Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается - Питер Шпорк

Тем самым в центр внимания ученых неизбежно попадут новые биологически активные структуры, имеющие значение для сна. Далее нужно выяснить, имеются ли сходные структуры со сходными задачами у млекопитающих, а значит, и у человека. Это внесло бы не только важнейшие недостающие элементы в разгадку сна, но и дало бы возможность новаторских подходов к терапии всевозможных расстройств сна.

Новые эксперименты с плодовыми мушками, проведенные в Мэдисоне, показывают, что описанный путь — уже не утопия. Широкий разброс потребности в сне у 9000 линий дрозофилы показывает, что в регуляции сна участвует множество различных генов. Судя по всему, у разных штаммов они выступают в разных комбинациях. Крайние типы, обладающие почти исключительно генами краткого или долгого сна, разумеется, оказываются редкими в силу маловероятной комбинации. Такая тяга к средним значениям типична для так называемых мультигенно наследуемых свойств. По той же причине людей среднего роста много, а великанов и карликов — мало.

Чирелли и ее коллеги уже обнаружили единичный ген, деятельность которого в значительной мере определяет потребность дрозофил в сне. Сначала они отметили мушек, отличавшихся особенно коротким сном. В результате удалось выявить «мини-сон» — штамм, который нуждается лишь в трети обычной для дрозофил продолжительности сна. Выяснилось, что у этих малоспящих особей изменен ген, кодирующий белок, который отвечает за возбудимость нервных клеток, пропуская при определенных условиях сквозь клеточную оболочку электрически заряженные частицы. Тем самым он способствует выделению сигнальных веществ и передаче информации в мозге мухи. Таким путем «этот ген, видимо, регулирует потребность в сне и его эффективность», заключают исследователи.

Тех, кто, прочитав это, уже надеется на генную терапию или чудесное средство для людей, которое в один прекрасный день позволит снизить потребность в сне или повысить его качество, нужно сразу предупредить: ожидаемая продолжительность жизни малоспящих мутантов значительно меньше, чем у нормальных мушек.

Если прочесывание больших колоний червей или мушек в поисках особей с нарушениями сна — пока еще редкость в лабораторной работе, то в целом эксперименты над животными давно утвердились в сомнологической практике. То, что кажется невероятным применительно к крошечным мушкам, давно уже привычно проделывается над позвоночными: снятие электроэнцефалограмм, контроль напряжения мышц и движений глаз, наблюдение над положением тела с помощью видеокамеры. Многое мы узнали о сне только потому, что подопытным животным подолгу не давали спать или помещали их на продолжительное время в искусственный мир без смены дня и ночи — ведь люди на такое обычно не соглашаются.

Например, многие животные готовятся ко сну посредством довольно сложных, хотя и выполняемых инстинктивно ритуалов. Собаки и кошки нередко вертятся на месте, утаптывая удобное гнездышко. Хомячки и крысы тщательно чистятся. Слоны ищут физического соприкосновения с себе подобными. Ирен Тоблер описывает: «Я всегда с умилением наблюдаю, как слон в цирковом стойле, почувствовав усталость, набирает соломы, подкладывает ее под голову, как подушку, а потом медленно ложится на бок и закидывает хобот на шею или на спину соседу».

Шимпанзе каждый вечер устраивают себе для сна новое гнездо на дереве, куда пускают и своих детенышей. Когда малыши подрастают, им приходится учиться строить собственное гнездо. А поскольку поначалу оно получается у них не очень уютным, они по ночам порой пытаются залезть обратно в постель к матери; иногда им это удается, иногда нет. «Вам это, наверное, что-то напоминает?» — улыбается Тоблер.

Почти во всех группах животных есть виды, которые ищут для сна укрытие или закапываются в землю. Следы такого поведения обнаруживаются при ближайшем рассмотрении и у нас, людей. Во всяком случае, один из первых советов, которые врачи дают больным, страдающим бессонницей, гласит: устройте себе расслабляющий, всегда одинаковый ритуал отхода ко сну, например чтение книги в постели или раскладывание одежды на завтрашний день.

Нередко помогает также возможность обставить спальню как можно уютнее, плотно завесить окна и обить стены звуконепроницаемым материалом, чтобы она стала похожа на теплую пещеру или надежную норку. Нечто подобное делает и рыба-чистильщик: на время сна она окружает себя защитной оболочкой из слизи.

