Kitabı oxu: «Сон под микроскопом. Что происходит с нами и мозгом во время сна»

Name: Сон под микроскопом. Что происходит с нами и мозгом во время сна
ISBN: 978-5-04-178679-3

Şrift:

* * *

Все права защищены. Книга или любая ее часть не может быть скопирована, воспроизведена в электронной или механической форме, в виде фотокопии, записи в память ЭВМ, репродукции или каким-либо иным способом, а также использована в любой информационной системе без получения разрешения от издателя. Копирование, воспроизведение и иное использование книги или ее части без согласия издателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

Предисловие научного редактора

Никогда еще в истории человечества проблема сна-бодрствования и суточных биоритмов не была столь актуальна и не привлекала такого общественного интереса! В самом деле – представим себе человека XIX века, правящего лошадью, сидя в экипаже или верхом; он мог спокойно заснуть за этим занятием, и в литературе того периода часто описываются извозчики и всадники, дремлющие на козлах или в седле. Если лошадь знала дорогу, она сама шла, если не знала – останавливалась… А теперь возьмём современного человека, ведущего по автостраде автомобиль с автоматической коробкой передач. Монотония, «убаюкивающая» человека при этом занятии, еще выше, чем при управлении экипажем, поскольку и полотно идеально гладкое, и подвеска замечательная, не в пример дорогам прошлого и рессорным экипажам… И страшно даже подумать о том, что может случиться на скорости 130 км/час, если водитель незаметно задремлет и потеряет управление лишь на долю секунды!

Возьмём другой пример – человека, путешествующего в восточном или западном направлении в эпоху до возникновения железных дорог. Такой человек перемещался или опять же в экипаже, или на парусном судне, которое достигает пункта назначения не напрямую, а зигзагами, ловя попутный ветер. Такие перемещения происходили настолько медленно, что путешественник успевал адаптироваться к постепенному сдвигу рассветов и закатов в ту или иную сторону, что он мог заметить, если имел карманные часы (далеко не у всякого они были). Никаких «джетлагов» еще и в помине не было, и ни в одном старинном романе вы не прочитаете, что у путешественника возникают проблемы со сном и бодрствованием при «транс-меридиональных» переездах.

Третий пример связан с возрастным составом человечества. Еще сравнительно недавно, во времена моей молодости, считалось, что 80 лет – весьма почтенный возраст, 90-летних насчитывались единицы, а чтобы увидеть 100-летнего человека, нужно было ехать на Кавказ… Сейчас бодрыми ветеранами никого не удивишь (пожелаем им всем доброго здоровья и долгих лет!) даже в больших городах, а ведь всегда считалось, что дурной воздух и другие условия жизни там вовсе не располагают к долгожительству! Соответственно, обострились проблемы, связанные со здоровьем пожилых, поскольку чуть ли не каждый второй из них жалуется на нарушения бодрствования (дневная сонливость и пр.) и сна (бессонница и пр.).

Так что интерес общественности велик, и ученым есть что рассказать по этому поводу – последние 60 лет необычайно богаты открытиями в области сомнологии и хронобиологии. Однако все эти десятилетия на русском языке почти ничего общедоступного не появлялось, кроме, пожалуй, только книги Александра Моисеевича Вейна «Три трети жизни» (М.: Знание, 1991) и пары переводных – Александра Борбели «Тайна сна» (М.: Знание, 1988) и Стенли Корена «Тайны сна» (М.: Вече; АСТ, 1997); можно вспомнить еще одну или две переводных… В 2010 году вышла книжка немецкого популяризатора Петера Шпорка «Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается» (М.: БИНОМ. Лаборатория знаний). Но с тех пор тоже уже прошло немало лет… И вот наконец «прорвало»! За каких-то три года вышли четыре научно-популярные книги, одна другой лучше: Михаил Полуэктов «Загадки сна. От бессонницы до летаргии» (М.: Альпина нон-фикшн, 2019), Владимир Ковальзон «Маятник сна» (Минск: Дискурс, 2021), Мишель Жуве «Наука о сне. Кто познает тайну сна – познает тайну мозга!» (М.: АСТ, 2021), Роман Бузунов и София Черкасова «Всем спать! Как наладить сон и улучшить качество жизни» (М.: АСТ, 2022). Первые две книги из этого перечня были отмечены своеобразным «знаком качества» – книга Полуэктова заняла 2-е место на ежегодном конкурсе РАН, а моя книга стала финалистом (то есть фактически тоже разделила 2-е место вместе с двумя другими книгами) премии «Просветитель» фонда Дмитрия Зимина. Теперь благодаря издательству ЭКСМО/БОМБОРА читатель может ознакомиться с еще одной, пятой научно-популярной книгой на эту тему за последние годы. Пожалуй, это «белое пятно» в нашей научно-популярной литературе теперь закрыто, по крайней мере на ближайшие несколько лет…

Надо сказать, что волею судьбы я оказался не только автором одной из этих пяти книг, но и научным редактором почти всех остальных, так что могу сравнивать. И признаться, сам был несколько удивлен – ни одна из этих книг не повторяет другую! Видимо, проблема сна – одна из тех «метафизических», которые можно изучать бесконечно, «вращаясь вокруг нее по спирали», открывая в ней всё новые и новые аспекты, проникая всё глубже, охватывая всё шире, но никогда не познавая до конца… Авторы этих книг подходят к проблеме с разных сторон: Михаил Полуэктов, а также Роман Бузунов и София Черкасова – врачи-сомнологи и рассматривают главным образом клинические и психофизиологические аспекты проблемы (которые по большому счету и волнуют широкую публику). Книга Жуве и моя книга адресованы вдумчивому читателю, склонному не просто получить простые ответы на свои вопросы, но и поразмышлять, поломать голову над загадками нашего организма и сознания. К этой же группе научно-популярной литературы относится и книга блестящего нейрофизиолога-экспериментатора, одного из лучших в Европе специалистов по проблеме сна – Владислава Вязовского, которая создана им в соавторстве с русскоязычной швейцарской журналисткой Мариной Карлин. Целый ряд проблем, рассматриваемых в их книге, никогда ранее не освещался в русскоязычной литературе: локальный сон, инерция сна, инстинкт сна, влияние фазы луны на сон, зарождение хронобиологии и др. А глава об экологии сна вдохновила меня на дальнейшее изложение «надорганизменного» подхода, которое я перенес в послесловие.

Уверен, что книга Вязовского и Карлин будет познавательным и увлекательным чтением, и с радостью рекомендую ее нашему читателю.

Владимир Ковальзон,

доктор биологических наук,

главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова Российской академии наук,

руководитель секции сомнологии Физиологического общества им. И. П. Павлова,

председатель правления Национального сомнологического общества

Глава I
О чем эта книга?

Бодрствование и сон: что это?

В своей знаменитой классификации природы основоположник современной биологии Карл Линней¹ определил животных как существ, обладающих способностью чувствовать и двигаться. Эти характеристики отличают живые организмы от неодушевленных предметов и растений, а также позволяют установить, в каком из двух особенных состояний они – животные – находятся: в бодрствовании или во сне.

Приблизительно треть нашей жизни мы спим. Когда приходит сон? Уловить невозможно. Свет потушен, голова лежит на удобной подушке, в голове крутятся события прошедшего дня, глаза закрываются, мускулы расслабляются… Сон пришел?! Удивительно, как редко мы обращаем внимание на то, как и когда это происходит. Ведь «чудеса, которые часто происходят, становятся обыденностью»², – замечал британский нейробиолог Чарльз Шеррингтон³.

Разговор о сне вызывает всевозможные ассоциации. Даже не затрагивая волнующую тему снов в значении «сновидения», можно с уверенностью утверждать, что слово «сон» может иметь много разных определений. Что же такое сон? Определенное состояние, без которого ни один живой организм не обходится? Некий процесс, развитие нашего состояния во времени? Или, наконец, просто желание? Желание спать! Понятие «сон» может иметь самые разные значения в зависимости от контекста: жалуемся ли мы врачу на бессонницу, читаем ли книгу Меттью Уолкера «Зачем мы спим»⁴ или критикуем⁵ ее, смотрим ли фильм Пенни Маршал «Пробуждение»⁶, но также – от времени суток! Когда мы бодрствуем, недосуг размышлять о сне, если нет интереса или нужды – поиска ночлега, например, во время многодневного туристического похода по тайге.

Сон – это что-то вроде дыхания, которое мы не замечаем, когда здоровы, и пытаемся контролировать, лишь когда об этом просит сосредоточенный врач, приложив стетоскоп к нашей груди: «Вдохнуть, выдохнуть, глубоко вдохнуть», или фитнес-инструктор, который наблюдает за ритмом движения и дыхания. Без дыхания нет жизни. Жизнь невозможна и без сна. Но как сон происходит? Утром, едва открыв глаза, мы уже знаем, что проснулись – как вчера и позавчера, как каждое утро. Часто ли вы задумывались, что несколько часов отсутствовали в этом мире? Где было наше сознание все это время, когда мы (или только наше тело) находились в кровати?

Наконец-то тема сознания вышла из областей, которые исследовали только философы или психологи. Ученые-естествоиспытатели говорят, что сознание – это единственное и самое ценное, что у нас есть. Оно, пожалуй, даже важнее, чем сама жизнь: ведь факт бытия не имеет никакой ценности и никакого смысла без способности этот факт осознать. Вы же знаете или видели в кино, как в считаные секунды на операционном столе, под надзором анестезиолога, это исключительное дарование природы – сознание – теряется, а пациент даже не ощущает этой потери. Но так случается с нами каждый день, десятки тысяч раз на протяжении жизни. В момент засыпания.

Не у всех и не всегда удивительный процесс погружения в сон происходит быстро и гладко, но все же многим знакомо это приятное чувство. Мимолетные галлюцинации, возникающие во время засыпания, называются гипнагогическими. Греческое слово «гипно» имеет прямое отношение ко сну. И пока бог сна Гипнос из древнегреческой мифологии и его сын Морфей плетут загадочный алгоритм будущих сновидений, некоторые из нас, словно барахтаясь на волнах в штормовом море, то пропадают, то снова появляются, безуспешно пытаясь осчастливить себя погружением в глубокий сон.

Как же происходит этот процесс? Для того чтобы найти ответ на вопрос, начнем с другого. Что отличает бодрствование от сна? Казалось бы, что может быть проще! Но все же попробуйте-ка на него ответить. Обычно мы знаем, что спали (всегда в прошедшем времени), а сейчас уже не спим. Откуда нам известно, что проснулись? Мы же бодрствуем! Смотрим, говорим, двигаемся! Именно это и есть основное доказательство того, что мы не спим. В собственном бодрствовании мы всегда уверены. Это важно. Ведь бодрствуем, мыслим – значит, существуем!⁷ Но попробуем разобраться: так ли это? Можем ли мы не сомневаться, что в каждое данное мгновение времени бодрствуем?

Для ответа потребуется ввести некоторые определения. Известно, что во время бодрствования мы двигаемся, спонтанно и неосознанно перемещая пальцы рук, ноги, голову и т. д. Сможете, не задумываясь, ответить, сколько раз вам пришлось пошевелить пальцами, пока вы перевернули прочитанную страницу этой книги? Сколько движений глаз, так называемых саккад⁸, вы совершили, читая слова и предложения? Заметили ли вообще, что выполняли эти движения? Но может ли движение быть определением бодрствования? Как часто на улицах крупных городов можно увидеть артистов, бесподобно играющих роль статуй. Они удивляют своей неподвижностью, зарабатывая этим себе на хлеб, и, конечно, бодрствуют. Неподвижно, но не во сне.

Знаете ли вы, сколько раз человек меняет положение своего тела во сне, не просыпаясь? Или что дети могут падать с кровати и тоже не просыпаться при этом, если, конечно, на полу лежит мягкий ковер. Слышали ли вы что-то о парасомниях? Двигательный феномен, который имеет отношение ко сну, одно из его проявлений называется «сомнамбулизмом» – снохождением. Одним словом, неверно утверждать, что сон и движение несовместимы, но, естественно, возможности двигаться во время сна у нас значительно меньше, чем во время бодрствования, и это имеет глубокий эволюционный смысл. Прежде всего это важно потому, что во время сна наши сенсорные функции ослаблены, мы не можем адекватно реагировать на опасные ситуации и именно поэтому уязвимы. С другой стороны, оставаться неподвижными – значит не привлекать ненужного постороннего внимания, которое может помешать нашему сну. Это особенно актуально во время фазы быстрого или парадоксального сна⁹, когда мозг активен, но двигательная система, особенно мозговые центры, ответственные за скоординированные произвольные движения, полностью отключена. Случается, после такой фазы и сопровождающих ее эмоциональных сновидений вы просыпаетесь, но обнаруживаете, что не можете пошевелиться. Состояние сонного паралича может длиться мгновение или даже несколько секунд, вызвав панику, а потом наступает мышечное освобождение и глубокий выдох сменяет испуг. Обычно мы уверены в нашей способности контролировать свое тело и свои движения. Потеря контроля во сне напоминает, что это далеко не всегда так.

Можно ли одновременно спать и бодрствовать?

Известны необыкновенные примеры из мира животных, когда движение и сон не исключают друг друга. Дельфины, например, или некоторые другие морские млекопитающие должны постоянно двигаться и в то же время – спать. Сон у дельфинов наблюдается то в одном, то в другом полушарии мозга, и можно сказать, что в таких случаях они бодрствуют и спят одновременно! Как это у них получается? Известно, что мозолистое тело – пучок нервных волокон, соединяющий полушария, – у дельфинов относительно невелик. Но как из одной половины мозга в другую переносятся мгновенно приказы, отвечающие за сон, пока остается загадкой¹⁰.

Мозг человека также асимметричен, и считается, что левое и правое полушария, по крайней мере отчасти, специализируются на решении определенных задач. Ученые пока не могут определиться, можем ли мы достигать состояния «расщепленного сознания», но существуют удивительные свидетельства того, что у пациентов с рассеченным мозолистым телом одно полушарие может не знать, что в это время делает другое. Некоторые исследования показали, что сон, и даже отдельные его фазы, может быть асимметричен и у людей, хотя, конечно, не в такой степени, как у дельфинов.

Одновременное сосуществование бодрствования и сна наиболее выражено в случаях, когда мы вынужденно лишены сна, и наверняка при определенных его нарушениях (об одном упомянуто выше). Итальянский нейрофизиолог Джузеппе Моруцци назвал такие состояния dormiveglia – «полусном» или «сном-бодрствованием», а известные американские ученые Марк Маховальд и Карлос Шенк¹¹ ссылались на размытость границ при описании смешанных состояний между бодрствованием и сном. Во всяком случае, существующее тысячелетиями представление «мы либо бодрствуем, либо спим, без промежуточных состояний» в некотором смысле устарело.

Сама по себе точка зрения, что сон и бодрствование не взаимоисключающие состояния, не новая. Предположения, что во время сна спят только определенные мозговые центры, которые отвечают за сознание или сенсорное (чувственное) восприятие, – что мозг не спит полностью, – высказывались уже довольно давно. Мария Манасеина¹², одна из первых русских женщин-ученых, в частности исследовавшая и сон, писала: «Ученые, признающие сон за остановку или диастолу мозговой деятельности, ошибаются, так как во время сна мозг вовсе не спит, не бездействует весь целиком, а засыпанию подвержены только те части его, которые составляют анатомическую основу, анатомический субстрат сознания. Сон – время отдохновения нашего сознания»¹³. Упомянутый уже Моруцци уточнял, что «сон в первую очередь касается не всего головного мозга или даже неокортекса – его верхних слоев, – но только тех нейронов или синапсов, которые во время бодрствования связаны с функциями мозга, отвечающими за сознательное поведение».

Существующее тысячелетиями представление «мы либо бодрствуем, либо спим, без промежуточных состояний» в некотором смысле устарело.

Как же проверить эти заключения экспериментально и возможно ли это в принципе? Непросто! И главная причина заключается в том, что мозг до относительно недавнего времени, которое подарило новые технологии для его исследования и визуализации, был наитруднейшей загадкой. Поэтому-то и культивировался традиционный взгляд на сон как на телесный и общий полный покой, который характеризуется отсутствием движения. Лучшие нейробиологи до недавнего времени рассматривали сон как состояние, когда вся деятельность мозга приостановлена. Лауреат Нобелевской премии, русский физиолог Иван Петрович Павлов¹⁴ считал сон «разлитым торможением коры». Сегодня мы точно знаем, что это не так: мозг активен, когда мы спим. Логично было бы предположить, что разные части мозга могут играть неодинаковую роль в процессе сна и даже могут иметь различную потребность во сне, что, впрочем, и было обнаружено в последующих исследованиях.

