиски решения. Они собрали группу добровольцев и попросили их решить математическую головоломку. Исследователи объяснили, что для получения шестизначного числа в ответе необходимо следовать двум правилам и от участников не требуется никаких специальных математических навыков, кроме вычитания. Сначала надо было посмотреть на соотношения шести пар чисел в цепочке цифр. Если в ряду шли подряд две четверки, то правильным ответом было именно это число. Если же цифры отличались, то нужно было из одной вычесть другую.

Исследователи не рассказали добровольцам о том, что ответ можно было получить намного проще. В каждом примере три последние цифры ответа зеркально отражали первые три. Иными словами, если первой частью ответа было 4–9–1, то второй — 1–9–4. Никто из испытуемых во время тренировки не заметил эту хитрую модель даже после решения тридцати задач.

Когда подопытные узнали общие правила, исследователи разделили их на группы в соответствии с тем, сколько часов каждая из них будет спать. Первой группе предстояло проспать стандартные восемь часов, а второй — бодрствовать всю ночь. Участники третьей группы тренировались решать задачи утром, и их попросили прийти спустя восемь часов, при этом им нельзя было дремать в течение дня. Таким образом, все группы возвращались к решению задачи спустя одинаковый промежуток времени. Если все они справятся с заданием более-менее одинаково, значит, чтобы найти правильное решение, мозгу просто нужно дать время подумать. Если же результаты будут отличаться, значит, во сне происходит что-то, из-за чего мы по-разному реагируем на новые задачи.

Итоги исследования показали: сон играет ключевую роль. Испытуемые, не спавшие перед второй попыткой решения задач, справились не намного лучше, чем в первый раз. А те, кто проспал восемь часов, решали задание на 17 процентов быстрее. Но это еще не все. Участники, отыскавшие скрытое легкое решение, выполняли каждый пример на 70 процентов быстрее остальных, так как им надо было разгадать только первые три цифры шестизначного ответа. В группах, которые не спали, эту модель разгадал только каждый четвертый, а из тех, кто спал, почти все в конце концов нашли быстрое решение. В какой-то момент ночью их разум смог по-новому оценить задачу, которой они занимались днем. Неспавшие участники рассматривали каждый пример буквально, точно следуя инструкциям, которые им дала команда исследователей. Тем временем сон способствовал развитию когнитивной гибкости мышления, из-за чего испытуемые взглянули на задачу по-новому.

Как будто сон напрягал мыслительные мышцы, и в ответ на это в мозгу возникало новое восприятие реальности. Исследование подтвердило, что сон способствует решению проблем, но оставался еще один вопрос: какую роль в этом процессе играют сновидения? Просто совпадают с периодом сна, когда мозг выуживает воспоминания и шлифует новые навыки, или помогают разуму достичь его цели?

По другую сторону Атлантического океана ученый Гарвардского университета решил на примере видеоигр понять, по какому принципу мозг отбирает новую информацию, которая потом появляется во сне. Профессор психиатрии Роберт Стикголд, которому тогда было чуть больше шестидесяти, заинтересовался темой сна после одного случая, который произошел с ним, когда он был в Вермонте[12]. Ночью, погрузившись в сон, он почувствовал, будто все еще находится на горе. Несмотря на то что он лежал в удобной кровати, во сне он ощущал, как хватается за выступы и поднимается вверх. Через два часа он проснулся, и это ощущение исчезло.

Через несколько дней он рассказал коллегам о странном чувстве, будто разум воспроизвел его день, как только он уснул. Тогда он узнал, что такое случалось и с другими. Друзья рассказали ему, что ощущали то же самое после занятий каким-нибудь сложным делом, требующим концентрации, например после рафтинга по бурной реке или долгого изучения органической химии (все-таки речь идет о преподавателях из Гарварда). Стикголд захотел провести исследование, чтобы понять, общий ли это феномен, но застрял на выборе формата эксперимента. Не мог же он отвезти группу в Вермонт и заставить ее подняться на гору.

Тогда коллега предложил ему использовать «Тетрис»[13]. Это одна из самых популярных игр за всю историю человечества: игроки должны складывать различные падающие фигуры в прямые линии. Любой, кто играл в нее, знает, что даже во сне невозможно прекратить сортировать фигуры. Стикголд собрал группу студентов, в которую вошли те, кто никогда не играл в «Тетрис», и те, кто потратил на него более пятидесяти часов. В ходе исследования профессор разрешал участникам подремать в лаборатории исследования сна. Он разбудил их и спросил, что им снилось. Трое из пяти ответили, что видели, как падают фигурки в «Тетрисе». Во сне мозг воспроизвел задачу, над которой трудился днем, точно так же как воссоздал у Стикголда ощущение, что он карабкается по горе, после того как тот провел день в Вермонте.