Что касается позы сна, то в мире животных наблюдается все, что только можно себе представить — и даже то, чего нельзя. Большинство млекопитающих сворачивается клубком или вытягивается лежа во всю длину, некоторые спят на боку[4]. Летучие мыши повисают вниз головой на потолке пещеры, многие попугаи аналогичным образом свисают с ветвей деревьев. Некоторые птицы предпочитают «защитную позу»: они поджимают ноги и прячут голову под крыло. Другие просто остаются сидеть на ветке. Хотя их мышцы, как и у всех других животных, во сне расслабляются, птицы не падают с дерева по одной простой причине: «Если человеку нужно напрячь мышцы, чтобы схватиться за что-то, птица, напротив, должна сделать усилие, чтобы разжать хватку», — поясняет Гюнтер Бауэр из Орнитологического института им. Макса Планка в Радольфцелле. Чем глубже птица спит, тем сильнее сомкнуты ее когти.

Бегемоты и тюлени иногда спят под водой. Слоны, лошади и овцы спят по крайней мере часть времени стоя. «Нередко они ложатся только в фазе глубокого сна», — говорит Ирен Тоблер. Когда-то она с помощью инфракрасных камер выяснила, что взрослым слонам нужно от 4 до 6, 5 ч сна, а молодняку — целых 8. Известный сомнолог Джером Сигел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе уже давно собирает указания на то, что млекопитающие спят тем меньше, чем они крупнее и чем меньше энергии им приходится тратить на добывание пищи.

Мелкие хищники вроде летучих мышей спят, по словам Сигела, 20 ч в сутки, а ежи — примерно 18. Хищники покрупнее обходятся меньшим количеством сна: тигры спят около 16 ч, львы — 14, собаки — 10. Крупные травоядные, такие как коровы, овцы или лошади, спят, напротив, очень мало — им достаточно 3–4 ч в сутки. Мелким сна требуется намного больше: морским свинкам — 10 ч, хомякам — 14.

Удивительно, что слоны, согласно этой схеме, спят намного больше, чем нужно. На самом деле и данные для лошадей, овец и коров, вероятно, занижены. Энцефалограммы этих копытных показали, по последним данным, что днем, когда кажется, что животные просто отдыхают, они периодически впадают в сон. Иногда они засыпают, не переставая жевать жвачку, чем корова занимается 8 ч в день. В состоянии расслабленного покоя, вероятно, периодически прерываемого настоящим сном, большинство животных пребывает часто и охотно. Зато мы, люди, живя в обществе, настроенном исключительно на достижения, почти отказались от грез наяву.

Сейчас специалисты сопоставляют отдых животных с нашей стадией легкого сна, во время которой также наблюдается чередование тета- и альфа-волн. Это должно заставить нас задуматься, поскольку и с нами, возможно, случается порой то же, что с коровами: мозг может воспользоваться расслабленным состоянием во время дремотной мечтательности для так называемых эпизодов микросна. Это могло бы не только способствовать повышению нашей общей работоспособности, но и объяснить легенду, по которой много медитирующие йоги нуждаются в меньшем количестве сна, чем обычные люди. Возможно, часть суточной потребности в сне мастера медитации покрывают в ходе профессионального расслабления.

Сравнение жующих жвачку коров с медитирующими йогами отнюдь не лишено основания. Это подтверждают многочисленные ЭЭГ, снятые у спящих животных. В частности, все млекопитающие имеют фазы глубокого сна с типичными длинными дельта-волнами, фазы БС и периоды легкого сна.

«Удивительно, насколько сходен сон, к примеру, крысы и человека», — говорит Ирен Тоблер. Люди отличаются лишь продолжительностью циклов: «У животных циклы короче — у крыс всего 12 мин — и, как правило, сон у них полифазный». Это значит, что сон они распределяют на несколько коротких отрезков в течение всех суток, как делают у людей новорожденные, а также больные, надолго прикованные к постели. Американская исследовательская группа в Бостоне выяснила даже, что время, продолжительность и частота фаз пробуждения, регулярно прерывающих сон, подчиняются у кошек, мышей и крыс той же закономерности, что у людей.

Некоторые ученые, например нейробиолог Ян Борн из Любекского университета, находят между человеком и животным еще одно различие: «У нас, людей, сон особенно хорошо организован». Отдельные стадии сна следуют друг за другом с необычной регулярностью и подчиняются очень строгой схеме. Борн предполагает, что это связано прежде всего с ночной работой нашего органа мышления. Поскольку человек отличается выдающимися интеллектуальными способностями, его мозг должен за время сна проработать особенно много впечатлений. Может быть, одна из тайных причин умственного превосходства человека как раз и состоит в высокой упорядоченности его сна.