Как мозг постоянно допускает оплошности, управляя телом

 

Много миллионов лет назад не существовало механизмов, благодаря которым мы сейчас способны думать и рассуждать. Первая рыба, которая на заре времен выбралась на сушу, не терзала себя мучительными сомнениями, размышляя: «Зачем я это делаю? Здесь невозможно дышать, и у меня вообще нет легких, что бы они из себя ни представляли. Клянусь, никогда больше я не буду играть с Гэри в “правду или действие”»[3]. Нет, до сравнительно недавнего времени мозг выполнял очень простую и понятную роль: всеми доступными средствами сохранял телу жизнь.

Очевидно, что мозг первобытного человека хорошо справлялся с этой задачей, потому что человечество как вид выжило и стало самой главной формой жизни на земле. С тех пор у людей развились сложные познавательные способности, однако функции, которые выполнял мозг первобытного человека, не потеряли своей значимости. Пожалуй, они стали даже еще важнее; способность рассуждать и разговаривать стоит не так уж многого, если при этом вы умираете от того, что просто все время забываете поесть или гуляете над пропастью.

Тело необходимо мозгу, чтобы его питать, а мозг необходим телу, чтобы его контролировать и заставлять делать то, что нужно. (На самом деле они связаны еще сильнее, чем следует из этого утверждения, но не будем пока углубляться в детали.) Поэтому в мозге протекает множество базовых физиологических процессов: контроль за работой внутренних органов, реакция на возникающие проблемы, удаление отходов. В общем, техобслуживание. За эти жизненно важные процессы отвечают ствол мозга и мозжечок. Иногда, чтобы подчеркнуть их примитивную природу, эти структуры называют «древний мозг», потому что даже в незапамятные времена, когда мы были еще рептилиями, они делали все то же самое. (Млекопитающие появились позднее всех других представителей жизни на Земле.) Напротив, все высшие функции, которые есть у современных людей, – например, сознание, внимание, восприятие, мышление, – обеспечиваются работой неокортекса, или новой коры («нео» на латыни означает «новый»). На самом деле все устроено сложнее, чем следует из названий этих мозговых структур, но удобства ради будем на них ориентироваться.

Итак, можно было бы рассчитывать, что древний мозг и неокортекс сработаются или хотя бы не станут мешать друг другу. Ну, хоть немного надеяться на это. Однако, если вы когда‑нибудь работали под началом чрезмерно дотошного руководителя, то знаете, что это бывает ужасно непродуктивно. А когда ваш формальный начальник менее опытен, чем вы, постоянно отдает дурацкие приказания и задает глупые вопросы, работать становится еще сложнее. Именно это неокортекс постоянно творит с древним мозгом.

Хотя, опять же, все не совсем так просто. Неокортекс гибок и отзывчив; древний мозг закостнел в своих привычках. Все мы сталкивались с людьми, которые считают, что лучше знают, как надо делать, просто потому, что они старше, или потому, что дольше чем‑нибудь занимались. Работать с ними – сущий кошмар. Например, если вы попытаетесь вместе с таким человеком написать компьютерную программу, он будет настаивать, что код нужно печатать на машинке, потому что «всегда так делали». Древний мозг ведет себя примерно так же, своим упрямством пресекая полезное начало. Эта глава посвящена тому, как мозг вносит путаницу в самые базовые телесные процессы.

 

Остановите книгу, я сойду!

(Почему нас укачивает)

 

Никогда раньше люди не сидели на месте так помногу, как сейчас. Работа в офисе пришла на смену многим видам физического труда. При помощи машин и других видов транспорта мы можем путешествовать сидя. Благодаря интернету мы можем теперь всю жизнь не вставать с места, общаясь, совершая покупки и проводя банковские операции онлайн.

У этого есть обратная сторона. На разработку эргономических офисных кресел, которые позволяют предотвратить ущерб для здоровья, вызванный слишком продолжительным сидением на месте, тратятся астрономические суммы. Если слишком долго сидеть в самолете, можно даже умереть от тромбоза глубоких вен. Звучит странно, но сильная нехватка движения крайне опасна для здоровья.

