Александр Вейн - Бодрствование и сон

В 1934 г. крупнейший английский нейрофизиолог Эдриан предложил оценивать биопотенциалы мозга с точки зрения возникновения синхронизации (медленные высокоамплитудные волны) и десинхронизации (быстрые низкоамплитудные волны). Выяснилось, что синхронизирующие аппараты, которые усиливают свою деятельность в период сна, расположены на нескольких уровнях головного мозга. Основные среди них — таламическая синхронизирующая система, структуры переднего гипоталамуса и перегородки и аппараты, расположенные в нижнем отделе ствола (синхронизирующий аппарат Моруцци). Эти открытия привели к совершенно новому представлению о наличии структур, активно организующих сон, который не является пассивным процессом, возникающим в связи с исчезновением бодрствования.

Необходимо остановиться на широко распространенных представлениях о роли процессов возбуждения и торможения в регуляции сна и бодрствования. Согласно им, сон рассматривается как результат торможения нейронов мозга. При пользовании столь распространенными терминами, как «возбуждение» и «торможение», следует всегда четко представлять различие между поведенческими и нейронными процессами. Несомненно, что торможение и возбуждение — процессы, происходящие на нейронном уровне (выявилось существование специальных функционально «тормозных» нейронов, осуществляющих эти функции при своем возбуждении). Когда же речь идет о поведенческих реакциях, можно использовать термин «торможение» лишь как описательный. Существенной ошибкой многих исследователей была попытка перекинуть мостики между реальными нейронными процессами и поведением. Все это было возможно до того, как мозг перестал быть «черным ящиком», хотя и житейский опыт говорил, что часто сохранение внешнего спокойствия требует больших усилий, чем осуществление поведенческих активных актов. Сон явился тем пробным камнем, где эти противоречия выявились с особой силой. Сон — торможение, бодрствование — возбуждение. Вот предельно ортодоксальный взгляд, где поведение отождествляется с состоянием нейронного аппарата. Однако сон — это активный процесс, усиленная деятельность синхронизирующих аппаратов. Исходя из этого, трудно представить себе даже теоретически общее торможение в мозгу.

В специальном разделе будет показано, что в период сна осуществляется активная психическая деятельность, проявление которой невозможно при заторможенном состоянии нейронов. Однако окончательный ответ пришел со стороны экспериментаторов, изучавших деятельность отдельных нейронов в состоянии сна и бодрствования. Работы электрофизиологов показали, что во время сна не отмечается количественного преобладания заторможенных нейронов над возбужденными. Многие нейроны даже усиливают спонтанную активность во сне, активность других уменьшается. Возбудимость корковых нейронных систем в проекционных зонах коры возрастает. Эти данные являются прямым доказательством того, что разлитого торможения во время сна не существует. Так постепенно сложились представления о наличии в мозгу активирующих и синхронизирующих аппаратов, сочетание активной деятельности которых и обеспечивает смену и поддержание бодрствования и сна.

Казалось, что основные камни современной теории уже заложены и остается заняться лишь углублением и уточнением этих положений. Однако в начале 50-х годов были получены факты, вновь заставившие отказаться от сформировавшихся взглядов.

Прежде чем рассказать о типах сна, следует остановиться на электроэнцефалограммах физиологического сна. Электроэнцефалография — этап огромной важности для изучения сна и бодрствования. Первым исследователем, записавшим электрические потенциалы мозга, был мэр Ливерпуля лорд Ричард Катон. В 1875 г. он обнаружил различие электрических потенциалов между двумя точками на скальпе кроликов и обезьян. В разработку этого метода вложили также свой талант и отечественные физиологи В. Я. Данилевский и В. В. Правдич-Неминский. Уже отмечалось, что первые электроэнцефалографические исследования на человеке провел психиатр из Иены Ганс Бергер, который обнаружил резкие различия между биотоками мозга во время сна и бодрствования. Выяснилось, что потенциалы мозга во время сна неоднородны и подвержены закономерной трансформации (рис. 5).

Рис. 5. Электроэнцефалограмма стадий сна

I — расслабленное бодрствование; II — дремота; III — сон средней глубины с «сонными» веретенами; IV — глубокий сон