За кулисами неточных определений

Прежде чем мы начнем повествование, стóит сделать первый и далеко не последний шаг на просторы этимологии, отметить некоторые важные понятия и задать вопросы к их определениям. Если бодрствование – это больше, чем просто движение, а сон – это больше, чем его отсутствие, а оба состояния могут в равной степени одновременно сосуществовать, то как мы можем отличить эти два состояния? Есть ли в нашем языке (или языках) подходящие слова, определяющие понятие «сон» в общем и отличающие процесс сна от разных его типов? Одно из главных препятствий для понимания сна – неточные или ложные словесные выражения, которые его характеризуют.

Представьте ситуацию: едва вам удалось заснуть, как кто-то зашел к вам в комнату, негромко позвал вас по имени и потянул за одеяло. Вы, скорее всего, сразу проснетесь. Но если вас потревожат среди ночи, то придется приложить больше усилий, чтобы вызвать какую-то, тем более осмысленную реакцию. Одно из свойств сна называется порогом пробуждения, оно не постоянно и меняется в течение ночи, в зависимости от типа сна например. Сам порог пробуждения очень индивидуален и тем более широко варьирует среди животных – к некоторым невозможно приблизиться, не потревожив, а других просто невозможно разбудить! Порог пробуждения характеризует «глубину» сна, но, несмотря на то что это понятие часто употребляется, измерять его совсем непросто, а тем более интерпретировать с нейробиологической точки зрения.

Одно из главных препятствий для понимания сна – неточные или ложные словесные выражения, которые его характеризуют.

Парадокс состоит в том, что для того, чтобы подтвердить сам факт сна, необходимо разбудить спящего. В некотором смысле это можно сравнить со знаменитым мысленным экспериментом, известным как парадокс кота Шредингера, в 1935 году придуманный Эрвином Шредингером¹⁵, австрийским физиком-теоретиком, занимавшимся описанием квантовой механики, которая объясняет идею корпускулярно-волнового дуализма. Эксперимент многим хорошо знаком. В стальной закрытый ящик с радиоактивным атомным веществом помещают кота (уточним: ни один настоящий кот в эксперименте Шредингера не участвовал, а следовательно, и не пострадал). Если расщепление атома произойдет, это вызовет высвобождение некоего смертельного вещества, и тогда гипотетический кот погибнет. Но атом может и не распасться, и тогда кот останется жив – вероятность обеих исходов одинакова. Пока ящик закрыт, состояние кота предсказать невозможно и приходиться смириться с тем, что кот и жив и мертв одновременно. Только открыв ящик, можно с уверенностью дать ответ. Эйнштейн был в восторге от этого примера и нашел его крайне полезным, чтобы интерпретировать возможность существования двух состояний одновременно. Сам факт наблюдения решает судьбу эксперимента (и обрекает кота на жизнь или смерть). Так и со сном. Большую часть времени мы проводим в промежуточных состояниях, а для того, чтобы убедиться, что испытуемый действительно спит, не остается ничего другого, как попытаться получить от него какой-либо ответ, что само по себе повлияет на состояние спящего. Можно сказать, что сон и бодрствование – не бинарные, а вероятностные понятия. Они отличаются не качественно, а всего лишь количественно. В этом трудность определения сна.

Парадокс состоит в том, что для того, чтобы подтвердить сам факт сна, необходимо разбудить спящего.

Увы, наш язык слишком ограничен даже для поверхностного описания таких сложных и относительных понятий, как сон. Но многие ли из нас знают, как работает наш телефон или компьютер или каково назначение конкретного механизма в автомобиле, на котором мы ездим каждый день? Нужны ли нам эти знания? Возможно, и нет. Но есть необходимость понять сон лучше! Просто для того, чтобы избежать самых вопиющих и непростительных недоразумений. Представьте ситуацию. Вы пришли к врачу, жалуясь на самочувствие, и один из вопросов, который вы слышите: «Какой процент вашего мозга спал прошлой ночью?» Или такой: «Насколько вы бодрствовали по дороге ко мне?» Если эти вопросы вам кажутся странными и нелепыми – эта книга как раз для вас. Знание ответов на такие вопросы или хотя бы осознание их важности может спасти жизнь – и не только вам.

Так о чем же эта книга?

Сто лет назад о сне было известно немного, но будем откровенны, и сегодня ученые не могут похвастаться тем, что тайна сна открыта. Даже трудно сказать, сколько еще нам предстоит узнать, сколько поколений любознательных будет исследовать сон, сколько раз поменяется научная парадигма, пока произойдет заметный прогресс. Да, уже накоплено довольно много данных в этой области. Да, ученые уже могут оперировать определенными знаниями, но понимания сути научного предмета «сон» еще нет. Профессора различных биологических, психологических, медицинских дисциплин еще долгое время будут загружать своих студентов интересными темами для будущих исследований – и наша книга сможет им в этом помочь. Она представляет собой скромную и робкую попытку представить и проанализировать некоторые важные аспекты науки о сне и в основном будет касаться не того, что хорошо известно, а того, что очень хочется понять, каких важных открытий стоит ожидать в ближайшем будущем.

Повествование начнется не с момента засыпания, а с определения «пробуждения». Мы смело засыпаем каждую ночь, не сомневаясь, что вернемся к бодрствующему состоянию следующим утром, и не задумываемся, почему и как мы вообще просыпаемся. Как в состоянии измененного, если не отсутствующего, сознания у нас получается отслеживать течение времени, чтобы поспать ровно нам причитающиеся семь или восемь часов? Почему иногда невозможно проснуться без будильника, который не всегда и не всем сразу помогает расстаться со сном? Одинаково ли долго длится сон в зависимости от времени, когда мы заснули?

Многие ученые считают, что сон – это расплата за бодрствование предыдущим днем. Как же оптимально разделить сутки на эти две составляющие: сон и бодрствование?

Можем ли мы сократить до минимума время сна, удлинив тем самым время активности, когда мы живем, взаимодействуя с миром? Вы удивитесь, узнав, что процесс, который отсчитывает порцию минут и часов, выделенную каждому, математически точен, а задолженность по сну не может накапливаться бесконечно и расплата обязательно наступит. В какой валюте происходит этот расчет? Это один из важных вопросов науки о сне, а мы обсудим несколько ведущих теорий, позавидовав некоторым птицам – фрегатам, например, – умеющим часами парить без взмаха крыльев и лететь много дней без посадки на воду или землю. Спят ли они в полете? Если да, то как? Можем ли мы научиться у них бодрствовать долгое время?

Процесс, который отсчитывает порцию минут и часов, выделенную каждому, математически точен, а задолженность по сну не может накапливаться бесконечно, и расплата обязательно наступит.

Было время, когда ученые считали сон и бодрствование взаимоисключающими, глобальными процессами на уровне всего организма, но уже выяснилось, что это далеко не так. В каждое мгновение, каждый данный момент всего лишь часть нашего мозга активно бодрствует, в то время как большая часть, по сути, отключена. Чем это определяется? Отделы мозга, ответственные за возникновение и поддержание бодрствования и сна, вовлечены в очень сложное динамическое взаимодействие друг с другом. Сегодня известно, что нарушения работы некоторых частей гипоталамуса – небольшой, но ключевой области мозга – вызывают бессонницу или даже могут отправить пациента в коматозное состояние. Но где находится тот магический переключатель, который решает, когда нам спать, а когда бодрствовать, и откуда управляется этот невероятно сложный оркестр нейронных процессов и синаптических связей? И есть ли центр сна вообще?

Нам известно много факторов, которые определяют цикл бодрствования и сна и отвечают за него. Без описания роли циркадианных ритмов в этих процессах обойтись невозможно, и мы рассмотрим их подробно. Почему, например, кто-то из нас просыпается перед рассветом, в то время как его соседи только заснули? Мы не обойдемся без упоминания стимулов, которые настраивают внутренние биологические часы в нашем «молекулярном оркестре». И снова животные, в этом случае жаворонки и совы, нам помогут. Вопрос выбора времени для сна, как людьми, так и животными, нас также будет занимать. Ведь известно, что кто-то спит днем, кто-то – ночью, а кто-то – в любое время суток. Почему слоны – одни из самых умных животных с невероятно сложным поведением и социальным устройством, обходятся всего несколькими часами сна¹⁶, в то время как другие – летучие мыши, например, – проводят бóльшую часть жизни во сне?¹⁷

Мы привыкли думать, что наше основное состояние – бодрствование. И, к сожалению, мы должны от него периодически отказываться, чтобы поспать. А если предположить, что базовое состояние, в котором проходит жизнь, – это на самом деле не бодрствование, а сон? Нетривиальное заявление? Некоторые ученые считают, что мы просыпаемся всего лишь для того, чтобы быстро, наспех справиться с насущными делами, которые нам недоступны в состоянии сна, – добычей пропитания и размножением, – и снова вернуться в сон. Эта точка зрения, как нетрудно заметить, совершенно меняет наши самые фундаментальные представления о роли сна в нашей жизни. Поэтому мы обсудим их, объективно и критически, в одной из последующих глав.

Как известно, в первые месяцы после рождения человек (как, впрочем, и многие другие животные) проводит большую часть времени во сне. Какой в этом биологический смысл? Что происходит со сном, когда организм взрослеет и затем стареет? Играет ли сон одну и ту же роль сразу после рождения и незадолго до смерти? Без экскурсии в наше индивидуальное развитие – от рождения до глубокой старости – не обойтись, и мы объясним, почему сон меняется с возрастом и как здоровый сон в течение жизни влияет на развитие старческих изменений в теле и мозге. Мы попытаемся обосновать роль сна в том, как реализуется программа, которая ответственна за выживание нашего вида.

Весь мир строится вокруг нашего сна и бодрствования. Мы живем на полуспящей планете.

Снова и снова мы будем возвращаться к вопросам определения того, что такое сон, что представляет собой процесс засыпания и что происходит со сном в течение ночи. Как накопленные знания в смежных областях и развитие технологий влияли на развитие наших представлений о сне, бодрствовании и сознании? Действительно ли мы теряем сознание, когда засыпаем? Что определяет глубину сна? Почему сон состоит из разных фаз? И как отличить медленный сон от парадоксального, характеризующегося быстрым движением глаз? А знали ли вы, что лишение – депривация – сна считается одним из самых перспективных терапевтических подходов при депрессии?

Наконец, мы зададимся вопросом о возникновении и эволюции сна в контексте сложных и динамических экосистем.

Поговорим о роли сна в глобальном масштабе и обсудим, как сон влияет на функционирование нашего общества. В каждую минуту около миллиарда людей на Земле спят. Около половины из них в данный момент видят сны. Пожалуй, около трети всех спящих храпят, не давая спать своим партнерам – другой трети. Многие из них скоро откроют глаза, несмотря на темноту, и больше не смогут заснуть, ворочаясь до утра, некоторые потянутся к снотворному на столике у кровати, а другие, к сожалению, больше никогда не проснутся.

Весь мир строится вокруг нашего сна и бодрствования. Мы живем на полуспящей планете. Сон – это одно из самых удивительных явлений, уникальных состояний и непонятных процессов, которые касаются каждого из нас в отдельности и всего общества в целом. Если бы сна не было, мир был бы другим.

Глава II
Пробуждение

«Компетентность без разумения»

«Сон – такой совершенно знакомый и обыденный процесс – тем не менее до сих пор ускользает от нашего понимания»¹⁸, – писал швейцарский исследователь сна Александр Борбели. Десятки, если не сотни тысяч раз мы засыпаем и просыпаемся в течение жизни и воспринимаем этот процесс чем-то самим собой разумеющимся. Нам не нужно учиться спать и бодрствовать – мы наделены этим даром от природы, – и это происходит в некотором роде само по себе. Американский философ Дэниэль Деннетт ввел в употребление прекрасно характеризующее сон понятие «компетентность без разумения»¹⁹. Нам не нужно знать, что такое сон, для того чтобы засыпать и просыпаться. Мы просто спим, не думая, зачем это делаем и что это за удивительное состояние, которое отбирает у нас треть жизни. И чем меньше мы пытаемся активно, сознательно участвовать в процессе засыпания, тем легче оно наступает. Любопытно, что в отличие от многих других типов поведения, которые совершенствуются с опытом в течение всей жизни, сон только ухудшается. Как будто с возрастом мы разучиваемся спать и управление нашим сном и способность его контролировать, включая и момент засыпания, и процесс возвращения к бодрствованию, становятся нам все менее и менее подвластны. Обрести контроль над собственным сознанием, постичь его или только осознать саму возможность его понимания – все это требует огромных физических и душевных усилий и многолетних тренировок. Не потому ли «пробуждение» считается в буддизме высшей точкой самосовершенствования, чем-то находящимся далеко за пределами обычных человеческих возможностей? Имя основателя религиозно-философского учения – Будда – на санскрите означает «пробудившийся», а его достижение стадии просветления ознаменовало начало новой эпохи в развитии цивилизации. Однако остается до сих пор неясным, в чем же именно состояло «пробуждение» Будды? Ведь все, как обычно, сводится к определениям понятий, к тому, как мы их понимаем и как к ним относимся.

В отличие от многих других типов поведения, которые совершенствуются с опытом в течение всей жизни, сон только ухудшается.

Определить, что такое сон, непросто²⁰. Обычно его описание подразумевает простое исключение характеристик бодрствования. Например, сон – это состояние, которое связано с отсутствием движения и способности к осознанным ответам на внешние воздействия. А бодрствование в таком случае – наоборот. Но так ли это? Бодрствование определяется, во-первых, способностью получить и воспринять информацию, приходящую из окружения. Во-вторых, способностью на нее реагировать тем или иным способом: отвечать окружению, влиять, в свою очередь, на него, что обычно происходит через движение. Во сне такого не происходит. Подобные круговые описания не всегда помогают, но, увы, пока ничего лучшего в нашем распоряжении нет. Мы будем не раз возвращаться к определению сна, потому что истинное положение вещей намного сложнее, чем кажется. С чего же начать исследовать такое явление, как «сон»? Предлагаем подойти к этому вопросу не с момента засыпания, а с момента пробуждения.

Волшебный ткацкий станок

Британский философ, логик и математик Альфред Норт Уайтхед когда-то писал своему ученику, соавтору знаменитого труда «Основания математики»²¹ Бертрану Расселу²²: «Для вас мир отождествляется ощущению ясного, безоблачного дня около полудня; для меня же это более сродни пробуждению ранним утром из глубокого сна»²³.

Переход от сна к бодрствованию, или возвращение из потустороннего мира сна в реальность, заслужил немало эмоциональных описаний, которые, впрочем, представляют собой не более чем робкие попытки облечь в словесную форму то, что можно только ощутить и пережить лично. Попробуйте, например, объяснить, что такое пробуждение, инопланетянину, который прилетел с планеты, где никто не спит!

Для нас пробуждение – это процесс, который неразрывно связывает наш внутренний и внешний миры. Он может быть понят, только если его рассматривать одновременно изнутри и извне. В момент пробуждения мир небытия или фантастических сновидений материализуется, трансформируется в осязаемые формы внешнего мира. И он, в свою очередь, начинает снова действовать на нас, а мы опять обретаем привычную способность на него отвечать. Постоянное, динамическое взаимодействие между организмом и окружающей средой находится в центре внимания энактивизма – представления о том, что когнитивные функции и другие проявления деятельности организма могут быть поняты только через призму взаимодействия между ними. В свою очередь, мозг также находится не в вакууме, а является частью тела, и множество видимых и невидимых нитей – от гормональных взаимодействий и общего кровотока до нервных связей через периферическую нервную систему – связывает его с внутренним миром. Процесс ощущения нашего внутреннего состояния называется интероцепцией. Сон в этой свя́зи занимает важное место – это одно из немногих состояний, когда взаимоотношения между мозгом, телом и окружением кардинально меняются. Сон определяется прежде всего взаимодействием между нами и миром извне, а не только тем, что происходит в глубине мозга, где миллиарды нейронов, пребывая в вечном мраке черепной коробки, усердно трудятся над расшифровкой и систематизацией потоков информации, которые приходят с помощью органов чувств.

В книге «Человек и его природа»²⁴, которую Чарльз Шеррингтон составил по лекциям, прочитанным в Эдинбургском университете в 1937–1938 годах, есть пассаж, который поэтически описывает момент пробуждения: «Верхний слой коры мозга, где еще мгновение назад едва ли пробегала искра света, внезапно озаряется появлением ритмически мигающих и движущихся огней, спешащих туда и сюда. Мозг просыпается, а вместе с ним возвращается и разум. Это как если бы Млечный Путь вступил в некий космический танец, или это как волшебный ткацкий станок, на котором миллионы мигающих челноков плетут растворяющийся узор, неизменно значимый, но никогда не постоянный, состоящий из изменяющейся гармонии стежков»²⁵.