А все потому, что движение жизненно важно. Люди умеют хорошо двигаться и двигаются много. Доказательством этого является то, что как биологический вид мы покрыли большую часть земной поверхности и даже побывали на Луне. Ученые говорят, что проходить пешком 3 километра в день полезно для мозга, но в таком случае это, скорее всего, полезно и для всего тела [1][4]. Наши скелеты устроены так, чтобы мы могли подолгу ходить. В равной степени наши стопы, голени, бедра и вообще все строение тела идеально подходят для постоянных передвижений. Но речь идет не только о строении тела; судя по всему, ходьба, даже без участия мозга, является частью нашей внутренней «программы».

В позвоночнике есть пучки нервов, которые позволяют контролировать наши движения без участия сознания [2]. Эти связки нервных волокон называются генераторами шаговых движений. Они расположены в центральной нервной системе в нижних отделах позвоночника. Генераторы шаговых движений посылают сигналы в мышцы и сухожилия ног, и в результате человек начинает шагать (отсюда возникло их название). Также они получают обратную связь от мышц, сухожилий, кожи и суставов, например, при спуске под уклон. Благодаря этому мы способны менять манеру ходьбы в зависимости от обстоятельств. Это объясняет, почему люди могут ходить, даже находясь без сознания, а позже в этой главе мы обсудим явление лунатизма.

Во многом из‑за того, что человек способен двигаться не задумываясь и независимо от того, чем он занят – убегает ли из опасной местности, занимается поиском пищи, преследует добычу или спасается от хищника, – человечество и выжило как вид. Когда‑то первые живые существа вылезли из моря и заселили сушу, благодаря чему возникла вся жизнь на земной поверхности. Этого бы не произошло, если бы они не были столь активны.

Но тогда возникает вопрос: если наша жизнь и здоровье зависят от движения и в ходе эволюции у нас возникли сложные биологические системы, ответственные за то, чтобы нам было как можно проще двигаться и чтобы мы двигались как можно чаще, то почему иногда движение вызывает у нас тошноту? Это явление известно как «укачивание», или «морская болезнь». Так бывает во время поездки – из нас ни с того ни сего извергается завтрак, или обед, или еще что‑нибудь, чем мы недавно перекусили.

Причиной тому мозг, а не желудок или другие внутренности (хотя по ощущениям кажется, что именно они). Как можно объяснить, почему наперекор миллионам лет эволюции наш мозг решает, что путешествие из пункта А в пункт Б – это достаточно веская причина, чтобы вызвать у человека рвоту? На самом деле мозг вовсе не препятствует работе появившихся у нас в ходе эволюции механизмов. Проблема в том, что для движения нам необходимо огромное множество различных механизмов и систем. Морская болезнь возникает, только если мы передвигаемся с места на место искусственным образом, то есть на транспорте. И вот почему.

У людей есть сложный набор ощущений и неврологических механизмов, на которых основана проприоцепция, то есть способность чувствовать положение собственного тела в пространстве и направление движения его отдельных частей. Если вы спрячете за спиной руку, то, даже не видя ее, все же будете ее ощущать, знать, где она находится и какие неприличные жесты делает. Это и есть проприоцепция.

Еще у людей есть вестибулярный аппарат, расположенный во внутреннем ухе. Он представляет собой множество наполненных жидкостью каналов (то есть в данном случае маленьких костяных трубочек), необходимых для восприятия равновесия и положения тела в пространстве. В них достаточно места для того, чтобы жидкость могла перемещаться в зависимости от направления действия гравитации. Внутри трубочек расположены нейроны, которые определяют, где сейчас находится жидкость. Они передают в мозг информацию о положении и ориентации нашего тела. Если жидкость находится в верхней части трубочек, значит, мы стоим вниз головой, а это, скорее всего, нехорошо и должно быть срочно исправлено.

Когда человек двигается (ходит, бегает, прыгает или даже ползает на четвереньках), в мозг поступает очень конкретный набор сигналов. Это постоянные покачивающиеся движения, неразрывно связанные с ходьбой на двух ногах, скорость как таковая, различные внешние факторы вроде движения окружающего нас воздуха, а также вызванное ходьбой перемещение жидкости во внутреннем ухе. Из всего этого складывается проприоцепция, и наш вестибулярный аппарат все это учитывает.

Глазами мы воспринимаем движение мира относительно нас. Мы видим одно и то же, когда двигаемся сами и когда стоим на месте, а наше окружение движется. На самом базовом уровне оба толкования верны. Тогда откуда мозг знает, какое из них соответствует истине? Он получает информацию от зрения, сравнивает ее с информацией о перемещении жидкости во внутреннем ухе и делает вывод: «тело двигается, все в порядке», – а затем возвращается к размышлениям о сексе, о том, как поквитаться с недругом, о покемонах или о чем вы там еще думаете. Наше зрение и внутренние системы работают синхронно, чтобы дать объяснение происходящему.