На вторую ночь эксперимента «Тетрис» приснился большему числу участников. Похоже, разум решил посвятить больше времени разработке стратегии, как только осознал, что от него всерьез требуют выбирать правильное положение фигур. Все участники, впервые игравшие в «Тетрис», сообщили, что им приснились падающие фигуры, а среди «экспертов» похожие сновидения были лишь у половины. Любопытен тот факт, что Стикголд привлек к исследованию несколько человек, у которых периодически случались приступы амнезии. Они также рассказали, что видели во сне падающие фигурки, хотя и не помнили, что играли в «Тетрис». Значит, разум каждого человека использовал сон для переработки дневных впечатлений. Сны о «Тетрисе» помогли участникам улучшить результаты, когда они играли второй раз.

Другие исследования показали то же самое. Исследователи из Бразилии использовали вместо «Тетриса» жестокую компьютерную стрелялку Doom. Участники эксперимента в течение часа до сна уничтожали зомби и монстров при помощи автоматов, ножей и бензопилы. Когда их разбудили посреди фазы быстрого движения глаз и попросили рассказать о своих снах, почти все упомянули монстров и бензопилу. Как и в случае с «Тетрисом», те, кому снилась игра, на следующий день достигли в ней лучших результатов, чем те, кто не переживал ее заново во сне.

В Массачусетском технологическом институте невролог Мэтью Уилсон обнаружил, что новая информация, которую узнает крыса за день, также проявляется в ее сне. Он внедрил крохотные электроды в мозг подопытных животных. Затем он записал их мозговые волны, пока они пробирались через лабиринт. Уилсон обратил особое внимание на нейроны в гиппокампе, которые отвечали за запоминание различных вещей, в том числе и таких деталей, как расположение кормушки и варианты обхода сложного места (примерно такую же работу выполняет гиппокамп в нашем мозгу). Пока крысы спали, Уилсон заметил, что график их мозговых волн почти полностью совпадал с теми колебаниями, что он наблюдал, когда крысы проходили лабиринт. Эти графики были настолько похожи, что Уилсон мог сказать, какой именно участок лабиринта снится крысе в данный момент. Животные проигрывали весь путь и фиксировали его в памяти.

Крик и Митчисон оказались правы: во сне крысы Уилсона фокусировались на новой важной информации. Стикголд решил продолжить исследование, используя средство, следующее по возможностям после вживленных в голову электродов: видеоигры. Благодаря эксперименту с «Тетрисом» ему удалось убедить руководство Гарварда купить игру Alpine Racer 2 и установить ее на компьютерах в его лаборатории сна. В этой аркаде требовалось, чтобы человек двигал всем телом, а не только большими пальцами. Игрок должен был встать на две платформы, которые олицетворяли лыжи, и крепко схватиться за две подвижные рукоятки, замещавшие лыжные палки. Участникам эксперимента надо было двигать руками и ногами одновременно, уворачиваясь от деревьев и проезжая ворота на трассе, которая очень напоминала «Черный алмаз» в Колорадо. Это занятие походило на подъем в гору в Вермонте или на другую комплексную активность, где требуется одновременно принимать решения и выполнять физические упражнения. Трудный познавательный процесс, для достижения мастерства в котором нужно немало времени и терпения.

Стикголд решил в своем исследовании выяснить, снится ли людям новая информация всю ночь и как она взаимодействует с тем, что мозг уже знает. Как и в эксперименте с «Тетрисом», Стикголд пригласил добровольцев, которые сорок пять минут играли в Alpine Racer 2, а затем ложились спать в его лаборатории. Но на этот раз он решил дождаться, когда у испытуемых завершится один или два цикла сна, длящихся по полтора часа, и только после этого разбудить их и расспросить о снах. Как и в эксперименте с «Тетрисом», почти половина из тех, кого разбудили в начале ночи, видели сны по мотивам игры — о том, как они катаются на лыжах или поднимаются в гору. Но чем дальше, тем сны становились менее прямолинейными. Им уже снилось, как они быстро передвигаются по лесу, будто находясь на ленте конвейера.