Сон определяется прежде всего взаимодействием между нами и миром извне, а не только тем, что происходит в глубине мозга.

Сегодня мы знаем, что мозг активен во время сна и возникновение искр света – не более чем метафора. Но как же описать процесс пробуждения? А главное, почему и как оно происходит? Исходит ли сигнал о том, когда просыпаться, изнутри, или же это процесс, который зависит прежде всего от внешних сигналов, имеющих решающее значение?

Инерция сна

Британский поэт и философ Фредерик Майерс описал явление так называемого гипнопомпического состояния²⁶ – характерного состояния сознания в момент пробуждения. Возможное возникновение в этот момент галлюцинаций, как считается, отражает попытки мозга «объяснить» и привести в гармонию два потока информации: исходящий изнутри (сродни воображению) и извне (сенсорное ощущение или перцепция) – и разрешить возникающие между ними конфликты. Такого рода противоречия проявляются в явлении гипнического подергивания – характерного ощущения падения при засыпании, от которого человек мгновенно просыпается. Происхождение этого феномена неясно, но, возможно, оно связано с неодновременным засыпанием разных частей мозга: те области, которые отвечают за то, чтобы поддерживать тонус мышц, в некоторый момент перестают получать тормозящее влияние от других структур мозга или неправильно интерпретируют расслабление мышц, принимая его за опасность потери равновесия. В ответ мозг моментально воспроизводит процесс падения в воображении и формирует адекватную реакцию – его предотвратить. Устранить несуществующее падение. Время в этот момент как будто идет вспять. Падения еще не произошло в реальности, но ответ на него – пробуждение – уже сформирован. Гипнические подергивания – это один из замечательных примеров явлений, относящихся ко сну, которыми можно с увлечением спекулировать, не зная конкретного и исчерпывающего ответа. Впрочем, так обычно и развивается наука, ведь «воображение предшествует познанию»²⁷ – утверждал нобелевский лауреат, американский нейробиолог Ричард Аксель.

А одним из путей познания является собственно движение – Максин Шитс-Джонстон, философ и автор книги «Первичность движения»²⁸, развила знаменитый афоризм Сократа о познании себя: «Биологическая матрица, которая в своем эволюционном развитии восходит к проприоцепции» – осознанию собственного тела, ощущению его положения в пространстве и его перемещения. К свя́зи сна и движения мы еще не раз вернемся.

Другой аспект, связанный с пробуждением, – инерция сна. Переход от сна к бодрствованию не происходит внезапно – это постепенный процесс, и мы сразу после пробуждения, как правило, чувствуем себя как-то необычно. Начальный период бодрствования зачастую характеризуется пониженным уровнем внимания, некоторой дезориентацией во времени и пространстве – где я, который час? – и отчетливым субъективным ощущением «неполного бодрствования». Это состояние часто называют инерцией сна. Примечательно, что инерция сна – это не только и не просто «субъективное явление», она имеет четко обозначенную, впрочем тоже недостаточно понятную, нейрофизиологическую основу. Ученые в лабораториях сразу после пробуждения испытуемых, в первые минуты их бодрствования, фиксировали характерные изменения в определенных частотных диапазонах электроэнцефалограммы, а также изменения в вызванных потенциалах мозга (тип активности, отражающий ответы мозга на внешнюю стимуляцию) и снижение когнитивных функций. Кстати, известно, что очень короткий дневной сон²⁹ может быть намного более освежающим, чем продолжительный, по крайней мере на субъективном уровне. Одна из причин этому – именно инерция сна, которая не проявляется в значительной степени после его «поверхностных» стадий. Однако если позволить сну продолжить развитие и добраться до глубоких стадий, то инерция сна может практически перечеркнуть всю пользу сна.

Переход от сна к бодрствованию не происходит внезапно – это постепенный процесс, и мы сразу после пробуждения, как правило, чувствуем себя как-то необычно.

Так что же происходит в мозге после пробуждения? Недавние исследования на лабораторных грызунах позволили выяснить, что активность нейронов коры мозга немедленно после пробуждения несколько снижена. Иными словами, количество электрических разрядов (которые также называют нервными импульсами), которыми, как считается, нейроны обмениваются информацией, было на 15–20 % ниже в первые несколько минут после спонтанного выхода из сна по сравнению со средними значениями во время бодрствования. Более того, паттерн разрядов активности напоминал скорее активность мозга во сне, чем во время бодрствования. Иначе, с одной стороны, мышь уже проснулась, а с другой стороны – не совсем.

Если медленное, постепенное пробуждение сохранилось в процессе естественного отбора, значит, это давало какие-то преимущества для выживания.

Как же внести бóльшую ясность в вопрос: спит ли еще мышь во время пробуждения или уже нет? Британский физик и астробиолог Пол Дэйвис в своей книге «Демон в машине»³⁰ рассуждал о возможности разработать «датчик жизни», который можно было бы применять, чтобы определять, есть ли жизнь на удаленных планетах или нет. Впрочем, он сразу оговаривался, что вопрос о том, что такое жизнь, остается до сих пор открытым: «Конечно, датчика жизни пока не существует. Более того, еще предстоит выяснить, как такое устройство может работать в принципе. Что именно оно должно измерять? ‹…› Например, поговорим о сложности химического состава живых организмов. Мышь, которая только что умерла, по своей химической сложности едва ли уступает живой мыши. Однако мы же не станем утверждать, что она еще жива на, скажем, 99,9 %. Вовсе нет. Она просто мертва». К сожалению, все обстоит не так просто со сном. Судя по некоторым данным, немедленно после пробуждения мышь может быть в обоих состояниях – бодрствования и сна – одновременно. Впрочем, как и мы с вами!

В чем же биологический смысл инерции сна? Если медленное, постепенное пробуждение сохранилось в процессе естественного отбора, значит, это давало какие-то преимущества для выживания. На первый взгляд, это утверждение кажется удивительным. Ведь именно способность мгновенно возвращаться от состояния сна к бодрствованию должна быть адаптивной и полезной для выживания! Достаточно представить такую ситуацию: когда хищник приближается к спящей жертве, то, по крайней мере с точки зрения последней, даже минимальное промедление может стоить ей жизни. Однако, подобно тому как хищник и его жертва эволюционировали в отдельности, сами по себе, так и их взаимоотношения так же эволюционировали, и можно предположить, что в конечном счете был достигнут некоторый баланс. В итоге в процессе эволюции жертва научилась просыпаться достаточно быстро, чтобы с большой вероятностью успеть унести ноги от хищника, но и не настолько быстро, чтобы хищники совсем остались без пищи и вымерли.

Активность мозга во сне и наяву

Некоторые лабораторные исследования указывают на более глубокую инерцию сна после пробуждения из REM-фазы³¹, в которой мозг более активен, иногда даже по сравнению с обычным бодрствованием. Иными словами, зафиксировав более выраженное торможение нейронных разрядов при выходе из REM-фазы, ученые предположили, что медленное, постепенное пробуждение является предпочтительным – учитывая нейроанатомическую и нейрохимическую сложность сетей мозга, особенно у млекопитающих, чей мозг больших размеров. Не стоит недооценивать важность поддерживать баланс активности мозга – образования, которое состоит из астрономического количества тесно взаимосвязанных электрически активных нейронов. Для возникновения зрительного ощущения может быть достаточно лишь того, чтобы на сетчатку глаза попал всего один фотон. А что происходит при непрерывном извержении триллионов молекул нейромедиаторов в синаптические пространства нейронных контактов каждую миллисекунду? Именно поэтому торможение активности, или снижение общего уровня возбуждения, которое сопровождает глобальные переключения между состояниями мозга и всего организма, может быть особенно важным для предупреждения неадаптивных «гибридных» поведенческих состояний, например таких, которые сопровождаются гипнопомпическими галлюцинациями. Лучше просыпаться медленно и постепенно, но наверняка.

Это особенно важно в тот момент, когда кардинально меняется «направление» потоков информации, которые обрабатываются мозгом. Во время бодрствования наше внимание обычно направлено наружу: органы чувств настроены на восприятие главным образом внешнего мира. На сознательном и бессознательном уровнях происходит регистрация внешних стимулов и раздражителей, которые немедленно классифицируются по степени их важности, и в идеальном случае на основании этого формируется адекватный ответ. Немногое из того, что нас окружает, представляет какую-нибудь важность для нашего выживания. Поэтому все, что от нас требуется, – отфильтровывать, отсеивать ненужное и сосредотачиваться на том, что значимо. Кстати, одно из представлений о происхождении когнитивных нарушений в результате депривации сна связано именно с тем, что мы в некотором роде теряем способность отличать важное от несущественного, полезное от бесполезного и попросту давно знакомое и неинтересное от нового, когда мы хотим спать. В результате мы тратим больше мозговых «вычислительных» ресурсов, включая энергетические, на бесполезную задачу сортировать окружающие стимулы на предмет их новизны и важности. Конечно, это происходит в ущерб решению более насущных проблем.

Сложное поведение требует тщательного наблюдения за окружающей средой, что достигается внешними органами чувств, такими как зрение, слух или осязание.

Так или иначе, для того чтобы взаимодействие с окружающим миром или наше поведение было эффективным, необходима координация между двумя основными информационными потоками, которые сходятся на уровне корковых и подкорковых областей мозга и участвуют в планировании и согласованности движений, тем самым контролируя поведение в реальном времени. Сложное поведение требует тщательного наблюдения за окружающей средой, что достигается внешними органами чувств, такими как зрение, слух или осязание. Важный компонент обработки внешней информации – это внимание, которое, как мы уже сказали, включает в себя способность различать важные стимулы и игнорировать незначимые. «Проявление внимания организма к стимулу проявляется в том, что его (организма) реакция находится под контролем этого стимула»³², – писал американский нейропсихолог Джордж Рейнольдс. Однако реакцию также контролируют внутренние сенсорные потоки, среди которых выделим три. Первый – это так называемая эфферентная копия, которая позволяет распознавать и отличать сенсорные импульсы, произведенные собственным движением, от внешней сенсорной информации. Второй – мозг постоянно обновляет положение тела и движения конечностей, о чем сообщают сигналы проприорецепторов мышц и сухожилий, а также вестибулярной системы. Третий – при выполнении двигательных программ и отделении знакомых стимулов от неизвестных важную роль играет доступ к ранее приобретенным воспоминаниям. Непрерывная динамическая интеграция и разделение этих анатомических и функциональных источников информации необходимы, чтобы выработать экономичные и эффективные поведенческие решения и реакции, будь то поиск пищи, исследование окружающей среды, игра, избегание препятствий или спасение.

Во время сна же, хотя мозг не прекращает активность, внимание организма не направлено наружу и поступление сенсорной информации извне минимально. Вместо этого паттерны активности мозга, соответствующие тем, которые вызывают или сопровождают поведение, генерируются изнутри и остаются, так сказать, нереализованными. Это особенно наглядно проявляется в сновидениях, когда спящий субъект может не только перемещаться в воображаемом, внутреннем пространстве, но и иногда двигаться так, как физически не смог бы наяву, например летать. Очевидно, что характер активности мозга при этом довольно существенно отличается от бодрствования, но какие именно его аспекты здесь задействованы, увы, пока неясно.

Серийные пробуждения

Раньше считалось, что сновидения происходят исключительно во время REM-фазы сна. Теперь достоверно известно, что это не всегда так³³. Метод так называемых серийных пробуждений, когда испытуемые пробуждались в течение ночи с регулярным интервалом, позволил определить, в каких стадиях сна отчет о сновидении особенно вероятен. Каждый участник исследований немедленно после пробуждения должен был ответить на вопрос: «Можете ли вы вспомнить проявление какой-либо мысленной активности перед тем, как вас разбудили?» Именно такая постановка вопроса важна, ведь у испытуемых могут быть различные представления о том, что такое «сновидение». Приблизительно в 70 % случаев ответ был утвердительным и не зависел от фазы сна. Но даже в тех случаях, когда испытуемые не могут вспомнить ничего внятного, доказать, что сознание полностью отсутствовало, очень трудно. Дженнифер Виндт, Торе Нильсен и Эван Томпсон в статье «Исчезает ли сознание во сне без сновидений?» писали: «Часто говорят, что сознание исчезает в глубоком сне без сновидений. Мы же считаем, что это предположение слишком упрощенное. Если сон без сновидений с самого начала не определен как бессознательное состояние, есть веские эмпирические и теоретические основания утверждать, что на всех без исключения стадиях сна могут происходить разнообразные проявления сознания, некоторые из которых отличаются от сновидений».

У испытуемых могут быть различные представления о том, что такое сновидение.

Пример, который этот тезис иллюстрирует, – парадоксальная бессонница. При таком нарушении сна пациенты направляются в лабораторию сна, где им устанавливают электроды и рекомендуют спать в свое удовольствие. Наутро некоторые из них совершенно искренне утверждают, что не смогли сомкнуть глаз, в то время как записанная полисомнограмма недвусмысленно свидетельствует о весьма полноценном, здоровом сне, которому можно позавидовать. Что же это, как не проявление определенного рода сознания во время сна? Любопытно, но в медицинской литературе можно даже найти описание потери сознания во время сна! Это состояние называется ночным обмороком, и оно обнаруживается при ночном пробуждении с отчетливым ощущением выхода из обморока, с характерным шумом в голове и другими проявлениями только что испытанной потери сознания – во сне!

Впрочем, другим объяснением возможности или невозможности внятного отчета о сновидениях после пробуждения может служить не наличие или отсутствие сознания, а простая забывчивость. Действительно, в одной из работ 2017 года, описывающих серийные пробуждения, авторы замечали, что из 240 случаев у 32 испытуемых пять пришлось исключить из-за технических проблем и два из-за того, что проснувшиеся были слишком сонными после пробуждения, чтобы вразумительно отвечать на вопросы.

Легко представить, что, если участники исследования даже отвечали на вопросы о том, что им снилось, в некоторых случаях их ответы могли быть весьма ограниченными. Они просто не могли вспомнить, снилось ли им что-нибудь или казалось, что сон как будто был, но о чем – неизвестно. Не правда ли, знакомое ощущение? Это явление называют «белым сном». Возможно, неспособность облечь переживание в словесную форму объясняется тем, что области мозга, которые отвечают за речь, могут испытывать «локализованную» инерцию сна, или попросту «спать», в то время как остальной мозг уже почти вернулся в состояние бодрствования. Множество экспериментов и на людях, и на лабораторных животных свидетельствуют о том, что левое и правое полушария мозга задействованы по-разному в REM-фазе и NREM-фазе³⁴ сна, что скорее всего отражается и на способности к вербализации и устному отчету. Эта способность может селективно подавляться во время определенных фаз сна, независимо от того, как много мы готовы рассказать миру. Только вспомните, как трудно (сразу) разговаривать или понимать речь, когда вас разбудили среди ночи!

Теперь, немного разобравшись в определениях, пора отправляться к истокам возникновения двух фундаментальных состояний – сна и бодрствования – и обсудить, что же именно определяет в каждый данный момент, в каком из них мы пребываем и как «решаем», что пришла пора просыпаться.

История первая
Будильник: в поисках изобретателя

Профессии часовщик и «будильщик»

Индустрия знаменитых швейцарских часов и в первой половине XXI веке продолжает развиваться; находятся мастера, которые открывают новые мануфактуры, производящие только десятки экземпляров механических часов в год. Почему часовая промышленность все еще жива? «В них магия», – утверждают часовщики, веря в нескончаемую жизнь механических часов. Однако поиск хоть какого-нибудь – простенького или дорогого, уникального или исторически привлекательного – будильника на одной из больших и центральных европейских часовых ярмарок (до начала пандемии) успехом не увенчался. Не хранит в себе механизм будильника ни изящества, ни особенной тайны мира часовых пружин и колесиков. Будильник как отдельный предмет человеческого быта подводит итог своей недолгой истории. Порой только редкие инженеры-любители, но чаще дизайнеры предлагают новые идеи оформления декоративных часов, подающих в нужное время сигналы. Сегодня функцию побудки взяли на себя мобильные телефоны, пожалуй, полностью вытеснившие «настоящие» механические будильники.