Поездка на транспорте вызывает совсем другие ощущения. Как правило, для автомобиля не характерны те ритмичные покачивающиеся движения, которые наш мозг связывает с ходьбой (конечно, если только у вас не сломается подвеска), и то же самое относится к самолетам, поездам и кораблям. Когда вас куда‑то везут, вы, по сути, не двигаетесь; вы просто сидите на месте и чем‑нибудь развлекаетесь, чтобы скоротать время. Ваш мозг не получает всех этих сложных проприоцептивных сигналов и не понимает, что происходит. Отсутствие сигналов означает, что в древнем мозге ничего не происходит, и это подтверждает ваше зрение, которое сообщает, что вы неподвижны. Но на самом деле вы двигаетесь, и на упомянутую выше жидкость в ухе действуют силы, вызванные высокой скоростью движения и ускорением. Поэтому ваш мозг получает сигналы о том, что вы перемещаетесь, причем весьма быстро.

В итоге мозг получает противоречивые сигналы от тонко настроенной системы восприятия движений. Считается, что морская болезнь возникает именно из‑за этого. На уровне сознания мы запросто справляемся с этими противоречиями, но более глубокие, неподвластные сознанию системы, которые управляют нашими телами, на самом деле не умеют решать подобные внутренние проблемы. Им непонятно, из‑за чего мог возникнуть такой сбой в системе. По сути дела, поскольку древний мозг сбит с толку, напрашивается только один ответ: это все из‑за яда. В дикой природе это практически единственное, что может настолько сильно повлиять на наши внутренние процессы и так нарушить их.

Яд – это плохо, и если мозг решает, что в организм попал яд, то реагирует единственным доступным ему способом: немедленно избавляется от него при помощи рвотного рефлекса. Новые и наиболее продвинутые отделы мозга лучше разбираются в ситуации, но взять контроль над запущенными процессами в древних отделах им непросто. Их уже буквально не обратить вспять.

Явление укачивания изучено пока еще не до конца. Почему нас не укачивает все время? Почему некоторых вообще никогда не укачивает? Вполне возможно, что морская болезнь возникает в результате взаимодействия множества внешних или внутренних факторов, таких как характеристики конкретного транспортного средства, на котором вы в данный момент едете, или некая обусловленная особенностями нервной системы повышенная чувствительность к определенным видам движения. В этой главе я кратко описал наиболее популярную из существующих теорий. Другое объяснение – это «гипотеза нистагма» [3]. Она предполагает, что вызванное движением непроизвольное растяжение глазодвигательных мышц (которые поддерживают и двигают глазное яблоко) раздражает блуждающий нерв (один из главных нервов, контролирующих лицо и голову) нестандартным образом, и это приводит к укачиванию. В любом случае мы страдаем морской болезнью из‑за того, что наш мозг легко впадает в замешательство и реагирует на возникающие проблемы крайне ограниченным набором способов, прямо как менеджер, попавший на превышающую его способности должность и в ответ на любую просьбу дает формальные отписки или начинает рыдать.

Судя по всему, на море людей укачивает сильнее всего. На суше находится множество предметов, взглянув на которые вы можете понять, что движетесь (например, деревья); однако с корабля, как правило, видны только волны, а все остальные объекты расположены слишком далеко и не дают мозгу никакой информации о движении. В результате зрительная система с еще большей вероятностью решает, что никакого движения нет. Вдобавок к этому во время путешествия по морю нас непредсказуемо бросает вверх‑вниз, из‑за чего жидкость в ухе посылает еще больше сигналов в сбитый с толку мозг. В своих военных мемуарах под названием «Адольф Гитлер и моя роль в его падении» Спайк Миллиган рассказывает, как во время Второй мировой войны его на корабле перевозили в Африку. Оказалось, что он был одним из немногих солдат своего отделения, которых не укачивало. Когда его спросили, как лучше всего бороться с морской болезнью, он ответил просто: «Сидеть под деревом». Эффективность этого метода не доказана в исследованиях, но лично я абсолютно уверен, что он поможет и от укачивания в самолете тоже.

 

Для пудинга место найдется?

