Ты не спишь? Исследуя сумеречную зону сознания

В 2009 году в журнале Sleep Medicine появился сбивающий с толку доклад, описывающий двух итальянцев, которые никогда по-настоящему не спали. Они могли лежать с закрытыми глазами, но в показаниях их мозговой активности не было ни одного нормального паттерна, связанного со сном. К тому же их поведение было довольно странным. Несмотря на то, что они практически не осознавали происходящее в течение этих периодов отдыха, они ходили, кричали, испытывали сильную дрожь, а их сердца бешено колотились. В остальное время они пребывали в сознании, но были склонны к переживанию мощных, сноподобных галлюцинаций.

У обоих диагностировали нейродегенеративное заболевание, называемое мультисистемной атрофией. По словам авторов доклада из Болонского университета в Италии, болезнь повредила мозг этих пациентов до такой степени, что у них возникло диссоциативное расстройство сна и бодрствования (status dissociatus), своего рода сумеречная зона, в которой границы между сном и бодрствованием полностью разрушены.

Возможность такой болезни противоречит тому, что мы обычно думаем о сне, но это не стало неожиданностью для Марка Маховалда, директора Миннесотского регионального центра нарушений сна в Миннеаполисе, который уже давно оспаривает догму, будто сон и бодрствование являются дискретными и обособленными состояниями. При вышеупомянутом расстройстве размытие границ между сном и бодрствованием очень заметно, однако Маховалд полагает, что это может происходить с каждым из нас. Если он прав, нам придется переосмыслить наше понимание того, чем является сон и для чего он предназначен. Возможно, бодрствование – это не явление из разряда «все или ничего», как мы думали ранее.

По устоявшемуся представлению, в каждый момент времени здоровые люди могут находиться в одном из трех состояний активности ЦНС: бодрствование, быстрый сон (REM-сон) или медленный сон (Non-REM-сон). Каждое состояние отличается от других, и его можно идентифицировать по характерному паттерну мозговой активности, измеряемой электроэнцефалограммой (ЭЭГ) (см. рис. 8.2).

Бодрствование опознать легко – помимо того, что глаза человека открыты и реагируют на происходящее, ЭЭГ показывает паттерн высокочастотных волн с малой амплитудой. Медленный сон подразделяют на четыре стадии, каждая из которых обладает своим собственным паттерном на ЭЭГ. Сложнее обнаружить быстрый сон, потому что в рамках ЭЭГ он напоминает первую стадию медленного сна. Поэтому, чтобы с уверенностью идентифицировать REM-сон, исследователи также ищут скачкообразные быстрые движения глаз (БДГ) и ослабление тонуса мышц подбородка и челюсти.

Рис. 8.2. Состояния активности мозга: традиционно бодрствование отличают от медленного и быстрого сна по характерным паттернам активности мозга, используя ЭЭГ для измерения электрической активности в нескольких наружных миллиметрах коры

Маховалд – не единственный человек, поставивший под сомнение эти четкие различия. Дэвид Дингес, психиатр из Пенсильванского университета, вероятно, лишил сна во имя науки больше людей, чем кто-либо другой. В конце 1980-х годов в одном из исследований Дингес и его команда показали, как легко спутать различные состояния активности мозга. Испытуемые выполняли задачу на вычитание чисел, и в среднем они справлялись с 90 вычитаниями за 3 минуты, с небольшим количеством ошибок. После 52 часов лишения сна их производительность упала примерно до 70 вычитаний, с несильно возросшим числом ошибок. Однако после того как они поспали 2 часа, все разительно изменилось. Испытуемые могли оценивать самих себя как абсолютно бодрых, но они не могли справиться даже с самыми простыми вычитаниями. Казалось даже, что они грезят, в то время как пытаются решить задачу. Один из испытуемых посреди череды неправильных ответов задумчиво произнес: «Что если бы люди бежали быстрее, чем обычные люди бегут домой».

Инерция сна

Инерцию сна, менее экстремальную версию описанной выше дезориентации, сегодня считают общепризнанной причиной той спутанности сознания, которую некоторые люди испытывают после пробуждения. Словно формально они проснулись, но функционально продолжают спать; как если бы мозговые связи, лежащие в основе реагирования, включились и заработали, но связи, ответственные за рабочую память, все еще были отключены.

Из-за размытых границ могут возникать и многие другие нарушения сна. Одним из таких нарушений является расстройство поведения в быстром сне (РПБС), при котором люди, пребывая в фазе быстрого сна, как бы разыгрывают в реальности происходящее с ними в сновидении, поскольку на место временного паралича, или катаплексии, которая обычно сопровождает это состояние, приходит полная подвижность. При сонном параличе наблюдается обратная картина. Здесь катаплексия вторгается в бодрствование, и человек при пробуждении обнаруживает, что не способен пошевелиться. По оценкам, это пугающее состояние испытывали до 40 % людей.