Развитие недлинной истории будильника началось во второй половине XIX века, когда активный толчок индустриализации заставил человечество дышать новым городским ритмом. Петухи в городах не прижились, а звон церковных колоколов не всегда был слышен на окраинах, заселенных рабочими. В России и СССР рабочих будили фабричными гудками вплоть до конца 1950-х годов, но тогда, пожалуй, уже в каждой городской семье был «круглый» будильник 2-го Московского часового завода, показанный в фильме «Москва слезам не верит». Огромные предприятия Америки к концу XIX века страдали от опаздывающих к конвейерам рабочих, в штаты заводов вводилась новая рабочая единица, задачей которой было стучать молотком не в цеху, а по окну заводчан. В Англии профессия «будильщик» некоторое время была востребована. Архивы музейных фотографий из Туманного Альбиона начала прошлого века приоткрывают тайны мастерства того непростого бизнеса. На заре разбудить заказчика, живущего на первом этаже, – без проблем, палкой дотянуться до окна: тук-тук. А на втором? Удлинить палку или удочкой поцарапать по окну. А как быть с теми, кто живет на третьем этаже и выше? Но «нокаперы»³⁵ были изобретательны. Даже дежурившие по ночам полицейские «подрабатывали» побудкой людей. К 1920 годам профессия будильщиков начала вытеснятся механическими часами, которые прекрасно справлялись с этой задачей.

Петухи, колокола и флейта Платона

Стремительный рост выпуска будильников пришелся на смену веков и быстро прогрессировал до тех пор, пока Вторая мировая война не перенаправила производство в Европе на более нужные в военное время цели. Однако и военным нужно было просыпаться вовремя! К 1940 году только часовая промышленность СССР выпускала 349 000 будильников, что составляло 12 % от всех видов выпускаемых в стране часов, к 1975 году – уже в 50 раз больше.

Неужели человечеству в предыдущих веках не нужно было рано вставать? Хороший вопрос! Однако не только будильник, но и сам часовой механизм нужно было еще придумать. До этого важного изобретения начало того или иного дела определялось брезжущей зарею – утром, позже – по полудню, на закате дня или когда первая звезда взойдет – при хорошей погоде. Тогда же и солнечные часы работали неплохо. Петухи сослужили отличную службу, помогая определять утреннее время. Сколько раз кричат за ночь петухи? После полуночи – «первые петухи». Хозяйки могли спать до «вторых», а услышав те, нужно было вставать и приниматься за необходимую домашнюю работу, чтобы к «третьим» – ранним утром – завтрак домочадцам уже был готов.

Петухи, куры – самая многочисленная и распространенная на земле птица. И в Древнем Египте, и в Античной Греции, на Ближнем Востоке. Платон и Диоген обсуждали вопрос «умности» кур, а с ними и человека с куриными мозгами. Пришло время упомянуть древнегреческого философа как одного из первых персонажей, имеющих прямое отношение к будильнику.

На 387 году до н. э. можно поставить точку отсчета в «истории будильника».

Удивительно, что в истории будильника совсем нечасто встречаются имена изобретателей и исследователи вопроса точно не знают, когда же и где появились «персональные» механические будильники. Возможно, еще в XIII столетии и точно уже были известны в Германии XV века. Старинные специальные часовые механизмы, которые могут издавать в определенные время сигналы, – будильники (не путать с часами с боем или часами с кукушкой) можно найти в музеях техники или истории, но на табличках, описывающих устройство, крайне редко встречаются имена создателей.

Притянув за уши дошедшую до нас историю о «будильнике Платона», можно с ненаучной осторожностью заявить, что на 387 году до н. э. можно поставить точку отсчета в «истории будильника». Истории повествуют о том, что Платон решил извещать о началах своих чтений звуками флейты, придумав для этого специальную систему из объемов, наполненных водой, и трубочек, по которым текла вода. В какой-то определенный момент вытесненный воздух попадал в горлышко флейты и издавал звук. Умно? Кто будет спорить! Но почему академику самому не подуть во флейту или не попросить мальчишку-флейтиста? А вот определять одинаковое время диспута, останавливая увлекшихся обсуждением своих тезисов учеников, или напоминать самому лектору, что время занятий закончилось, было необходимо. Как звонок в школе, который сигнализировал о начале и конце занятий или перемен: еще недавно вахтеры, заведя будильник на 45 минут, нажимали большую кнопку, сигнал которой радовал всех без исключения школьников.

Иначе говоря, конструкция Платона служила не будильником, а таймером. Типов таймеров – конструкций, которые издают звуки через определенное от запуска время, было придумано немало, и они были повсеместны. Кто-то к веревке привязывал камень, вешал ее и поджигал. Когда огонь добирался до камня, тот падал на металлическую пластину – вот же скрежет был! И звук получался громкий и довольно неожиданный, прямо как колокольный набат.

Колокольные башни обычно строились рядом с церквями или прямо внутри них. «Колокола в Швейцарии трезвонят постоянно. Они звонят, чтобы напомнить крестьянину о наступлении времени обеда, о том, что ему пора заканчивать трапезу и возвращаться к работе. В субботу колокола напоминают о том, что завтра будет воскресенье, а по воскресеньям – о том, что оно наконец настало» – так в своей книге «Эти странные швейцарцы» британский журналист Пол Билтон пишет о беспрерывном использовании колокольного звона в этой стране. Четыре раза в час, 24 раза в сутки – не много ли для современного человека, желающего ночью отдохнуть? В Швейцарии, кстати, в последнее время уже несколько раз заводились судебные дела из-за колокольного звона, который мешает спать. И несмотря на то что решения обычно выносились в пользу церкви, та все же повсеместно умерила громкость ночного боя своих коло колов.

Первые патенты

История колокольного звона, которая привязана к башенным церковным часам, насчитывает шесть сотен лет. А Петер Хенляйн, замочный мастер из Нюрнберга, вошел в историю как изобретатель первых портативных часов с единственной стрелкой – часовой. Родившийся в Тоггенбурге (территория современного швейцарского кантона Санкт-Галлен), математик и астроном Йост Бурги мастерил и измерительные приборы, среди которых появился интересный экспонат – часы с тремя стрелками! Ученый их создал в 1585 году для Вильгельма Мудрого – первого ландграфа немецкого княжества Гессен-Кассель (сегодня федеративная земля Гессен в Германии), при дворе которого служил. Стоит отметить, что упоминание о возникновении секундной стрелки на часах появлялось раньше, но в архивах Касселя не сохранилось других имен.

Еще один важный шаг в истории создания часов и, в частности, будильника связан с первым иностранным членом Лондонского королевского общества и президентом Французской академии наук голландским астрономом и изобретателем Христианом Гюйгенсом. Это ему принадлежит основополагающая идея всех современных механических часов – маятник! В 1657 году он получил патент на это изобретение – надежную и недорогую конструкцию, которую можно было использовать в производстве часов. Часы не только работали, но и показывали точное время.

Кто же изобрел первый механический будильник, так и остается загадкой. Первое известное имя, которое в 1787 году вошло в историю будильника, принадлежит американцу Леви Хатчинс из Конкорда, штат Нью-Гемпшир. В 16 лет Хатчинс стал учеником известного американского часового мастера Саймона Уилларда, у которого несколько месяцев учился ремонтировать часы. Спустя десятилетие Хатчинс придумал, как механизм, спрятанный в шкафчик за зеркальными дверцами, научить звонить. Получилось! Но будильник срабатывал только раз в четыре утра, и Хатчинсу приходилось вытаскивать себя из теплой постели, чтобы отключить звон. Поговаривали, что его супруга возненавидела этот шкафчик и звонок, который издавался из него в самое сладкое для сна время.

Идея регулируемого будильника была запатентована в 1847 году. И имя изобретателя хорошо известно – француз Антуан Редье. Настало новое время, и в часах появилась первая функция – издавать звуковой сигнал в определенное время, точнее, в установленный час. У будильника Редье на циферблате рядом с числами были просверлены отверстия. Нужно было поместить в него специальную булавку, чтобы механизм сработал и молоточки ударили по металлическим тарелочкам.

В это время в Америке мастер-плотник Сет Томас в 1807 году увлекся часовым бизнесом и в 1813-м основал часовую фабрику Seth Thomas Clock Company в штате Коннектикут. После его смерти компания перешла в руки сыновьям, которые придумали и ввели в производство довольно много разных вариантов часов, среди которых в 1860 году были и часы-регуляторы, ставшие прародителями будильника, именно их производство Томасы смогли сделать массовым.

Глава III
Происхождение сна

Инстинкт пробуждения

Сам момент пробуждения трудно предугадать. Пожалуй, не было еще такого, чтобы человек во сне задался вопросом: «А не проснуться ли мне сейчас?» Пробуждение никогда не происходит в будущем, только в прошлом. И ничто не напоминает об иллюзии свободы выбора так остро и с такой же настойчивой ежеутренней регулярностью, как факт отсутствия контроля над спонтанным пробуждением по утрам. Даже момент засыпания – также неуловимый – можно в некоторой степени приблизить или отдалить. Пробуждению же предшествует состояние, над которым мы не властны. Вечером перед сном мы запускаем «таймер», который отсчитывает установленный нами период для сна, и только проснувшись, мы понимаем, что ночь позади, а впереди новый день. Что же это за процесс, который готовит организм к пробуждению?

Поиск ответа начнем с утверждения: бодрствование – это источник стресса. Активность автономной нервной системы, состоящей из периферических и регулирующих множество функций бессознательного контроля нервов, не постоянна в течение суток. Например, когда мы ищем пищу или бежим от опасности, мобилизуются энергетические ресурсы организма и кровообращение перераспределяется в пользу тех органов, которые при этом задействованы. Уровень стрессовых гормонов, например кортизола, которые подготавливают нас к началу нового, полного опасностей дня, увеличивается еще во сне – особенно в последний час перед пробуждением. Именно этот факт особо интересен.

Немецкий нейробиолог, исследователь сна и памяти Ян Борн поставил эксперимент, участников которого предупредили, что их разбудят в определенное время: одних – рано утром, другие же смогут спать в свое удовольствие – сколько захочется. Уточним, что в подобных экспериментах испытуемых обычно предварительно обследуют, чтобы проверить, нет ли у них очевидных нарушений сна; им не разрешается пить кофе и употреблять прочие стимулирующие вещества; они должны придерживаться установленного графика сна-бодрствования в течение определенного времени перед экспериментом. Выполнение таких условий проверяется с помощью актиграфа – пьезоэлектрического устройства, которое надевается на запястье доминирующей руки (правая у правшей, например) и считывает все движения и их интенсивность, иначе – двигательную активность участников. Настает день, точнее, ночь эксперимента. Переодевание в пижаму, установка электродов на голову – и в постель. Не каждый может сразу заснуть в незнакомой обстановке: другая мебель, другой матрас, дверь с другой стороны от кровати, почитать перед сном столько, сколько хочется, не разрешается, свет выключается ровно в 11 часов вечера – извольте заснуть. Исследователям сна хорошо известен так называемый эффект первой ночи, когда в незнакомых условиях сон несколько нарушен, и процесс адаптации к новой спальне принимается во внимание, чтобы правильно интерпретировать эффекты того или иного экспериментального воздействия.

Уровень стрессовых гормонов, например кортизола, которые подготавливают нас к началу нового, полного опасностей дня, увеличивается еще во сне – особенно в последний час перед пробуждением.

Наконец происходит засыпание. Стадия первая, потом вторая, третья, затем сон с быстрыми движениями глаз, еще один цикл и еще один, несколько коротких пробуждений, которые совершенно не запоминаются, и затем наступает постепенная подготовка организма к утреннему выходу из сна. Напомним, что участники исследования находятся в совершенно изолированной комнате лаборатории, куда не пробивается ни один луч света, где нет часов и ничто не говорит о том, сколько времени истекло с момента засыпания, и о том, когда приходит утро.

В данном контексте понятие «настало утро» относительное: судить о том, наступило оно или нет, каждый может по каким-то своим внутренним представлениям, с помощью интуиции или, лучше сказать, по инстинкту. Инстинкты можно определить как адаптации, с которыми мы рождаемся или приобретаем в процессе развития. Это то, что находится в нашем полном распоряжении и способствует нашему приспособлению к условиям окружающей среды, успеху нашего вида и его выживанию. Для инстинктивных видов поведения не требуется осознания – это «компетентность без разумения».

Самое удивительное, что это знание может проявляться и во сне, точнее в том, насколько мы оказываемся готовыми к пробуждению. Измерение уровня одного из основных гормонов стресса – адренокортикотропного гормона – у участников эксперимента показывает, что он постепенно увеличивается в течение ночи. Однако оказывается, что у тех из спящих, которых предупредили, что их разбудят, его уровень начинает расти раньше – приблизительно на целый час. Как будто спящие «знают», что пробуждение произойдет в определенный момент, и это «знание» возникает помимо их воли и какого-либо активного в этом участия.

Даже во сне функционирует программа, которая готовит нас к бодрствованию отчасти совершенно независимо от времени суток и наших внутренних биологических часов.

Каким же образом происходит это подсознательное, незаметное и не регистрируемое никакими приборами отслеживание времени? Может ли это происходить независимо от нашей воли, от нашего активного участия? Кто внутри нас и где – в мозге ли, организме – держит руку на секундомере, отсчитывая время сна? Возможно ли это в принципе? Многие из нас переживали что-то подобное и просыпались за несколько минут до звонка будильника. Иногда даже случается, что сновидение, которое переживается ретроспективно после пробуждения, развивается таким образом, что конец сюжета включает раздражитель, который выводит нас из состояния сна. Это удивительное ощущение, особенно если пытаться рационализировать происходящее во сне, где существенно снижена (если и вовсе не отсутствует) наша способность сомневаться даже в самых фантастических образах и событиях. Тем не менее инстинктивный характер спонтанного пробуждения, несомненно, присутствует: даже во сне функционирует программа, которая готовит нас к бодрствованию отчасти совершенно независимо от времени суток и наших внутренних биологических часов.

Переломный момент и начало новой эры

Важность инстинктов или врожденных форм поведения состоит в том, что ответы на внешние или внутренние стимулы есть у каждого и даже без обучения или тренировки можно извлечь их из памяти по мере необходимости. Неосознаваемое знание, когда пора проснуться, и способность к самопроизвольному пробуждению – одни из самых базовых инстинктов, без которых мы были бы совершенно потеряны во времени. Момент пробуждения можно представить как линию соприкосновения между двумя мирами: внутренними физиологическими процессами, которые выстроены в определенной последовательности для достижения постоянства гомеостаза, и внешним миром, в котором мы существуем и с которым жизненно важно находиться в четко определенном временнóм взаимодействии и равновесии. Синхронизация между нами и окружающей средой – непременное условие для выживания.

Момент пробуждения можно представить как линию соприкосновения между двумя мирами.

Живые организмы, являясь, с одной стороны, автономными субъектами мироздания, тем не менее существуют в сложных отношениях с окружающим миром. Это всегда так было и не могло быть иначе, с тех пор как возникли первые одноклеточные существа, способные к копированию себя и извлечению энергии из солнечного света и биохимических реакций, чтобы поддерживать свою организацию и автономию. Вращение Земли с периодически меняющимся освещением, температурой и другими явлениями, которые непосредственно влияют на процессы жизнедеятельности, стало решающим процессом в возникновении биологических ритмов. В те доисторические времена, когда поверхность Земли еще не была защищена атмосферой, созданной самими живыми организмами (фотосинтез возник около трех млрд лет назад), влияние космической радиации на протекание биохимических реакций, включая самые важные из них, такие как репликация ДНК, было вопросом жизни и смерти. Считается, что те первые организмы, которые смогли адаптировать свой метаболизм к свету и темноте так, что самые чувствительные к ультрафиолету реакции были защищены от губительного влияния солнца, смогли выжить и дать начало всему разнообразию жизненных форм, которые сейчас обитают на планете. Процесс пробуждения в своей изначальной форме представлял подготовку физиологических процессов к наступлению дня, учитывая всевозможные неблагоприятные факторы и раздражители – стрессоры, – начиная от радиации и экстремальных температурных колебаний и заканчивая «пробуждением» других организмов, нередко агрессивных и враждебных, с которыми наши первые бактерии должны были делить стол и кров.

Изначально циклические изменения в природе, связанные с чередованием дня и ночи, сами по себе могли приостанавливать или запускать определенные биохимические реакции в одноклеточных организмах, которые происходили в некоторой последовательности и на пользу организму. Такое положение вещей, скорее всего, существовало много сотен миллионов лет. Однако, будучи совершенным приспособлением к окружающей среде, синхронизация внутреннего ритма с предсказуемыми изменениями извне в то же время накладывала очень серьезные ограничения на дальнейшее развитие и завоевание новых ниш, включая как пространственные, так и временны́е. В некоторый переломный момент оказалось, что находиться в полной зависимости от внешних факторов, как бы комфортно это ни было, не слишком эффективно. Вот тогда произошла революция сна!

Появление сна может означать частичное освобождение от ограничений, которые налагались жесткой циркадианной программой.