(О сложных и запутанных мозговых механизмах управления пищевым поведением и чувством голода)

 

Еда – это топливо. Когда вашему телу нужна энергия, вы едите. Когда не нужна – не едите. Если вдуматься, то все выглядит очень просто, но именно в этом и заключается проблема: мы, такие большие и умные, все время только о еде и думаем, что приводит к всевозможным проблемам и неврозам.

Мозг влияет на наш аппетит и на то, как мы едим, настолько, что многим это может показаться удивительным^*.[5] Возможно, вы считаете, что пищевым поведением управляет желудок или кишечник, ну, может быть, еще печень или запасы жира – в общем, места, где еда переваривается и/или хранится. И они, несомненно, играют свою роль, но не настолько большую, как вам кажется.

Возьмем, например, желудок. Наевшись, большинство людей говорят, что их желудок полон. Это первое важное место внутри тела, куда попадает съеденная нами пища. Желудок растягивается по мере наполнения, нервы из него посылают сигналы в мозг, чтобы аппетит угас, человек перестает есть, и это совершенно оправданно. На этом механизме основано действие молочных коктейлей для похудения, которые люди пьют вместо приемов пищи [5]. Эти коктейли представляют собой плотное вещество, которое быстро наполняет желудок и растягивает его. Желудок отправляет в мозг сообщение «я полон», поэтому вам больше не хочется набивать живот пирожными и тортами.

Однако действуют они недолго. Многие говорят о том, что, выпив такой коктейль, меньше чем через двадцать минут уже снова чувствуют голод, в основном из‑за того, что сигналы о растяжении желудка – это лишь малая часть процесса, управляющего чувством голода и образом питания. Они представляют собой лишь нижнюю ступеньку длинной лестницы, которая поднимается все выше и выше, к более сложным структурам мозга. Иногда эта лестница виляет и даже образует петли [6].

На чувство голода влияют не только нервы в желудке; гормоны тоже вносят свой вклад. Жировые клетки вырабатывают гормон под названием лептин, который снижает чувство голода. В желудке появляется грелин, а он только усиливает чувство голода. Если у вас много жировых отложений, вы вырабатываете больше подавляющих аппетит гормонов; если ваш желудок постоянно чувствует себя пустым, он попадает под влияние гормонов, повышающих аппетит. Просто, не так ли? К сожалению, не так. У человека может быть повышен уровень этих гормонов в зависимости от его потребностей в пище, однако мозг быстро привыкает к ним и начинает успешно их игнорировать, если они действуют на него слишком долго. Одна из самых ярких особенностей нашего мозга – это способность игнорировать что угодно, независимо от уровня его значимости, если оно становится слишком предсказуемым (вот почему солдаты все‑таки могут дремать, находясь в зоне боевых действий).

Вы обращали внимание, что для десерта места у вас в животе всегда хватает? Вы можете съесть почти целую корову или столько макарон с сыром, что можно было бы затопить гондолу, но после этого в вас все равно уместится пирожное с кремом или три шарика сливочного мороженого. Как? Почему? Если ваш желудок полон, как вообще физически возможно проглотить пищу? Во многом это происходит потому, что ваш мозг принимает ответственное решение и постановляет, что место в животе еще все‑таки есть. Сладкое – это значимое вознаграждение, о котором ваш мозг знает и которое он хочет получить (подробнее об этом в главе 8). Вот почему мозг игнорирует желудок, даже когда тот ему сообщает: «Места нет». Здесь, в отличие от ситуации с морской болезнью, неокортекс подчиняет себе древний мозг.

Почему так происходит, пока точно неизвестно. Возможно, люди просто нуждаются в очень сложном рационе, чтобы чувствовать себя хорошо. Вместо того, чтобы слепо положиться на наши базовые системы обмена веществ и позволить человеку есть то, что имеется в наличии, мозг вмешивается в процесс и пытается улучшить наш образ питания. Все бы ничего, если бы мозг ограничился этим. Но ему мало.

Когда дело касается еды, возникшие на основе прошлого опыта ассоциации имеют огромную силу. Вы можете очень любить, ну, например, пирожные. Вы можете без проблем поглощать их на протяжении многих лет, а потом съесть одно и неожиданно получить пищевое отравление. Может быть, в нем испортился крем; может, в его состав входило что‑то, на что у вас аллергия; а может (и это обиднее всего), что‑то вообще другое вызвало у вас тошноту вскоре после того, как пирожное было съедено. Так или иначе, ваш мозг строит ассоциацию и с тех пор относит пирожные к запрещенным продуктам. И даже если вы случайно взглянете на пирожное после случившегося, вам тут же станет нехорошо. Ассоциация с чувством отвращения удивительно сильна. Она появилась, чтобы не давать людям поедать отравленную или испорченную пищу, и поэтому ее сложно разрушить. Неважно, что вы уже тысячу раз ели этот продукт без отрицательных последствий – ваш мозг говорит «нет!» И с этим почти ничего не поделать.

