Марк Дингман - Ваш мозг. Что нейронаука знает о мозге и его причудах

Итак, согласно одной гипотезе, спать нужно, чтобы восстанавливаться после периода бодрствования. Но, судя по результатам других исследований, у сна могут быть и другие задачи. Недавно ученые нашли подтверждения тому, что во время сна из мозга выводятся продукты метаболизма, которые в будущем могут причинить вред – пресловутые Aβ-пептиды, о которых мы говорили в Главе 2 3. Другая давнишняя (и активно поддерживаемая) гипотеза заключается в том, что без сна невозможна консолидация памяти.

Так зачем же нужен сон? Чтобы восстанавливать силы? Беречь их? Выводить токсины из мозга? Сохранять воспоминания? Или для чего-то другого? Как и на большинство вопросов в нейробиологии (и совсем как на вопросы с множественным выбором, от которых тошнит моих студентов), на этот можно ответить вариантом «Все вышеперечисленное». Большая часть исследователей сходится во мнении, что жизненно необходимая привычка, на которую мы тратим столько времени, выполняет сразу несколько задач.

Таким образом, истинная цель сна еще неизвестна. Однако цель эта настолько важна, что ради нее люди пребывают в бессознательном состоянии треть своей жизни. Возможно, пройдет еще много времени, прежде чем мы окончательно разберемся в этом вопросе. В конце концов, сложно – если вообще возможно – выяснить истинные причины поведения, которое было свойственно людям еще сотни миллионов лет назад, во времена самых далеких наших предков.

Многие нейробиологи не тратят много времени на заведомо неразрешимые вопросы. Они просто изучают, что происходит в мозге во время сна и как сон влияет на мозг. Много знаний о том, что происходит в мозге во время сна, находится в нашем распоряжении благодаря немецкому психиатру, который, как ни удивительно, всеми силами желал узнать, способен ли человек читать чужие мысли.

Ханс Бергер был стереотипным немецким ученым: сдержанным, скрупулезным и ответственным. Рафаэль Гинцберг (молодой врач, который работал под началом Бергера в Университетской клинике Йена) признавался, что Бергер – суровый мужчина, который всегда говорит только о работе. Его приверженность своим привычкам Гинцберг описывал следующим образом: «Он не просто отказывался отступать от привычного расписания. Каждый новый его день был как две капли воды похож на предыдущий. Год за годом он читал одни и те же лекции. И являл собой истинное воплощение постоянства» 4.

На первый взгляд Бергер мог показаться скучным человеком, но в глубине его души горело ревностное желание изучить все тайны головного мозга. Дело было в случае, который произошел с Бергером в конце XVIII в., когда ему было всего 19 лет. Тогда он еще не знал, какую профессию выбрать, и записался на военную службу. Однажды во время утренней тренировки его сбросила лошадь и он едва не попал под колеса артиллерийской пушки. Бергер чудом остался цел и почти невредим.

В тот же день сестра Бергера испытала приступ беспричинного страха за здоровье брата. Она так разволновалась, что убедила отца через телеграмму узнать у Бергера, как проходит его служба. Прежде семья не высылала Бергеру телеграмм, и он решил, что сестра не просто так встревожилась за его здоровье как раз в тот день, когда он чуть не попал под колеса. Бергер был уверен, что в минуту опасности отправил своей сестре телепатическое сообщение 5.

Во сне человек проводит треть своей жизни, но ученые пока точно не могут сказать, какую функцию выполняет сон.

Он сделал вывод, что у человеческого мозга есть доступ к отдельному виду энергии, позволяющему передавать сообщения на большие расстояния. Бергер посвятил большую часть жизни попыткам обнаружить эту энергию, что в итоге привело его к одному из самых великих открытий в нейробиологии.

Несмотря на то, что предположения Бергера основывались на «сверхъестественном» случае, опыты проводились по научным принципам. Бергеру в основном было любопытно, как мозг вырабатывает и использует энергию. Он признавал, что использование энергии во многом зависит от насыщения мозга кровью, и предполагал, что энергия, полученная мозгом из крови, превращается в электричество, которое затем используют нейроны.

Действительно, нейроны активируются благодаря электрическим импульсам – которые, однако, ведут себя внутри этих клеток скорее как батарейки, чем электропровода. Когда нейромедиатор соединяется с рецептором нейрона, в последнем образуется электрический сигнал, называемый потенциалом действия. Потенциал действия проходит по длинному трубчатому отростку нейрона, известному как аксон. Когда он добирается до конца аксона, происходит выброс нейромедиаторов. Далее, нейромедиаторы активируют рецепторы другого нейрона и т. д. В итоге сигнал проходит по всей нервной системе.