Стимулом к тому, чтобы больше не зависеть от вращения Земли, стало обнаружение неограниченных возможностей, которые могут открыться, если внутренние биохимические процессы регулируются не только внешним воздействием, но и внутренней потребностью. Александр Борбели писал: «Циркадианный ритм покоя-активности обычно синхронизируется с циклом дня и ночи и таким образом способствует адаптации организма к окружающей среде. Однако такой жесткий контроль поведенческого паттерна, который осуществляется циркадианными ритмами, может иметь и отрицательные последствия. Ведь таким образом периоды активности и покоя оказываются запрограммированными на то, чтобы происходить в определенное заданное время, а не в соответствии с требованиями жизненной ситуации. Таким образом, появление сна может означать частичное освобождение от ограничений, которые налагались жесткой циркадианной программой, что позволило сну обеспечивать процессы восстановления в соответствии с сиюминутными потребностями животного».

Пришло время, когда жизнь разделилась на два состояния – сна и бодрствование – в том виде, в котором мы их в настоящий момент понимаем.

Представим, что одноклеточный организм – заключенный в мембрану небольшой сгусток протоплазмы – подвергся некоторому неблагоприятному воздействию, которое повредило его мембрану. Что может быть серьезнее для организма, чем повреждение оболочки, определяющей его как индивидуум, единицу жизни и отделяющего его от окружения? Если мы случайно слегка порежем палец и тем самым нарушим целостность нашего организма, то это не только вызовет крайний дискомфорт, но и запустит множество реакций и процессов, которые предотвращают попадание инфекции и мобилизуют восстановление в настолько краткие сроки, насколько это возможно. А если биохимические и синтетические процессы выстроены таким образом, что заживление происходит более или менее эффективно в зависимости от времени суток? Естественно, в какой-то момент эволюционный процесс стал способствовать возникновению большей гибкости в плане адаптации к окружающему миру. Все большее значение придавалось не только синхронизации с внешними факторами, но и готовности формировать адекватный ответ на внешние или внутренние пертурбации, причем тогда, когда это необходимо, – вне зависимости от времени суток.

Пришло время, когда жизнь разделилась на два состояния – сна и бодрствования – в том виде, в котором мы их в настоящий момент понимаем. Это было пробуждением новой эры в развитии эволюции на Земле – избавлением от полной зависимости от капризов окружающей среды. Взаимодействия между миром извне и внутренней средой изменили направления: внешние условия, диктовавшие раньше организмам, что, как и когда должно происходить в их жизнедеятельности, уступили преимущество самим организмам извлекать выгоду из внешних изменений физических и биотических факторов. Теперь организмы могли восстанавливать энергетические ресурсы или перенаправлять их на восстановление повреждений и синтез нового генетического материала и других макромолекул тогда, когда это было необходимо, а не только с заходом солнца. Синхронизация с миром стала по-настоящему адаптивной. К внутренним циркадианным ритмам добавился механизм саморегуляции, который позволяет поддерживать постоянство внутренней среды – независимо от внеш них воздействий. Организмы стали спать и бодрствовать столько, сколько нужно было для выживания, и тогда, когда сон больше всего способствовал этому.

Движение тела и движение мысли

Мы подошли к одному из самых трудных вопросов обсуждаемой темы. Несомненно, мы обладаем врожденной способностью спать и бодрствовать, но что же способствует нашему самостоятельному пробуждению? Если это происходит помимо нашей воли, независимо от нашего желания, то для чего мы просыпаемся? Не потому ли, как некоторые считают, что наше обычное, или дефолтное (по умолчанию), состояние – это бодрствование, в то время как сон – всего лишь время, которое мы проводим, когда все наши прочие потребности удовлетворены, а условия снаружи не располагают к праздным прогулкам в темноте под открытым небом. Легко заметить, что это представление не совсем верное. И хотя ночь для всех длится одинаково, разные виды животных приспосабливаются к ритму света и темноты совершенно по-разному. Одни виды спят всего несколько часов, другие же – большую часть суток.

Некоторые активны на рассвете или в сумерках, а другие выходят наружу только при свете дня. Наконец, есть виды, которым по большому счету все равно, когда бодрствовать, а когда спать, как будто дня и ночи для них вовсе нет. Всевозможные приспособления животных к ритмам в окружающей среде мы подробно рассмотрим в следующих главах, пока ограничимся коротким утверждением: до сих пор неизвестно, почему и когда мы и другие наши со-обитатели Земли должны просыпаться.

В последнее время все большую популярность приобретает представление о том, что базовое состояние организма – все-таки сон, а не бодрствование. Иными словами, правильнее полагать, что наша жизнь проходит во сне и мы просыпаемся исключительно по необходимости, просто для того, чтобы удовлетворить другие базовые потребности. Ведь паттерны мозговой активности во сне (это обсудим позже) – больше напоминают примитивные, спонтанные разряды незрелой, недоразвитой нервной системы. Создается впечатление, что мы впадаем в это первичное состояние каждый раз, когда засыпаем, иными словами, возвращаемся к эмбриональным стадиям онтогенеза, от которых так не просто избавиться при взрослении.

В некотором роде то же происходит с появлением движения. Упомянутая Максин Шитс-Джонстон ставит вопрос «почему существует движение?» рядом с главным вопросом о мироздании, который задавали себе многие философы, в том числе и немецкий математик и философ Готфрид Лейбниц в 1697 году: «Почему вообще существует мир?» Зачем живые существа должны уметь двигаться и как это вообще получилось, что живой мир приобрел этот дар? Избавление от зависимости окружающей среды – пробуждение – напрямую связано с движением. Внешние факторы могут влиять и на живые, и на неживые объекты одинаково. Но только когда стимул снаружи вызывает активный ответ по принципу «действия и противодействия», именно тогда утверждение, что речь идет о живом организме, начинает приобретать смысл. Движение – это квинтэссенция, высшая точка развития реакции на воздействие окружающей среды. Но только тогда, когда оно не просто пассивно и «ответ» организма не просто адекватен стимулу, но в некотором смысле идет дальше, предсказывает, предупреждает, готовит организм к дальнейшему развитию событий. Мы просыпаемся не просто в ответ на раздражитель, а для того, чтобы вступить с ним в контакт. Именно поэтому мы прежде всего определяем пробуждение как проявление двигательной реакции на внешний стимул. Однако даже если собственно физической реакции на стимул не происходит, то пробуждение неизменно сопровождается движением внутренним – движением мысли, – сродни гипнапомпическим галлюцинациям, которые могут приобретать всевозможные формы в зависимости от характера стимула и других факторов.

Мы просыпаемся не просто в ответ на раздражитель, а для того, чтобы вступить с ним в контакт.

В опубликованном в 2005 году описании одного эксперимента рассказывалось о применении транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) для изучения восприимчивости – реактивности – мозга к внешним стимулам. Неинвазивный метод, который стимулирует кору головного мозга при помощи магнитных импульсов, вызывает возбуждение, торможение или и то и другое одновременно, в зависимости от параметров воздействия и активности нейронов. Появление и распространение волны возбуждения в мозге записываются с помощью многоканальной электроэнцефалограммы (ЭЭГ), которая регистрируется более чем двумястами электродами, наложенными на голову испытуемых, поэтому метод называют «ЭЭГ высокой плотности, совмещенный с ТМС». Оказалось, что во время бодрствования ответ мозга на внешний стимул обладает особенно сложным многообразием, что передается характеристиками получаемых волн ЭЭГ и топографией их распространения по коре мозга. Любопытно, что во время сна ответ мозга может быть намного более выраженным, чем во время бодрствования! Но он скорее описывается по принципу «все или ничего» и не выглядит как сложный ответ, характерный для бодрствующего состояния, когда испытуемые, как предполагается, находятся в полном сознании. После того как этот метод разработали, чтобы изучать нормальное бодрствование и сон, его применили к пациентам с нарушениями сознания, например с синдромом вегетативного состояния (несколько неудачное название, стоить отметить) или к пациентам с нарушенной способностью двигаться или проявлять какие-либо признаки понимания – так называемый синдром изоляции или синдром запертого человека. Полагают, что у находящихся в вегетативном состоянии больных людей, сознание отсутствует из-за повреждения «высших» отделов мозга, таких как кора и таламус, вследствие гипоксии или травмы. «Вегетативные пациенты» могут спать и бодрствовать, насколько можно судить по движению или записи полисомнографии, но не проявляют адекватных реакций на стимуляцию. При синдроме изоляции способность к движению, обычно за исключением глазных мышц, полностью утрачивается, в то время как когнитивные способности полностью или частично сохраняются. Это состояние отличается от других похожих, но обратимых, таких как акинетический мутизм³⁶ или отравление кураре³⁷. Наконец, существуют всевозможные пограничные состояния, когда способность реагировать – на уровне «движения мысли» или собственно двигательной реакции тела – нарушена в разной степени. Метод комбинированной ЭЭГ-ТМС позволил обнаружить связь между способностью отвечать на стимулы «внутри» и наличием сознания, а также перспективой частичного или даже полного восстановления двигательных и когнитивных функций.

Появление способности к бодрствованию неразрывно связано с обретением способности формировать активную реакцию на внешние раздражители.

В другом эксперименте пациентам, которые физически не могли двигаться, предлагали мысленно поучаствовать в заданиях, связанных с осуществлением двигательной активности. Оказалось, что в некоторых случаях активность мозга, регистрируемая с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, указывала на вовлечение тех же структур, которые принято связывать с настоящим движением. Авторы исследования резюмировали: «Чтобы решить вопрос о наличии способности к осознанию, мы провели исследование, в ходе которого пациентке дали устные инструкции для выполнения двух воображаемых задач. Одно задание заключалось в том, чтобы представлять игру в теннис, а второе – чтобы больной представил, как посещает все комнаты своего дома, начиная с входной двери. Оказалось, что, когда участницу исследования просили вообразить, что она играет в теннис, наблюдалась значительная активность в моторной области коры мозга. Напротив, когда ее попросили представить, как она идет по дому, значительная активность наблюдалась в парагиппокампальной извилине, задней теменной коре и латеральной премоторной коре – иными словами, в тех областях мозга, которые связаны с памятью и способностью ориентироваться в пространстве. В целом реакции мозга пациентки были неотличимы от тех, которые наблюдались у здоровых добровольцев, выполняющих те же задачи». Это удивительно, принимая во внимание то, что речь идет о человеке, который внешне не проявлял никаких признаков сознания или способности к осмысленным поведенческим реакциям.

Эти примеры подтверждают фундаментальную связь между сознанием (и бодрствованием) и способностью к движению – реальному или «движению мысли» – и позволяют предположить, что пробуждение живых организмов, появление способности к бодрствованию неразрывно связано с обретением способности формировать активную реакцию на внешние раздражители. Движение должно происходить с какой-то целью, зачем-то. Но кто или что определяет эту цель?

Роль внешних условий

Сразу оговоримся: хотя и возникает ощущение, что момент пробуждения в некотором роде запрограммирован, существует множество факторов, которые определяют вероятность пробуждения. Мы рассмотрели несколько примеров спонтанного или вынужденного пробуждения, чтобы понять, что же выводит нас из состояния сна, но будем еще не раз возвращаться к этой теме, например в контексте биологических часов.

Проще всего начать обсуждение с определения продолжительности сна. Считается, что семь или восемь часов сна достаточно для среднестатистического представителя нашего вида. Вы задумывались, почему это так? Почему мы должны провести во сне именно треть нашей жизни? У животных, к примеру, совсем не так: одним видам достаточно всего нескольких часов, в то время как другие проводят во сне бóльшую часть суток. Недавнее исследование на европейских скворцах и вовсе привело к удивительному выводу, что продолжительность сна даже одного и того же индивидуума может варьировать в течение его жизни на целых пять часов – в зависимости от продолжительности ночи и фазы луны!

Каким образом луна влияет на сон – неизвестно, но ученые подтверждают, что и люди испытывают воздействие лунных ритмов³⁸. Можно предположить, что на протяжении тысячелетий луна была (и до сих про остается) одной из важных составляющих нашего окружения и на нее просто нельзя было не обращать внимания. Луна служила важным источником временной информации, которая позволяла планировать и описывать события в прошлом и будущем. Присутствие и положение луны на небе, вероятно, использовалось для навигации. Дополнительный свет в ночное время позволял работать ночью на полях или охотиться, а также предупреждал об опасности со стороны диких животных или других племен. Миф о превращении людей в оборотней или вампиров во время полнолуния, передаваемый из поколения в поколение, мог служить своеобразной защитой – люди старались не покидать дома, меньше подвергая себя реальным опасностям. Таким образом, фазы луны в прошлом могли играть определенную роль в жизнедеятельности человека и в том или ином смысле превратились в значимую единицу информации или мем³⁹. Знание может передаваться через поколение к поколению и таким образом влиять на нашу повседневную жизнь. Поэтому простого факта осознания того, что луна влияет на сон, может быть достаточно, чтобы сон действительно оказался тому подвержен! Аналогично эффекту плацебо или, точнее, ноцебо – который вызывает отрицательную реакцию на препарат – луна воздействует на человека опосредовано, через изменения в поведении или настроении.

В некотором роде сон нужен для того, чтобы оставаться в относительной безопасности.

В этой связи интересно, что некоторые ученые предлагают рассматривать два вида сна: обязательный, или необходимый, и добавочный, или избыточный, – сон «для удовольствия». Иногда даже после относительно короткого сна мы чувствуем себя прекрасно и полностью восстановленными. Но обычно если мы остаемся в постели на дополнительные несколько часов, то не всегда чувствуем себя бодрее, скорее, наоборот. В чем же тогда смысл «избыточного» сна? Одно из объяснений заключается в том, что если мы не можем хорошо приспособиться к внешним условиям, то лучше оставаться во сне. Иными словами, в некотором роде сон нужен для того, чтобы оставаться в относительной безопасности – это похоже на ожидание, когда организм внутренне готовится к сигналу о том, что условия снаружи снова подходят для того, чтобы выйти в свет. Правильность этого предположения, у которого достаточно и сторонников, и противников, неизвестна, а мы еще вернемся к вопросу: почему мы спим?

Впрочем, есть научные свидетельства того, что «накопление» сна – по аналогии с банковским вкладом – может облегчить последующую адаптацию к его лишению, хотя едва ли это играет решающую роль в том, как долго мы спим в обычных условиях. Наконец, важно, чтобы пробуждение происходило только после того, как то, для чего, собственно, сон нужен, реализовалось. Это мнение трудно примирить с известными фактами существенных различий в длительности сна между разными видами животных. Трудно представить, например, что для летучих мышей, спящих по 15 и более часов, сон более важен, чем для слонов, которые обходятся всего несколькими часами сна. Более того, продолжительность сна может меняться при разнообразных заболеваниях, и пациенты, страдающие психическими расстройствами, могут спать очень долго, но едва ли из этого можно заключить, что их сон такой же полезный и восстановительный, как сон здоровых людей. И даже среди них – людей хорошо себя чувствующих – есть короткоспящие индивидуумы, которым достаточно всего четыре-пять часов сна в сутки, включая выходные, и долгоспящие, которые спят по девять-десять часов даже в течение рабочей недели.

Влияние окружающей среды, в том числе социальных факторов, скорее всего, существенно в возникновении отклонений от «принятой нормы». Недавнее исследование первобытных племен, которое провела американская лаборатория Джерома Сигела, подтверждает, что испытуемые спят не больше 6–7 часов в сутки и их сон очень точно привязан к изменениям температуры воздуха. «Мы обнаружили, – резюмировали ученые, проводя наблюдения с помощью актиграфа, датчика, который фиксирует всю двигательную активность исследуемого человека, – что ночной сон во всех группах испытуемых приходился главным образом на конец ночи, в период самых низких температур окружающей среды. В природе суточный ритм температуры окружающей среды привязан к ритму заката и восхода солнца ‹…›. Синхронизация, которую мы наблюдали между понижением температуры окружающей среды ночью и сном, возможно, происходит с целью экономии энергии за счет уменьшения разницы температур между телом и окружающей средой, что уменьшает потерю тепла. Бодрствование в ранние часы, во время самых низких температур, было бы неоправданно с точки зрения регуляции обмена веществ».

Пробуждение изнутри

Принято считать, что чем дольше мы бодрствуем, тем больше нуждаемся во сне. Иными словами, «долг сна» накапливается во время бодрствования, и мы должны возвращать его ночью. Но применимо ли подобное логическое умозаключение к периоду сна? Растет ли необходимость бодрствования во сне? Запрограммированы ли мы на определенное количество бодрствования, которое должны получить в течение суток? Или подобные рассуждения применимы только ко сну, а бодрствование «просто запускается», вызывается необходимостью искать еду или иными потребностями?