Иногда даже не обязательно, чтобы с вами случалось что‑нибудь скверное, как пищевое отравление. Мозг вмешивается практически в каждое решение, связанное с пищей. Возможно, вы слышали, что первым еду пробует зрение? Большая часть нашего мозга, целых 65 процентов, связана со зрением, а не со вкусом [7]. Чувство вкуса практически до неприличия слабо, как мы увидим в главе 5. С завязанными глазами и затычками в носу среднестатистический человек может по ошибке принять картофель за яблоко [8]. Очевидно, что зрение гораздо сильнее, чем вкус, влияет на то, что мы чувствуем. Наши впечатления от еды очень сильно зависят от того, как она выглядит, вот почему в дорогих ресторанах так заботятся о сервировке блюд.

Повторяемость также может существенно повлиять на ваши пищевые привычки. В качестве иллюстрации возьмите выражение «обеденное время». Когда наступает обеденное время? Большинство скажет, что где‑то между двенадцатью и двумя часами дня. Почему? Если пища необходима для энергии, почему все люди, от работников тяжелого физического труда, например чернорабочих и лесорубов, до представителей сидячих профессий, например писателей и программистов, обедают в одно и то же время? Да потому, что давным‑давно люди договорились, что будут обедать именно в это время, и с тех пор редко задумываются об этом. Как только вы усваиваете это правило, ваш мозг начинает ждать, что вы будете его придерживаться, и вы чувствуете голод, потому что пора есть, а не решаете, что пора есть, потому что проголодались. Очевидно, мозг считает, что логика – это ценный ресурс, которым не следует разбрасываться.

Привычки вносят большой вклад в наш режим питания, и, как только наш мозг начинает чего‑то ожидать, тело быстро следует его примеру. Мы часто говорим страдающему от избытка веса человеку, что ему надо просто взять себя в руки и есть поменьше. На самом же деле все не так просто. Причины, по которым человек начинает переедать, зависят от многих обстоятельств. Например, люди едят, чтобы успокоиться. Если вы грустны или подавлены, ваш мозг посылает в тело сигналы о том, что вы измождены. А если вы измождены, то что вам нужно? Энергия. А откуда взять энергию? Из еды! Кроме того, высококалорийная пища может запускать в вашем мозге процессы, связанные с чувством удовольствия и награды [9]. Теперь понятно, почему вы так редко слышите об «утешительном салатике».

Однако как только ваши тело и мозг привыкают к определенному уровню потребления калорий, уменьшить его становится все сложней. Вы когда‑нибудь видели, как спринтеры или бегуны на длинную дистанцию сразу после финиша сгибаются в три погибели и ловят ртом воздух? Приходила ли вам после этого в голову мысль назвать их ненасытными потребителями кислорода? Никто никогда не скажет, что им не хватает дисциплины и что они ленивые или жадные. Примерно тот же самый, хотя и менее полезный для здоровья, эффект возникает, когда вы едите. В ожидании большого количества пищи в теле происходят изменения, в результате чего перестать есть сложнее, чем раньше. Точные причины, почему люди начинают есть больше, чем им на самом деле нужно, и привыкают к этому, установить невозможно, потому что вариантов слишком много. Можно предположить, что это становится неизбежным, когда биологический вид, научившийся в ходе эволюции есть все что угодно, как только это удавалось добыть, открыл для себя неисчерпаемые количества пищи.

Если вам все еще нужны доказательства того, что мозг контролирует наш образ питания, вспомните о нарушениях пищевого поведения, таких как анорексия и булимия. Мозгу удается убедить тело в том, что внешний вид важнее пищи и поэтому пища телу не нужна! Это как если бы вы убеждали автомобиль, что ему не нужен бензин. Это не логично и опасно, и все же случается с пугающей регулярностью. Движение и прием пищи – два необходимых для нормальной жизни действия, стали бессмысленно сложными из‑за того, что мозг вмешивается в эти процессы. Однако еда – одно из самых больших удовольствий в жизни, и если бы мы относились к ней, как к простому подбрасыванию угля в топку, наша жизнь, скорее всего, стала бы гораздо скучней. В конце концов, мозг знает, что делает.