Также на удивление распространены гипнагогические галлюцинации – сенсорные иллюзии, которые появляются на пороге сна, когда обрывки сновидений из REM-фазы вторгаются в бодрствование. Другие нарушения сна, подпадающие под эту категорию, – сомнамбулизм, ночные страхи и нарколепсия, которая представляет собой врожденную нестабильность границ сна и бодрствования, характеризующуюся стремительными сменами состояний и склонностью к засыпанию «на полуслове». Как бы это удивительно ни звучало, нарушение границ сна и бодрствования может также объяснять околосмертные переживания и похищения инопланетянами. Не случайно, как говорит Маховалд, похищения инопланетянами почти всегда происходят во время перехода от бодрствования ко сну.

Микросон

Границы между сном и бодрствованием особенно размывает депривация сна. Около десяти лет назад Дингес понял, что его лишенные сна испытуемые, которые казались бодрствующими, на самом деле переживали кратковременные выпадения, или микросон. С тех пор он обнаружил, что эти мимолетные сны длятся от полусекунды до двух секунд и становятся тем более частыми, чем дольше мы лишены сна, пока, наконец, мы уже не сможем вернуться и не уснем. Дингес рассматривал микросон как внешнее проявление перетягивания каната между нейронными системами, одни из которых пытаются инициировать сон, а другие поддерживают бодрствование.

Это перекликается с идеями Джеймса Крюгера из Университета штата Вашингтон в Пулмане, который утверждает, что отдельные единицы обработки информации в мозге, известные как колонки кортекса, когда устают, засыпают независимо друг от друга. По его мнению, переключение между бодрствованием и сном происходит, когда достаточное количество колонок находится в том или ином состоянии. Крюгер считает, что такая мозаичная картина сна объясняет инерцию сна и сомнамбулизм.

Некоторые люди больше других склонны к микросну. В исследовании 2007 года Дингес с коллегами показал, что существуют огромные различия в способности людей противостоять искушению сна при усталости. Для группы здоровых взрослых, которых не подвергали депривации сна, эти различия невелики. Но заставьте их бодрствовать долгое время, и различия вырастут.

Визуализация мозговой деятельности у людей, сохраняющих высокую концентрацию внимания при лишениях сна, выявила наличие особой резервной системы. В то время как у других людей при усталости активность мозга снижается, люди, устойчивые ко сну, могут поддерживать этот уровень активности. Что еще интереснее, чтобы компенсировать столь долгое бодрствование, они также задействуют новые области мозга. Этих людей отобрали для исследования, поскольку они обладали вариантом гена, который обнаруживают примерно у 40 % людей и который, как считается, связан со способностью сопротивляться депривации сна. Похоже, что такие люди также менее склонны к диссоциации состояний сна и бодрствования, хотя это еще не проверяли. Тем не менее, большинство не может удерживаться от сна, не теряя при этом контроль над собственным сознанием.

Другая группа людей, бодрствующих больше остальных, – это люди, страдающие бессонницей. Существуют данные, свидетельствующие о том, что они пребывают в постоянном состоянии гипервозбуждения, с относительно высоким уровнем метаболизма и гормона стресса кортизола.

Поскольку нечеткость границ между сном и бодрствованием становится все более общепринятой, исследователи разрабатывают специальные методы для фиксации кратковременных сбоев и колебаний мозговой активности. Например, нейробиолог Джулио Тонони из Висконсинского университета «подслушивает» спящий мозг, используя ЭЭГ с 256 электродами вместо обычных 32, чтобы улучшить пространственное разрешение и застать мозг «врасплох». «Микросон – всего лишь верхушка айсберга», – утверждает Тонони. Особенно его беспокоит возможность того, что части нашего мозга могут отключаться, когда мы об этом даже можем не подозревать. Примером могут послужить относительно безобидные забывчивость или яркие фантазии, но помимо этого и более причудливые и даже преступные поступки.

Тем временем Пьер Маке из Льежского университета в Бельгии начал использовать фМРТ для составления диаграмм из паттернов мозговой активности, связанных с различными состояниями сна. Его команда уже обнаружила, что различия между сном и бодрствованием выглядят совсем иначе, когда вы сравниваете паттерны активности всего мозга, включая глубинные структуры, в отличие от результатов ЭЭГ, которая измеряет активность только в нескольких наружных миллиметрах коры.

На заднем плане таится надежда, что эти новые подходы прольют свет на спорный вопрос о предназначении сна. Ведущая теория гласит, что сон важен для консолидации памяти – перехода поступившей в мозг информации из кратковременной памяти в долговременную. Однако если мы обратимся к двум вышеупомянутым итальянцам с диссоциативным расстройством сна, мы увидим, что несмотря на полное нарушение как медленного, так и быстрого сна, нарушений памяти у них обнаружено не было. Подливает ли это воды на мельницу тех, кто считает, что сон не имеет никакого другого предназначения, кроме экономии энергии и обеспечения нашей безопасности? Или же это означает, как считает Маховалд, что эти два человека на самом деле переживали своего рода мозаичный сон? Вооружившись менее категоричными определениями сна и бодрствования, а также более чувствительными инструментами для их измерения, мы можем окончательно закрыть этот вопрос.