Начнем с ощущения потребности в пище. Предположим, что механизм пробуждения приводится в действие тогда, когда появляются первые признаки энергетического дефицита, иными словами, когда наступает голод. Ощущению голода способствуют определенные изменения в крови, мозге и других органах, что «включает» производство и секрецию гормонов, ответственных за изменения в обмене веществ и исправление метаболического дисбаланса. Кстати, упомянутый кортизол повышается не только в ожидании пробуждения, но и в ожидании употребления пищи. Определенные области мозга, в частности в гипоталамусе, обладают способностью измерять уровень глюкозы в крови: они работают как сенсоры, датчики ее содержания. Нейроны, которые вырабатывают гормон орексин, например, активируются, когда уровень глюкозы снижается, и, наоборот, тормозятся, когда уровень глюкозы увеличивается. Вообще орексиновые нейроны считаются одним из главных центров регуляции бодрствования. Когда они активны, то посылают сигналы в другие области мозга, ответственные за проявления бодрствующего состояния, такие как внимание и движение. В свою очередь те передают сигнал дальше, и очень быстро «цепная реакция» нейронного возбуждения охватывает большую часть мозга, что приводит к «общему» пробуждению на уровне всего организма. За этим следует запуск поведенческих реакций поиска и употребления пищи, после которых уровень глюкозы в крови повышается, орексиновые нейроны утрачивают драйв к активности и уровень возбуждения мозга сходит на нет, приводя к сонливости и засыпанию. Естественно, описанная схема предельно упрощена, так как не все сводится к единственному гормону орексину и необходимости восполнять запасы углеводов, но считается, что подобный гомеостатический механизм достаточен, чтобы переключаться между состояниями сна и бодрствования.

Некоторую аналогию можно проследить и с последовательностью процессов, которые связаны с накоплением дефицита сна и влекут за собой подготовку ко сну и его последующее «потребление» – такие формы поведения называются консумматорными. В ходе сна, когда организм по определению не употребляет пищу, имеющиеся ресурсы иссякают, орексиновые рецепторы снова активируются и т. д. Удивительно, что в некотором роде похожая динамика на метаболическом уровне наблюдается у растений, которые относительно неподвижны и не в состоянии отправляться искать пищу, но полагаются на наличие света, необходимого для фотосинтеза. В течение дня, когда энергия фотонов света позволяет осуществлять химические реакции образования глюкозы из углекислого газа и воды, происходит запасание веществ в виде крахмала, а затем в течение ночи – его употребление. Растения способны точно рассчитывать «приход» и «расход», чтобы запасов хватило ровно к моменту «пробуждения» с восходом солнца. Если же экспериментально укоротить продолжительность светового дня, то расход крахмала ночью будет более экономным, чтобы продержаться до утра. В некотором роде то же наблюдается и у животных. Если их держать на диете, то количество сна может снижаться, и они больше времени будут проводить в поисках пищи во время фазы бодрствования.

Существуют другие, более «драматические» механизмы, которые включают пробуждение, например апноэ во сне. При этом заболевании дыхательные пути перекрываются или сдавливаются, и паузы между вдохами могут длиться в несколько или даже несколько десятков раз дольше, чем обычно. Было установлено, что некоторые области мозга (в основном так называемый продолговатый мозг), а также нервные окончания на периферии, чувствительные к уровню углекислого газа и кислорода в крови, непосредственно влияют на мозговые структуры, которые запускают механизм пробуждения, главным образом через структуры гипоталамуса и базального переднего мозга.

Другой пример – это кластерные головные боли, которые происходят с удивительной регулярностью в течение дня и часто выпадают на ночной период. Неизвестно, что приводит к тому, что боль приходит в одно и то же время, но считается, что биологические часы в этом процессе играют важную роль. Так же как с уровнем кортизола, который постепенно увеличивается в течение ночи, предвосхищая момент пробуждения, или уровнем глюкозы, который постепенно падает, вероятно, существует множество других процессов, которые отсчитывают минуты сна и бодрствования, чтобы безошибочно сигнализировать время пробуждения, когда это имеет наибольший биологический смысл. И невероятно сложные физиологические механизмы легко могут быть нарушены, проявляясь, например, в виде кластерных болей или остановки дыхания.

«Коллективная бдительность»

Даже самые незначительные – по интенсивности или смысловому значению – стимулы могут быть эффективны для пробуждения. Многие тактильные рецепторы отвечают на раздражение только в начале и конце прикосновения. Мы спим, обернувшись одеялом, не чувствуя его, но просыпаемся при легком прикосновении чужой руки. Многие засыпают в движущемся поезде или летящем самолете, где уровень шума может достигать больше 100 децибел, но в тихой спальне легко могут вернуться к бодрствованию, если кто-то тихо позовет их по имени. Значит, во сне мы способны воспринимать и даже производить категоризацию стимулов? Как это происходит, пока непонятно, но в одной из научных работ по изучению функции орексиновых нейронов, например, было замечено, что они реагируют на звуки даже во сне. Возможно, это отражает процесс принятия «решения»: просыпаться ли или нет?

В дикой природе способность отслеживать стимулы, которые представляют реальную или мнимую угрозу, в реальном времени – важная функция, поэтому животные приобретают удивительные адаптации. Одно из исследований на диких утках показало, что птицы могут периодически спать с одним открытым глазом – это помогает им следить за тем, что находится вокруг, сканируя окружение на наличие хищников, например.

Явление коллективной бдительности было описано в экспериментах на голубях. Ученые регистрировали количество эпизодов сна с закрытыми и открытыми глазами у голубей, которые держались поодиночке и в стаях из двух, трех и шести птиц. Половина исследуемых голубей относилась к группе «высокого риска», которой перед сном показывали хищника, а другая половина – к группе «низкого риска», так как для них угрозы хищника не существовало. Результаты наблюдений показали, что индивидуальная бдительность снижалась с увеличением размера стаи и была выше у птиц из группы «высокого риска». Однако коллективная бдительность возрастала с увеличением размера стаи! Группы птиц с высокой степенью риска были более бдительны, чем стаи с низким уровнем риска. Иначе, способность к частым быстрым пробуждениям для мониторинга окружающей среды и «коллективный сон» оказываются стратегией, выгодной для выживания. Как писал американский исследователь сна Вильям Демент⁴⁰, перефразируя Шекспира: «Всегда кто-то должен бдеть, чтобы другие могли спать!»

Наши ожидания и представления о сне и его длительности существенно влияют на вероятность пробуждения.

Эволюция сна прошла длинный путь. От первичного «пробуждения» организмов и обретения дара движения (сначала – как реакции на внешние стимулы, затем – как самостоятельного действия целенаправленного характера) до возникновения сложных гомеостатических механизмов, которые запускают процесс бодрствования и сна, когда это необходимо для организма, а не потому, что зашло солнце. Внешние факторы, наши ожидания и представления о сне и его длительности существенно влияют на вероятность пробуждения, и все, что мы делаем или не делаем в течение дня, в свою очередь, влияет на сон следующей ночью. И так из дня в день: от момента рождения и до заката жизни.

История вторая
Сон в лунную ночь
Современные исследования

Лунно-солнечный календарь на шляпе

До сих пор обсуждается одна из популярных астрономических гипотез о появлении Луны в результате столкновения Земли с массивным небесным телом, и ученые находят новые свидетельства, которые подтверждают ее. А тот факт, что расстояние между Землей и Луной постепенно увеличивается, и последующее из этого предположение о невозможности жизни на планете в отсутствие ее естественного спутника дают повод для дискуссий не только в научной среде. Человечество, разглядывая небесного соседа в телескоп, бинокль или невооруженным глазом, задается массой вопросов, постепенно получая на них ответы, а матовый пятнистый диск, излучая очарование, продолжает приковывать взгляд – настоящая лунная магия. Это сейчас, а тысячи лет назад? Без сомнения, перед Луной благоговели и использовали ее – как умели.

Изделию из золота, серебра и бронзы, остроконечному колпаку высотой в 74,5 сантиметра примерно три тысячи лет. Одному из четырех подобных артефактов, найденных в Европе, дали название по месту его сегодняшнего хранения в музее немецкой столицы – Берлинская золотая шляпа. Ее вполне могли носить жрецы – хранители научных знаний во время особенных ритуалов, например ночью при полной луне или при ее затмении. Ряды орнамента, состоящего из сочетаний круглых символов выпуклых форм, разновеликих колец, точек и их последовательности, приводят к неизбежному вопросу: не таблица ли характерных астрономических событий, возможно лунно-солнечный календарь, нанесена на конусообразный объект? Ведь если знать, когда ночное светило освещает мир, оставленный без света на некоторое время солнцем, то возможности человеческой активности и на эти часы могут измениться. Лунные фазы использовались в навигации как особенный хронометр. Пасху – старейший христианский праздник – определяют каждый год в зависимости от полнолуния, которое наступает после весеннего равноденствия. Наконец, управление небесным соседом колебаниями уровней морей и океанов – научный факт. Луна ответственна за приливы и отливы, несмотря на то что находится на расстоянии в 384,4 тысячи километров от центра Земли. Но влияет ли она на человека?

Неоднозначные научные выводы

Конечно, уже фактом своего существования, порождая в умах мифы и спекуляции, можно с достаточной уверенностью заявить: Луна не может на нас не влиять! Суеверия помогают в незнании, а эзотерика уверенно дает советы или доступные объяснения всем желающим в нее верить. Ответственность за трудные роды, неожиданный всплеск агрессивности, увеличение автомобильных происшествий на дорогах вполне можно возложить на ту или иную лунную фазу. На полнолуние, например, – таинственный лунатизм. Сегодня в русском словаре стоит помета, что это устаревшее, но оставшееся в разговорной речи слово – ведь именно при свете луны проще заметить странное поведение детей или домочадцев, страдающих сомнамбулизмом – расстройством сна.

Американские психиатры, которые неоднократно заявляли о существовании предполагаемой связи между болезнями людей и полнолунием, первыми стали проводить длительные научные исследования на большом количестве пациентов – как взрослых, так и детей. Но статистический анализ и сделанные из него выводы не подтверждали взаимосвязи между лунным циклом и частотой обращения в психиатрические клиники с наблюдаемыми расстройствами. Но ведь многие – разве вы ни разу не замечали сами? – жалуются на плохой сон во время полнолуния. Субъективные впечатления⁴¹ несомненно имеют место быть, а наука до начала XXI столетия оставляла вопрос открытым, пока наконец не занялась темой вплотную. Однако еще недавние результаты скорее обескураживали. Одни статьи с осторожностью сообщали, что наконец-то обнаружили влияния лунного цикла на нашу физиологию и поведение, включая, естественно, сон, другие же заявляли о недостаточности фактов для таких выводов.

В статье 2006 года с поэтичным названием «Бессонная ночь, яркая луна: продолжительное исследование лунных фаз и сна» группа бернских ученых опубликовала результаты шестинедельных наблюдений у 31 добровольца среднего возраста обоих полов. Авторов интересовало влияние на сон базовых станций-вышек мобильной сотовой связи, но неожиданно была замечена связь между лунным циклом и продолжительностью сна. Она была незначительной, больше проявлялась у спящих женщин, чем у мужчин, поэтому швейцарские ученые должны были признать: статистических доказательств недостаточно, чтобы заявить о научном открытии, над темой стоит работать дальше и, скорее всего, исследовать группы людей, на которых не воздействует или мало воздействует искусственный свет – световое загрязнение.

В 2013 году появилась статья ученых Базельского университета с названием, отражающим суть исследований, – «Свидетельства влияния лунного цикла на сон человека». Авторы подтвердили факт «ухудшения сна» во время полнолуния, заметив, что субъективные оценки испытуемых совпали с объективными: увеличилось время засыпания, сократилась общая продолжительность сна, и изменились некоторые другие параметры структуры сна, электроэнцефалографическая активность и т. д. В течение трех лет – довольно длительный эксперимент – семнадцать молодых и шестнадцать среднего возраста здоровых людей обоих полов наблюдались в строго контролируемых лабораторных условиях, не зная, что целью исследования было выявить влияние разных фаз луны на сон. Одним из главных аргументов оппонентов этого научного проекта было недостаточное число испытуемых, участвовавших в нем.

Следом в печати появились еще две работы: одна опровергала заявление базельских ученых, другая сообщала иные, не описанные в предыдущих статьях эффекты проявления воздействия луны. Несмотря на то что в надежности экспертных оценок работ 2013–2014 годов было трудно усомниться, результаты все же были неоднозначными. Почему?

Манифест исследования лунного влияния

Два оксфордских ученых, внимательно изучив причины расхождений результатов последних трех исследований, предложили возможное объяснение этому факту. В опубликованной в 2014 году статье «Сон: биологический стимул нашего ближайшего небесного соседа?» ее авторы – Владислав Вязовский и Рассел Фостер – сформулировали манифест исследования лунного влияния, обобщив принципы желаемого наблюдения в два методологических постулата. Чтобы опровергнуть или подтвердить гипотезу о влиянии той или иной лунной фазы на сон, нужно попробовать составить идеальный план изучения и определиться с ожиданиями – какие эффекты такого влияния можно наблюдать. Кажется логичным: один и тот же процесс должен записываться на каждой лунной фазе многократно. Представляется разумным учитывать гендерные, возрастные, психологические, расовые, территориальные, погодные, социальные и другие факторы. Но исследования больших неоднородных групп могут пропустить малозаметные индивидуальные эффекты, которые проявляются при разных лунных фазах, например.

Именно продолжительность, качество и активность бодрствования индивидуума и влияют на его последующий сон.

Все перечисленное – только одна сторона главного вопроса о постановке оригинального «субъектного» исследования, другая – сама луна и ожидания ее воздействия: соответствующие лунному циклу периодичные эндогенные колебания, влияние лунного освещения на циркадианные ритмы (предыдущие эксперименты проводились в лабораториях при контроле ночного освещения), влияние на поведение при бодрствовании и т. д. Возможно, общий вопрос исследований в этом направлении стóит вообще переформулировать и задуматься о прямом или косвенном влиянии луны в разных фазах на нейронные сети, которые регулируют возбудимость и бодрствование. Именно продолжительность, качество и активность бодрствования индивидуума и влияют на его последующий сон. Иными словами, решение загадки «лунного воздействия на сон», на первый взгляд простого вопроса, совсем не тривиально, и, возможно, ответ может сдвинуть фокус внимания на общую проблему влияния окружающей среды на сон и, в частности, на нашу физиологию.

Так влияет ли луна на сон?

Новый виток подведения результатов исследований пришелся на последние годы. В статье⁴² 2018 года канадских и американских антропологов были расставлены важные, согласно замечаниям Вязовского и Фостера, акценты: наблюдение за характером сна и бодрствования в группах людей, которые живут непосредственно в первобытной природе. Мониторинг проводился с помощью беспроводного датчика активности – актиграфа – на добровольцах в 2015–2016 годах. Наблюдаемыми стали охотники народа хадза, живущие на севере Танзании у озера Эяси, и крестьяне из Мандены, местечка на юго-востоке Мадагаскара, – всего 52 взрослых участника эксперимента. Надо отметить, что Давид Самсон⁴³ – один из авторов этой работы, ученый Торонтского университета, довольно давно изучает сон хадза, считая народность идеальной группой антропологических исследований именно потому, что такие сообщества охотников-собирателей живут при натуральном освещении, то есть на них практически не воздействует световое загрязнение.

Опубликованные выводы оказались занимательными. Во-первых, влияние луны на бодрствование и сон было заметно у охотников – участников эксперимента из хадза (31 участник), а у малагасийских земледельцев (21 участник) каких-либо «лунных эффектов» не установили. Во-вторых, результаты по группе хадза не совсем совпали с ожидаемыми активностями участников по мере увеличения проявления лунного света. Оказалось, что лунный цикл связан с режимом сна и бодрствования участников групп, которые ведут особенный, в представлениях современного человека, образ жизни, но он не препятствует периодам сна и бодрствования. Авторы исследований были озадачены собственными заключениями.

Синхронизация сна с лунными фазами

Примерно в то же время (в 2016–2018 годах) команда американских и аргентинских ученых проводила похожие исследования на другом континенте, изучая сон индейского народа тоба, проживающего на территории Аргентины. Обзорная работа заставила себя подождать. Ученые сравнивали результаты влияния луны на сон групп, которые живут в сильно различающихся по урбанизации условиях. Статья, опубликованная в начале 2021 года, «Лунный сон: синхронизация человеческого сна с лунным циклом в полевых условиях», вызвала довольно большой интерес, и в день ее появления в «Научных успехах»⁴⁴ на сайте популярнейшей газеты «Гардиан» был приведен комментарий одного из авторов исследований де ла Иглесиа⁴⁵: «Мы, люди, склонны полагать, что нам удалось каким-то образом контролировать природу, и использование искусственного света является прекрасным примером этого. Однако, оказывается, есть силы природы, от которых мы уйти не можем». Главный вывод ученых заключался в том, что «человеческий сон синхронизируется с лунными фазами независимо от этнического и социокультурного происхождения, а также от уровня урбанизации».