 

О сне, или о снах… или о спазмах, или об удушье, или о лунатизме

(Мозг и непростые свойства сна)

 

Спать – значит в буквальном смысле ничего не делать и просто лежать без сознания. Насколько сложным может быть этот процесс?

Очень сложным. Люди редко задумываются о том, что такое сон, как он устроен, каким образом мы его видим и что происходит во время него. С логической точки зрения трудно думать о сне, равно как и обо всех остальных бессознательных состояниях, когда ты сам находишься в этом состоянии. Досадно, что это отпугнуло множество ученых. Если бы люди больше думали о сне, мы бы, возможно, быстрее в нем разобрались.

Поясню: мы даже до сих пор не знаем, зачем сон нужен! В очень широком смысле спят почти все животные, даже самые примитивные вроде нематод, широко распространенных плоских червей [10]. Некоторые животные, такие как медузы и губки, судя по всему, не спят, но у них даже нет мозга, поэтому о том, чем они занимаются, вообще ничего нельзя с полной уверенностью сказать. Но сон или по крайней мере регулярные периоды отсутствия активности, можно наблюдать у представителей самых кардинально различных видов. Очевидно, что он важен и имеет свои корни глубоко в эволюции. Водные млекопитающие научились спать, задействуя только одну половину мозга, потому что, заснув полностью, они перестали бы плавать, погрузились бы на дно и утонули. Сон настолько важен, что перевешивает по степени значимости задачу «не утонуть», а мы до сих пор не знаем этому объяснения.

Сну посвящено множество невероятных теорий, например теория исцеления. Было доказано, что у крыс, лишенных сна, раны заживают медленнее. В целом такие крысы живут гораздо меньше, чем те, которым давали выспаться [11]. Другая теория заключается в том, что сон ослабляет сигналы, идущие от слабых нейронных связей, чтобы их было легче удалить [12]. Также есть мнение, что сон ослабляет негативные эмоции [13].

Одна из самых странных теорий утверждает, что сон возник в ходе эволюции как способ спастись от хищников [14]. Многие хищники не спят ночью, а людям, чтобы прокормить себя, не нужно быть активными круглые сутки. Благодаря сну люди полностью бездействуют в течение долгого времени и не подают никаких знаков и сигналов, по которым хищник мог бы их обнаружить.

Кто‑то мог бы посмеяться над скудоумием современных ученых. Сон нужен для отдыха. Во время сна мы даем телу и мозгу время восстановиться и набраться сил после дневных трудов. И действительно, если мы занимались чем‑нибудь особенно выматывающим, долгий отдых необходим, чтобы дать нашему организму восстановиться, восполнить запасы и обновить свои силы.

Но если сон нужен только для отдыха, то почему мы почти всегда спим одинаковое количество времени, независимо от того, таскали ли мы целый день кирпичи или просиживали штаны за просмотром мультфильмов? Несомненно, на отдых после столь разных видов деятельности должно уходить различное количество времени. К тому же скорость обмена веществ в теле во время сна снижается лишь на 5–10 %. Расслабление, которое возникает в результате этого, совсем незначительно – оно подобно снижению скорости с 80 до 75 км/ч, что имеет очень слабый эффект, если двигатель начал дымиться.

Утомление не влияет на наш режим сна, вот почему бегуны редко засыпают во время марафона. Фазы и продолжительность сна зависят скорее от циркадных ритмов нашего организма[6], которые управляются особыми внутренними механизмами. В мозге есть шишковидная железа, которая управляет циклами сна. Она выделяет гормон под названием мелатонин. Он расслабляет нас и вызывает сонливость. Шишковидная железа реагирует на уровень освещенности. Сетчатка внутри наших глаз реагирует на свет и посылает сигналы в шишковидную железу. Чем больше сигналов получает железа, тем меньше мелатонина она выделяет (хотя все равно продолжает производить некоторое его количество). Уровень мелатонина в нашем теле постепенно растет в течение дня и начинает расти быстрее после захода солнца. Вот почему наши циркадные ритмы привязаны к световому дню, так что, как правило, мы бодры по утрам и чувствуем себя усталыми по вечерам.