В этой последней (на момент написания этой главы) опубликованной работе подводился итог довольно широкого исследования четырех групп участников разных полов, средний возраст которых составил 23 года. Первые три группы – живущие в Аргентине 98 участников-добровольцев народа тоба, некогда охотники-собиратели. Группы различались, но прежде всего их различали по факту «светового загрязнения». У «городской группы» был доступ к электрическому свету, как дома, так и на улице. В «сельской» минимальное электрическое освещение было только дома. «Группа без света» состояла из 25 участников, живущих семьями в местах без доступа к электричеству. Именно они, как предполагалось, долж ны были быть активны в лунные ночи, что подтверждали старейшины сообщества, рассказывая о собственных традициях и отношении к ночному светилу. Луну чтили, ее свет использовали в ночной деятельности: охоте и рыбалке. Результаты исследований этих трех групп сравнивались с показателями четвертой группы, участниками которой стали 464 студента Вашингтонского университета, которые живут в обычном и уже привычном световом загрязнении и для которых наличие лунного света было не важно, а роль лунного ритма в организации режима дня не учитывалась никак.

Человеческий сон синхронизируется с лунными фазами независимо от этнического и социокультурного происхождения, а также от уровня урбанизации.

Связь времени сна с лунным циклом во всех четырех группах была установлена. Все участники эксперимента засыпали позже и спали меньше, но не в полнолуние (когда согласно сказкам и мифам обычно происходят самые неприятные и необъясняемые события), а за несколько дней до его наступления. В те ночи, которые предшествовали новолунию, были замечены противоположные результаты – незначительное, но увеличение продолжительности сна. Ученые прежде всего удивились неожиданному выводу о яркости луны в определенные временные отрезки ночи и лунные фазы, они заключили, «что изменение сна в зависимости от лунного цикла все еще может наблюдаться и в полностью урбанизированной среде, в которой люди плохо осознают синодические фазы луны» или вообще не следят, например, за периодичностью новолуний.

Подводя итоги своего исследования, авторы работы о синхронизации сна с лунным циклом заметили, что все же до сегодняшнего дня остается загадкой: почему современные люди в «лунные ночи» более активны, независимо от электрического света, который, казалось бы, полностью замещает роль лунного света. Что же побуждает полуночников к такой энергичной деятельности? Не гравитационное ли притяжение Луны – «более надежный индикатор фазы луны, чем связанная с ней ночная освещенность»? Но как подтвердить эту гипотезу?

До сегодняшнего дня остается загадкой: почему современные люди в «лунные ночи» более активны независимо от электрического света.

0 возможном гравитационном воздействии Луны на человека упоминалось в работах американского психиатра Томаса Вера, который, кстати, в свое время предположил естественность двухфазного режима сна⁴⁶. В течение 20 лет доктор Вер наблюдал за группой пациентов, которые страдали биполярным расстройством, связь этого заболевания с нарушением сна была установлена еще в 1998 году. Одним из пациентов был мужчина, который прилежно вел дневник, записывая туда любые замеченные изменения своего состояния – в помощь врачам и науке. В 2018 году Вер опубликовал сенсационное утверждение о синхронизации маниакально-депрессивных циклов больных с двумя основными лунными фазами – новолунием и полнолунием. Статья, опубликованная в медицинском журнале «Трансляционная психиатрия»⁴⁷, называется так: «Биполярные циклы настроения, связанные с лунной синхронизацией циркадианного ритма».

Факт синхронизации был установлен, но о природе этого воздействия речь не шла – по мнению ученого, человек слишком мелкий объект, чтобы описывать влияние лунного воздействия на него. Вер с надеждой обращает внимание на коллег-биофизиков, которые проявляют интерес к этой теме. Но, кажется, расставить точки над i в описании «лунного влияния на сон человека» получится еще не скоро.

Глава IV
Биологические часы

Предсказуемость чередования дня и ночи

Наше понимание мира основывается на уже привычном для каждого взрослого человека представлении, что время необратимо движется вперед и будущее скрыто до определенного момента, а когда тот наступает, будущее становится настоящим. Один из ведущих физиков-теоретиков, он же один из влиятельных мыслителей мира по оценке журнала «Форин полиси»⁴⁸ за 2019 год, Карло Ровелли – итальянский и американский ученый и писатель – задался вопросом: почему мы помним прошлое, но не помним будущего? Нам кажется, что прошлого не изменить, а то, что должно произойти в будущем, предопределено – беспричинно многие считают до сих пор. Но так ли это?

Мы устроены и запрограммированы так, чтобы быть готовыми встретить будущее!

Факты – упрямая вещь, и сегодняшние знания о циркадианных ритмах явно и непреложно свидетельствуют о том, что будущее или его ожидание – в прямом или переносном смысле – определяет во многом то, что происходит с нами здесь и сейчас. Звучит странно? Нет! Мы не просто способны предугадывать грядущее, а делаем это постоянно, и эта наша способность – наш «модус операнди»⁴⁹ – одна из самых жизненно важных, без которой не было бы на Земле не только нас с вами, но и жизни вообще. Ведь мы устроены и запрограммированы так, чтобы быть готовыми встретить будущее! Если оно застигнет нас врасплох – наше существование может в мгновение стать уделом прошлого, а от нас останутся лишь воспоминания, если вообще будет кому о нас вспоминать. С позиций дарвиновской теории эволюции способность предугадывать, что произойдет в будущем, – важнейший признак, который, естественно, передается по наследству при условии, что его носитель справился с основной задачей и дожил до момента, чтобы оставить потомство.

Мы живем в предсказуемом мире. Причем он настолько прогнозируемый, что становится невероятно скучно, когда начинаешь думать об этом. День всегда сменяется ночью. Это раз. Ночь с умопомрачительной вероятностью в сто процентов – ни больше, ни меньше – заканчивается с наступлением утра. Два. Что следует за утром? Конечно, день, или вы можете представить что-то другое? А дальше наступает вечер. Это уже три и четыре. За понедельником следует вторник – естественно, по календарю. Для собственного удобства человечество придумало календари, которые делят время на дни, недели, месяцы и годы. Пятый день недели называется «пятницей», и за ней непременно приходит суббота. А первое число месяца сменяется вторым, январь – февралем, лето – осенью… Нужно продолжать?

Предсказуемость будущего определяет то, что мы делаем в настоящем. Но если ожидаемого не происходит, то непременно последует недоумение и разочарование. Помните, как Алису в Стране чудес⁵⁰ озадачило замечание Королевы о том, что варенье – по уговору – полагается только «по прочим дням»: «либо завтра, либо вчера, но только не нынче». Возражение Алисы, что «завтра» на следующий день станет «сегодня», вызвали лишь сочувствие Королевы, а у Алисы, в свою очередь, острое чувство несправедливости. Что может быть более удручающим, чем совершенное отсутствие контроля над будущим и неспособность что-либо по этому поводу изменить? Ведь когда время останавливается на настоящем, это противоречит нашей природе, которая требует ясности и определенности будущего. Чем больше неясность, тем меньше шансы на выживание.

Некоторые ученые считают, что бóльшая часть активности мозга и бóльшая часть энергетических ресурсов, которые требуются для поддержания этой мозговой деятельности, связаны именно с постоянной необходимостью сравнивать ожидаемое с происходящим в действительности. В свою очередь, наше поведение находится под постоянным контролем процесса, который оптимизирует следующие шаги и действия в зависимости от того, необходима ли коррекция или нет. Это может происходить в некоторой степени сознательно, но чаще – подсознательно, именно потому, что для этого требуется слишком много мозговых ресурсов. Впрочем, когнитивная составляющая нашей способности предсказывать, скорее всего, невелика. Главное, в чем проявляется эта уникальная способность всех живых организмов, – в биологических или циркадианных ритмах. В переводе с латыни circa означает «около», а dies – «день» – чередование процессов, близкое к смене дня и ночи.

Внутренний ритм

Обе сегодня существующие стратегии взаимодействия живых организмов с изменениями в окружающей среде мы не раз будем обсуждать в книге. Одна из них – это способность реагировать на внешние раздражители: быстро, эффективно и соответственно или адекватно раздражителю и его способности нанести вред или принести пользу. Эта способность важна и в значительной степени адаптивна, так как ответ происходит только по мере необходимости и пропорционально воздействию; именно такая реакция позволяет не тратить понапрасну ограниченные энергетические ресурсы и жертвовать другими видами активности, если влияние раздражителя можно проигнорировать. Вторая стратегия – считается, что более древняя, – основана на «пред-ожидании», или способности реагировать в соответствии с предсказуемыми изменениями в окружающем мире. Это, впрочем, распространяется и на наш внутренний мир, заключенный в хрупкую оболочку из плоти и крови. Биологические ритмы относятся именно к этому типу стратегий.

Смысл циркадианных ритмов и состоит в том, чтобы предсказывать и ожидать чередование дня и ночи с весьма высокой точностью. И главное – обеспечивать готовность нашего организма, включая его физиологию и биохимию, к предстоящему переживанию состояний через несколько часов. Возникшие и совершенствующиеся в течение миллиардов лет биологические часы раньше считались очень инертным и неподатливым процессом. В значительной степени это так и есть.

Смысл циркадианных ритмов и состоит в том, чтобы предсказывать и ожидать чередования дня и ночи с весьма высокой точностью.

Известное наблюдение XVII века стало отправной точкой возникновения науки о биоритмах – хронобиологии. Французский астроном Жан-Жак де Меран заметил, что движения листьев мимозы, которые в течение дня следовали движению солнца, – гелиотропизм – продолжались, даже если растение помещали в совершенную темноту. Последующие несколько десятилетий наблюдений, во время которых было исключено влияние температуры внешней среды, подтвердили эти результаты. Оказалось, что движения листьев действительно происходят не как следствие движения за солнцем, а – и это главное! – независимо и самопроизвольно, вследствие каких-то внутренних причин. Получалось, что растение каким-то образом «знает» о вращении солнца – в силу его предсказуемости – и инстинктивно ведет себя так, чтобы получать максимальную пользу от света, который необходим для фотосинтеза. Очевидно, что в темноте эти движения листьев совершенно бессмысленны и даже наоборот: растение теряет драгоценную энергию, не получая ничего взамен. Впрочем, несложно представить, что ситуация – оказаться в темной комнате один на один с любопытным ученым – это не то, к чему мимоза готовилась на протяжении миллионов лет эволюции. Даже если этот гипотетический сценарий предполагался как один из возможных, все же его вероятность ничтожно мала по сравнению с уверенным ожиданием того, что солнце взойдет на востоке, пройдет по небосклону со скоростью приблизительно 15 градусов в час и непременно зайдет за горизонт на западе – вы же не будете возражать, что не только мимоза рассчитывает на аккуратность и предсказуемость этого глобального процесса.

Другой, более актуальный и знакомый большинству пример – джетлаг. До изобретения самолетов синдром смены часового пояса не был известен и едва ли мог проявляться и влиять на нас. Что может быть более удручающим, чем раннее пробуждение на следующий день после трансатлантического перелета из Европы в Америку: находите себя в постели среди ночи, знаете, что не выспались, и одновременно понимаете, что сна нет ни в одном глазу и заснуть просто невозможно. Феномен джетлага возникает из-за рассогласования между внутренним временем, которое диктуется биологическими часами, и временем «снаружи». Или, наоборот, в зависимости от того, когда произошло приземление, ваш организм требует сна, а за окном светит солнце, вы готовитесь к важному докладу на совещании и впереди предстоит долгий вечер разговоров и обильный ужин, который не совсем уместен в пять часов утра по внутренним часам.

Путь к пониманию того, откуда берутся биологические ритмы, был долгим и тернистым. Термин «циркадианные ритмы» предложил американский ученый Франц Халдберг в 1959 году. Он, один из основоположников современной хронобиологии, умер в 2013 году, так и не получив Нобелевской премии, на которую его неоднократно номинировали. К середине прошлого века не осталось никаких сомнений, что такие ритмы – фундаментально важный биологический процесс, который реально существует, а не просто артефакт измерений или нечто, что возникает само по себе пассивно как ответ на внешние изменения. Существование биоритмов было установлено на лабораторных животных еще в 1920-х годах, когда ученые заметили, что активность и покой животных происходят примерно в одно и то же время, независимо от условий, в которых подопытные находились, – в совершенной темноте, например, но при постоянной температуре и непрекращающемся доступе к пище и воде.

Подобные наблюдения, в которых участвовали люди, на протяжении нескольких десятилетий проводились другим основателем хронобиологии Юргеном Ашоффом⁵¹. В конце 1950-х исследователь увлекся серией уникальных бункерных экспериментов, в которых изолированные от внешней временнóй информации участники жили только по собственным биологическим часам. Ашофф, кстати, начал исследования с себя и провел довольно много времени в бункере. Воспитав множество учеников – пионеров хронобиологии, – ученый внес огромный вклад в современные представления о биологических часах, уточнив, что «внутренние сутки» человека редко равны в точности 24 часам. Их период или меньше, или больше, и каждый день осуществляется подстройка – световая адаптация к земным суткам. Как происходит этот процесс? Для этого необходимо совершить небольшую виртуальную экскурсию в молекулярные и нейроанатомические механизмы биологических часов.

Экскурс в механизм биологических часов

Ключевым моментом в функционировании молекулярных биологических часов является существование так называемой отрицательной обратной связи. Это знакомое каждому явление, стоит только вспомнить о термостате, приборе, который поддерживает определенную температуру в жилом доме, например. Уменьшение температуры ниже установленной запускает обогрев, а при достижении нужного значения обогреватель выключается; затем цикл повторяется – снова и снова. В этом примере температура – и регулируемый, и регулирующий фактор. Чем выше ее установить, тем скорее включится обогреватель. Многие физиологические процессы используют принцип отрицательной обратной связи, чтобы поддерживать постоянство внутренней среды – так называемая гомеостатическая регуляция. Например, похожим образом настраивается и гомеостатический механизм для регуляции сна: чем дольше человек или любой живой организм не спит, тем в большей степени проявляется необходимость сна, и, наоборот, чем дольше мы спим, тем меньше потребность во сне. Но вернемся к биологическим ритмам.

Отрицательная обратная связь осуществляется через контроль экспрессии генов – процесса, который влияет на преобразование генетической информации в продукт – белки или РНК, длинную цепь рибонуклеиновой кислоты. Ученые обнаружили, что перенос информации с ДНК на РНК, или транскрипция некоторых генов, происходит ритмически. Информация, «записанная» в виде последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК – дезоксирибонуклеиновой кислоты, – должна транскрибироваться, то есть переписываться на молекулу РНК в такой форме, которую может интерпретировать механизм синтеза белка. На этом этапе РНК транспортируется из ядра клетки в сложное мембранное образование внутри клетки – эндоплазматическую сеть (ретикулум), – где происходит следующий важный этап – трансляция. Трансляция – это собственно синтез белка, который состоит в том, что генетический код, записанный в РНК, определяет последовательность аминокислот в полипептидной цепи. После того как белок построен, он должен определенным образом свернуться, приняв некоторую трехмерную структуру⁵², которая в конечном счете и определяет его функцию, предназначение и последующую судьбу.

Посттрансляционные модификации белков, которые включают процессы, запускающие их деградацию, очень важны на этом этапе, в котором участвует ряд ферментов, присутствующих в транспортных органеллах и цитоплазме. Цикл начинается с того, что белки BMAL1 и CLOCK⁵³ – одна из двух важных пар белков часовых генов, задействованных в «работе» циркадианного ритма, связываются с участком ДНК, который отвечает за синтез других компонентов, таких как PER и CRY⁵⁴ – вторая пара белков часовых генов, – и запускает их транскрипцию. Эта пара PER и CRY, сформировавшись в эндоплазматической сети, затем формирует комплексы, которые транспортируются обратно в ядро и останавливают собственную транскрипцию путем взаимодействия с первой парой BMAL1 и CLOCK. В свою очередь, эти белки запускают и ингибируют⁵⁵ транскрипцию множества других генов, которые действуют таким же образом и, как следствие, также регулируются ритмически. Далее, находясь в цитоплазме, PER и CRY постепенно утилизируются и нейтрализуются. Когда их уровень снижается, уменьшается их ингибирующее влияние на BMAL1 и CLOCK, которые получают «зеленый свет» для запуска нового цикла транскрипции PER и CRY и т. д. В последние десятилетия были открыты несколько других вспомогательных циклов, регулирующих главный. Таким образом, сохранение квази-24-часового-ритма поддерживается благодаря взаимодействию множества элементов, которые проявляются в наших дневных ритмах поведения, физиологии, сна и бодрствования.