Этим механизмом объясняется синдром смены часовых поясов. Попав в другой часовой пояс, вы попадаете в совершенно непривычный для вас световой день. Поэтому уровень освещенности может быть как в 11 утра, а ваш мозг будет считать, что сейчас 8 вечера. Наши циклы сна очень тонко настроены, и внезапное уменьшение уровня мелатонина нарушает их. И «догнать сон» оказывается сложнее, чем вам кажется; ваш мозг и тело связаны циркадными ритмами, поэтому человеку очень трудно, хотя и возможно, заставить себя заснуть в непривычное время. Нужно прожить несколько дней в новом световом режиме, чтобы циркадные ритмы успешно перезапустились.

Вы можете спросить: если наши циклы сна так чувствительны к уровню освещенения, почему искусственный свет не влияет на них? На самом деле влияет. За последние несколько веков, с распространением искусственного освещения, структура сна заметно изменилась. Кроме того, ход сна меняется и в зависимости от культуры [15]. В культурах, у которых доступ к искусственному освещению ограничен или у которых по‑другому устроен световой день, сон приспособлен к этим обстоятельствам.

В соответствии с аналогичными ритмами наша внутренняя температура тела меняется в диапазоне от 36 до 37 °C (для млекопитающих это значительное изменение). Днем она достигает наивысшего значения, а к наступлению вечера спадает. Как правило, мы ложимся спать, когда она находится где‑то в промежутке между максимумом и минимумом. Таким образом, мы достигаем низшей точки во время сна, и этим, вероятно, можно объяснить, почему нам нравится укрываться одеялом во время сна – мы холоднее, чем в состоянии бодрствования.

Чтобы дополнительно проверить предположение, что сон необходим исключительно для отдыха и сохранения энергии, ученые исследовали сон у животных, впавших в спячку [16]. То есть у животных, которые уже были без сознания. Спячка не то же самое, что сон; обмен веществ сильно замедляется, а температура тела существенно снижается; спячка длится дольше сна и по сути своей она ближе к коме. Однако находящиеся в спячке звери регулярно переходят в состояние сна, то есть они тратят дополнительную энергию на то, чтобы уснуть! Гипотеза о том, что сон необходим для отдыха, очевидно, не раскрывает вопрос полностью.

Это особенно верно для мозга, который во время сна ведет себя очень сложно. Коротко говоря, на данный момент выделяют четыре фазы сна: фаза быстрого сна (для нее характерны быстрые движения глаз, поэтому ее называют фаза БДГ, или REM[7]) и три фазы медленного сна (NREM[8]): первая, вторая и третья (редкий случай, когда терминология специалистов по нейронаукам понятна даже непосвященному). Эти три фазы медленного сна отличаются друг от друга видом активности, которая происходит в мозге во время каждой из них.

Часто различные зоны мозга синхронизируют паттерны своей активации, в результате чего возникают так называемые мозговые волны. Когда синхронизируется активность мозга у разных людей, это называется «Мексиканские мозговые волны»^*.[9] Существует несколько видов мозговых волн, и для каждой фазы медленного сна характерен один из них.

В первой фазе медленного сна мозг генерирует в основном альфа‑волны; во второй фазе возникают странноватые ритмы, называемые «сонные веретена», а в третьей фазе преобладают дельта‑волны. По мере того как человек переходит от одной фазы сна к другой, активность мозга постепенно снижается, и чем глубже вы засыпаете, тем сложнее проснуться. В третьей фазе медленного сна – фазе «глубокого» сна – человек гораздо менее восприимчив к внешним раздражителям, таким как крики «Проснись! Дом горит!», чем в первой фазе. Но мозг никогда не отключается полностью. Частично из‑за того, что он выполняет несколько ролей при поддержании состояния сна. А если бы он отключился полностью, человек бы умер.

Дальше наступает БДГ‑сон, когда мозг активен, как и в состоянии бодрствования или даже сильнее. Одной из интересных (а иногда пугающих) особенностей БДГ‑сна является мышечная атония. Во время БДГ‑сна способность мозга управлять движениями при помощи двигательных нейронов полностью отключается и мы теряем возможность двигаться. Как именно это происходит, до конца не ясно. Предположительно, некие специальные нейроны подавляют активность двигательной коры, а может быть, снижается чувствительность зон, отвечающих за управление движениями, из‑за чего пошевелиться становится очень сложно.