Первыми и важными исследователями биологических часов считаются американский физик и молекулярный биолог Сеймур Бензер и его ученик, генетик, изучавший хронобиологию, Рональд Конопка. В 1971 году ученые идентифицировали ген, влияющий на циркадианный ритм, назвав его period. А три американских генетика в 2017 году получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине за открытия молекулярных механизмов, управляющих циркадианным ритмом: Майкл Росбаш, Джеффри Холл и Майкл Янг⁵⁶. В 1994 году группа под руководством Джозефа Такахаши открыла у лабораторных мышей ген cloсk, который играет центральную роль в их биоритмах. Это стало свидетельством того, что механизм биологических часов устроен по одному и тому же принципу у многих, если не у всех, живых организмов.

Точность биологических часов

Впоследствии было также доказано, что молекулярные биологические часы присутствуют в каждой клетке организма и многие внутриклеточные процессы определяются временем в каждый данный момент. Днем, например, активизируются процессы синтеза и накопления метаболических ресурсов, а ночью – их употребления. Живые организмы обладают феноменальной способностью «рассчитывать» приход и расход энергетических субстратов. Как мы уже упоминали, недавно ученые выяснили, что темпы расщепления крахмала ночью, когда фотосинтеза не происходит, в точности рассчитаны так, чтобы продержаться до утра, когда появится первая возможность восполнить запасы. С другой стороны, опыты с мутированием генов, которые формируют отрицательную обратную связь транскрипции и трансляции, показали, что часы можно замедлить или ускорить, но нарушение их хода не обходится без последствий. Известно, что мыши, у которых нарушено производство белка BMAL1, не только потеряны во времени (по крайней мере, если их содержать в условиях постоянного освещения или в темноте), но и страдают метаболическими нарушениями. Подобным же образом хронический джетлаг или работа в ночную смену, неизбежно нарушающие биологические ритмы, влекут за собой целый ряд сердечно-сосудистых заболеваний и нарушения обмена веществ. Так, наличие биоритмов и точное функционирование биочасов максимально способствует выживанию в предсказуемом мире. Однако в цену этого качества заложены трудности или даже невозможность приспособиться к непредсказуемым изменениям.

Другой основополагающий принцип внутренних биологических часов – их синхронизация с вращением Земли. Как любят говорить хронобиологи: в чем смысл часов, если они не показывают правильное время? Главный сигнал, который сообщает о внешнем времени, – это уровень освещения. Свет, падающий на сетчатку глаза, активирует фоторецепторы, которые передают сигнал в так называемое супрахиазматическое ядро гипоталамуса, находящееся в обоих полушариях прямо над пересечением зрительного нерва. Супрахиазматическое ядро – главная анатомическая структура мозга, ответственная за получение световой информации (именно сюда и поступает первый и главный поток информации извне) и передачу этой информации всем остальным органам и клеткам организма, которые не получают свет непосредственно.

Наличие биоритмов и точное функционирование биочасов максимально способствуют выживанию в предсказуемом мире.

Фоторецепция – восприятие света – позволяет различать предметы и узнавать себя в зеркале, а также необходима для настройки биоритма. Ответ растений и животных на свет может заключаться в том, чтобы ориентироваться по отношению к источнику света или совершать направленные в ту или иную сторону движения в ответ на свет. Но собственно зрение – способность видеть предметы – и участие света в настраивании наших внутренних часов – не одно и то же. Удивительно, что иногда незрячие пациенты могут реагировать на день и ночь и, таким образом, жить в гармонии с внешним миром. К сожалению, в других случаях потеря зрения включает также утрату циркадианной настройки, тогда слепые пациенты испытывают постоянный джетлаг. Чтобы помочь таким пациентам справиться с потерей ритма, ученые пытаются понять, как можно настроить внутренние часы без помощи света. Было установлено экспериментально, что свет непосредственно влияет на транскрипцию некоторых ключевых элементов транскрипционно-трансляционного механизма регуляции биоритма. Это значит, что, хотя в норме внутренние биологические часы настраиваются на время, диктуемое извне, это знание открывает новые возможности для «перевода стрелок» другими способами. Например, изобретение фармакологических препаратов направленного действия на компоненты внутренних часов сможет решить эту проблему.

Другие факторы, которые влияют на настройку часов, – это время употребления пищи или социальные факторы. Например, если мышей держать в совершенной темноте, но кормить в определенное время суток, они будут просыпаться за час-два до кормления и ждать его. Самое удивительное, что супрахиазматическое ядро не является необходимым для этого типа биологических часов. Если его инактивировать или вовсе удалить, мыши все равно будут способны рассчитывать время и предсказывать время завтрака. Как именно это происходит? Интересный вопрос, занимающий ученых сегодня. Также было установлено, что супрахиазматическое ядро не является критичным для регуляции сна и бодрствования. Даже без этого центрального элемента биоритмов сон все равно наступает, но его относительная независимость от механизмов циркадианных ритмов до сих пор представляется одним из самых интригующих аспектов хронобиологии.

Можем ли мы приспособиться жить на Марсе?

Способны ли приспосабливаться под изменившиеся внешние условия, пластичны ли внутренние биологические часы? Установлено, что они могут настраиваться на искусственный цикл дня и ночи, если только он незначительно отличается от ритма в 24 часа. Насколько? Оказалось, что «уменьшение» суток на два часа – это слишком много (или быстро) для перестройки молекулярных часов. Иначе, если участники эксперимента попадают в искусственно устроенные короткие 22-часовые сутки, то внутренние часы перестают реагировать на внешние изменения света и начинают идти в собственном ритме. Установление этого явления оказалось очень важным для понимания того, как взаимодействуют системы, регулирующие сон и биологические часы.

Гарвардская лаборатория исследователя циркадианных ритмов Чарльза Кзайслера разработала экспериментальный подход, названный вынужденной десинхронизацией, для изучения такой связи. Испытуемые жили в условиях коротких или длинных суток. Они должны были спать «ночью», которая наступала каждый день на четыре часа раньше или позже, и соответственно раньше или позже встречать «рассвет». Независимо от времени, которое «показывали» внутренние часы, самый глубокий сон был в начале процесса сна после «дня», проведенного в бодрствовании. С другой стороны, REM-фаза сна была в большей степени подвержена влиянию биоритма, так же как и сонные веретена – тип активности мозга, регистрируемой на ЭЭГ во время NREM-фазы сна. В итоге был сделан вывод о важности не только количества сна, но и его «качества», а оно регулируется в том числе фазой внутреннего ритма. Впрочем, подобное заключение распространяется не только на сон, но и на бодрствование, некоторые аспекты которого управляются биологическими часами. Эксперимент, в котором испытуемых лишили сна на несколько дней и во время которого они каждые несколько часов оценивали свое самочувствие и уровень усталости, показал удивительный результат. Даже спустя 48 часов постоянного бодрствования (что эквивалентно потере примерно 16 часов сна) в определенное и одно и то же время суток испытуемые заявляли о прекрасном самочувствии.

Однажды астрофизикам на Земле пришлось жить по марсианскому времени, сутки которых длиннее земных на 37 минут. Казалось бы, небольшая разница, но выяснилось, что даже такое небольшое отличие не стоит недооценивать. Обработку данных, поступающих в течение марсианского дня с зонда, отправленного на Марс, нужно было проводить немедленно – для эффективного определения задач на следующий суточный период. Спустя несколько дней работы в таком непривычном режиме ученые заметили проявление хронического джетлага, который чуть не поставил под угрозу эту космическую миссию. А хронобиологи получили еще одно подтверждение нашей зависимости от собственных биоритмов! Это напоминает о необходимости дальнейших исследований адаптации к режиму суток, отличному от 24 часов. Для чего? Чтобы в условиях, когда информация о дне и ночи недоступна или искажена, например в реанимации или на космических станциях, организм мог нормально функционировать.

Юрген Ашофф в последние годы своей жизни изучал ощущение течения времени у человека в условиях временнóй изоляции и факторы, влияющие на это. Оказалось, что в зависимости от биоритма меняется восприятие времени в течение суток. Второй вывод был следующим: изменение интенсивности освещения меняет скорость течения времени. С точки зрения наблюдателя оно иногда «бежит» быстро, а иногда замедляется. Иначе говоря, чем свет ярче, тем медленнее шло субъективное время или, иными словами, тем быстрее ощущалось течение объективного времени (вспомните бессонную ночь, когда время растягивается в вечность).

Вероятность рождения и смерти связана со временем суток; один и тот же препарат может быть более или менее токсичным в зависимости от времени употребления.

Среди симптомов редкого заболевания, который называется «синдромом Алисы в Стране чудес», встречаются не только изменение визуального представления о пропорциях собственного тела, но и искажение восприятия времени, и есть свидетельства того, что это проявление особенно обостряется к вечеру. Можно заявить, что существует ряд заболеваний, имеющих ярко выраженный циркадианный характер: начиная от мигрени и заканчивая сердечно-сосудистыми расстройствами. Известно, что вероятность рождения и смерти связана со временем суток; один и тот же препарат может быть более или менее токсичным в зависимости от времени употребления. Подобных примеров много, очень много. Биоритмы – это продукт нашей эволюции в меняющемся мире, и уникальная способность предсказывать будущее настолько жизненно важна, что влияние периодически повторяющихся процессов и явлений пронизывает все аспекты нашего существования, на всех уровнях организации живой материи.

1.Карл Линней (1707–1778) – шведский ботаник, создатель единой системы классификации растительного и животного мира.

2.Несколько цитат, которые производят на нас впечатление, мы решили привести в оригинале. С англ.: The wonderful which comes often is soon taken for granted.

3.Чарльз Скотт Шеррингтон (1857–1952) – британский физиолог и нейробиолог; вместе с Эдгаром Эдрианом получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1932 года за открытия, касающиеся функций нейронов.

4.М.: Колибри, 2018. – Прим. ред.

5.Интересный разбор книги М. Уолкера сделал Алексей Гузей (см. guzey.com).

6.Знаменитый фильм 1990 года об открытии лечебного действия вещества L-ДОФА (L-DOPA) с Робином Вильямсом и Робертом де Ниро в главных ролях основан на реальных событиях, в которых участвовал врач и писатель Оливер Сакс. Саксу мы посвятили отдельную главу.

7.Классик сомнологии Мишель Жуве (1925–2017) предложил альтернативную интерпретацию этого знаменитого изречения Декарта: «Я сплю и вижу сны – следовательно, я существую!». – Прим. науч. ред.

8.Уточнения значений некоторых терминов, которые могут показаться недостаточно объясненными в книге, вынесены в отдельное приложение.

9.Каждая из двух основных фаз сна носит несколько названий, далее мы подробно расскажем и о фазах, и о названиях.

10.Однополушарный сон у дельфинов был открыт группой ученых Института им. А. Н. Северцова под руководством Льва Мухарамовича Мухаметова (1938–2021) в 70-х годах прошлого века. – Прим. науч. ред.

11.Минимальные, но важные факты об всех упомянутых в книге ученых собраны отдельно, в именном указателе.

12.Марии Манасеиной мы посвятили отдельную главу.

13.Не указанные в сносках ссылки на цитаты из оригинальных статей приведены в списке используемой литературы в конце книги.

14.Иван Петрович Павлов (1849–1936) – первый российский нобелевский лауреат; в 1904 году получил премию за работу по физиологии пищеварения.

15.Эрвин Шредингер (1887–1961) – лауреат Нобелевской премии 1933 года.

16.В дикой природе, где они боятся нападения хищников! В зоопарке слоны, судя по внешним признакам, спят гораздо больше. – Прим. науч. ред.

17.Известно, что некоторые виды летучих мышей могут впадать в состояние торпора – неглубокой спячки с падением температуры тела и замедлением процессов обмена. – Прим. науч. ред.

18.С англ.: Sleep is a process that appears utterly ordinary yet continues to elude our grasp.

19.С англ.: Сompetence without comprehension.

20.Одно из общепринятых определений сна таково: «Сон – это особое генетически детерминированное состояние организма теплокровных животных (млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определенных полисомнографических картин в виде циклов, фаз и стадий» (В. М. Ковальзон. Основы сомнологии. М.: Бином – Лаборатория знаний, 2011). – Прим. науч. ред.

21.Самара: Самарский университет, 2005–2006.

22.А также автору не менее знаменитой книги «История западной философии» (М.: АСТ, 2020).

23.С англ.: You think the world is what it looks like in fine weather at noon day; I think it is what it seems like in the early morning when one first wakes from deep sleep.

24.Man on his Nature, 1940, на русский язык книга не переводилась. Дальше в сносках мы будем давать оригинальные названия книг, которые не переведены на русский язык, и год первого выхода книги в свет.

25.С англ.: The great topmost sheet of the mass, that where hardly a light had twinkled or moved, becomes now a sparkling field of rhythmic fl ashing points with trains of traveling sparks hurrying hither and thither. The brain is waking and with it the mind is returning. It is as if the Milky Way entered upon some cosmic dance. Swiftly the head mass becomes an enchanted loom where millions of fl ashing shuttles weave a dissolving pattern, always a meaningful pattern though never an abiding one; a shifting harmony of subpatterns.

26.С англ.: Hypnopompic state.

27.С англ.: Before you know, you must imagine.

28.The primacy of movement, 1999.

29.Короткий дневной сон называют power nap, по-русски – «вздремнуть».

30.The Demon in the Machine, 2018.

31.REM-фаза (от англ. Rapid eye movement – «быстрое движение глаз») – так в книге мы чаще всего будем обозначать фазу быстрого (парадоксального) сна.

32.С англ.: An organism attends to a stimulus when its responding is under the control of that stimulus.

33.И зависит от того, что называть сновидением, о чем мы подробнее упоминаем далее.

34.NREM-фаза (от англ. Non-rapid eye movement – «без движения глаз») фаза медленного (медленноволнового) сна, наступающего сразу после засыпания и преобладающая в первую половину ночи, подробно о ней в следующих главах.

35.От англ. Knocker up – «молоток вверх», так в Англии и Ирландии называли человека, работа которого заключалась в том, чтобы будить людей на работу.

36.Состояние пациента, в котором, при сохранности всех физических возможностей больной не может говорить или двигаться. – Прим. науч. ред.

37.Яд, который, попадая в организм, блокирует скелетную мускулатуру, включая дыхательные мышцы. – Прим. науч. ред.

38.О результатах новейших исследований влияния луны на сон – в отдельной главе.

39.Британский ученый, автор книги «Эгоистичный ген» (1976) Ричард Докинз ввел понятие мем, определив его как базовую единицу информации в культуре.

40.Вильям Демент – американский исследователь сна; о нем нас ждет отдельная глава.

41.О вере в эффективность некоторых внешних воздействий мы расскажем в главе «Химия жизни и сна», в частности, обсудим эффект плацебо.

42.Наш перевод названия статьи такой – «Влияет ли луна на сон в небольших сообществах?».

43.Давид Самсон занимается исследованием эволюции приматов, в частности сном и его нарушениями у человека и некоторых животных.

44.Science Advances – рецензируемый американский научный журнал, доступный онлайн для широкого читателя.

45.Горацио Де ла Иглесиа – нейробиолог и физиолог, его лаборатория в Вашингтонском университете занимается исследованием биологических часов, в частности влиянием городской среды и света на циркадианные ритмы человека.

46.Режим суток, в котором предполагается обязательный двухразовый сон.

47.Журнал Тranslational Psychiatry издает Nature Publishing Group.

48.Foreign Policy (дословно с англ. «Международная политика») – американский журнал, затрагивающий темы глобальной политики и экономики.

49.Modus operandi – образ действия (лат.).

50.Известная сказка Льюиса Кэрролла называется «Приключения Алисы в Стране чудес».

51.Юрген Ашофф – немецкий физиолог и врач, автор бункерных экспериментов – о них расскажем в отдельной главе.

52.У этого процесса есть собственное название – конформация белка, которая отражает фолдинг (от англ. folding – «укладка») макромолекулы.

53.Белки BMAL1 и CLOCK получили названия по именам генов: Вrain и Muscle Arnt-Like protein 1 и Circadian Locomotor Output Cycles Kaput. – Прим. науч. ред.

54.Гены, кодирующие белки PER и CRY, называются Period и Cryptochrome соответственно.

55.Глагол «ингибировать» происходит от лат. inhibere – «подавлять», «сдерживать», «останавливать».

56.Майклу Росбашу, Джеффри Холлу и Майклу Янгу посвящена отдельная глава.

Pulsuz fraqment bitdi.