И это на самом деле хорошо. Во время БДГ‑фазы люди видят сны, поэтому, если бы двигательная система не выключалась, люди по‑настоящему делали бы то, что делают во сне. Если попытаться вспомнить, чем мы занимаемся в снах, становится понятно, почему следует этого избегать. Размахивая конечностями во время сна и не осознавая, что происходит вокруг, вы можете представлять большую опасность лично для себя и для всех, кому не повезло оказаться поблизости. Естественно, мозг не абсолютно надежен, поэтому встречаются некоторые расстройства поведения, связанные с БДГ‑фазой сна, при которых двигательный паралич не наступает и люди в реальности делают то, что видят во сне. Такое поведение приводит к явлениям, подобным лунатизму, к разговору о котором мы скоро перейдем.

Также случаются менее глобальные сбои, с которыми, скорее всего, сталкивались большинство из вас. Например, существует явление гипнагогического подергивания, когда, засыпая, вы вдруг резко дергаетесь. Вам кажется, будто вы внезапно откуда‑то падаете и, приземлившись в кровати, вздргаиваете. Это часто встречается у детей и постепенно с возрастом сходит на нет. Гипнагонические подергивания пытались объяснить тревогой, стрессом, нарушениями сна и так далее, но, судя по всему, в большинстве своем они возникают случайно. Некоторые теории утверждают, что мозг ошибочно принимает погружение в сон за «умирание», поэтому пытается срочно нас разбудить. Это бессмысленно, потому что мозг сам принимает активное участие в том, чтобы мы уснули. Есть и другая теория о гипнагогических подергиваниях – это пережиток эволюции из тех времен, когда мы спали на деревьях. При внезапном наклоне у человека возникало чувство, что он сейчас упадет. Ощущение паники способствовало его пробуждению. Возможно и совершенно другое объяснение. Причина, по которой это явление чаще возникает у детей, скорее всего, заключается в том, что их мозг еще развивается, в нем устанавливаются новые связи и отлаживаются различные системы и функции. По многим причинам абсолютно все сбои и помехи в таких сложных системах, как те, что используют наш мозг, так никогда и не исчезают, поэтому гипнагогические подергивания сохраняются и во взрослом возрасте. В конечном счете это просто немного странное, хотя и совершенно безобидное, явление [17].

Что еще является практически безопасным, но не кажется таковым – это сонный паралич. По какой‑то причине мозг иногда забывает включить двигательную систему после того, как мы просыпаемся. Как и почему это происходит, пока точно не известно. Наиболее популярная теория связывает это явление с тонкой организацией фаз сна. Каждую фазу регулируют различные виды нервной активности, которые зависят от работы различных групп нейронов. Иногда бывает так, что происходит сбой при переключении с одной группы нейронов на другую, поэтому сигналы от нейронов, запускающих двигательную систему, оказываются слишком слабыми, а от выключающих систему нейронов – слишком сильными или долго действующими. В итоге мы приходим в сознание, но не можем контролировать собственные мышцы. Когда мы уже полностью проснулись, механизм, отключающий способность двигаться во время БДГ‑фазы сна, все еще работает, поэтому мы не можем пошевелиться [18]. Как правило, это продолжается недолго, потому что, как только мы просыпаемся, остальная мозговая активность выходит на нормальный, соответствующий полному сознанию уровень и игнорирует сигналы от системы сна. Тем не менее находиться в таком состоянии ужасно страшно.

Этот страх тоже возникает не сам по себе. Беспомощность и беззащитность, которую человек испытывает в состоянии сонного паралича, вызывает у него сильную реакцию страха. Механизмы этого мы обсудим в следующем разделе. Страх может оказаться достаточно сильным, чтобы вызвать галлюцинаторное ощущение опасности, из‑за чего человеку начинает казаться, будто в помещении находится посторонний. Считается, что именно отсюда берут корни фантазии о похищении инопланетянами и легенды о суккубах. У большинства людей, испытавших сонный паралич, страх возникает редко и очень ненадолго, но для некоторых он становится хронической и устойчивой проблемой. Это связывают с депрессией и подобными расстройствами, предполагающими определенные глубинные нарушения в работе мозга.

Еще более сложное явление, скорее всего связанное с сонным параличом, – лунатизм. Его тоже связывают с системой, которая во время сна отключает моторику. Только тут причины ровно противоположные: система недостаточно сильна или ее элементы действуют недостаточно слаженно. Лунатизм чаще встречается у детей, поэтому ученые выдвинули теорию, что его причина заключается в том, что система подавления моторики у ни<