Сон – одно из наиболее странных состояний человека. Несмотря на современные научные методы, природа сна до сих пор недостаточно изучена. На первый взгляд даже эволюционно невыгодно целую треть суток проводить в горизонтальном положении, не делая ничего полезного, к тому же любое живое существо во время сна становится легко уязвимым. И тем не менее, совсем без сна можно прожить лишь около недели, после чего человек может просто сойти с ума. Что же происходит в мозге в это время? И почему сновидения – всего лишь игра эволюции без всякого скрытого в них смысла?

Сновидения человека – это результат развития механизмов, унаследованных от низших видов. Это доказал невролог Джонатан Уинсон, изучая ехидну – переходное между пресмыкающимися и млекопитающими животное. Оказалось, что во время быстрого сна мозг обрабатывает как генетически закодированную, необходимую для выживания информацию, так и важный опыт, полученный во время бодрствования. Причём, этот хитрый орган сам себя вводит в заблуждение. Он воспроизводит воображаемые образы, но чтобы тело в этот момент не двигалось и ничего не чувствовало, просто отключает рецепцию и движения. Таким образом, выходит, что опыт мысленно ещё раз воспроизводится, но тело оказывается «не в курсе».

Как это выяснили? Специально «подготовленные» к эксперименту мыши ходили по неподвижной беговой дорожке в полной темноте. По мере их движения нервные клетки в области гиппокампа, в которую учёные предварительно открыли «окошко», вспыхивали по очереди, отмеряя пройденный путь.

Когда же мышь засыпала после «пробежки», в её гиппокампе снова зажигались эти самые нейроны, которые «работали» во время бега, но в данном случае вся «гирлянда» зажигалась одновременно и более активно, чем во время бега. Так впервые удалось увидеть, как работают блоки памяти, которые формируют воспоминания.

Во время сна человек проходит через ряд стадий (этапов), закономерно повторяющихся в течение ночи. Появление этих этапов обусловлено активностью различных структур мозга. Каждый из них имеет различную продолжительность, полное же прохождение всех стадий называют циклом. Первый цикл имеет длительность 90-100 минут. Затем циклы повторяются, при этом уменьшается доля медленного сна, и постепенно нарастает доля быстрого сна (REM-сон), последний эпизод которого в отдельных случаях может достигать 1 часа. Приложения для сна, которые обещают быстрое и комфортное пробуждение, работают отслеживая эти циклы и фазы. Приложение подает сигнал, когда человеку удобнее всего проснуться, не нарушая глубокого сна.

 1. Засыпание

ЭЭГ «рисует» высокие пики альфа-ритма, которые затем переходят в «низкий забор» более медленного тета-ритма.

Человек в этот момент дремлет, всё глубже погружаясь в полусонные отрывки мыслей, мышечный тонус снижается, частота дыхания и пульса становится реже, замедляется обмен веществ и понижается температура.

2. Неглубокий сон

В этой фазе сна доминируют тета-волны, и появляются «сонные веретёна» (“вспышки” в мозге во время сна) – сигма-ритм. Это состояние в целом длится около 45-55% общего времени сна.

Сознание отключается, а тонус мышц и температура продолжают снижаться. Сердечный ритм замедляется.

3. Медленный сон

Стадия характеризуется как третья, если дельта-колебания (малой частоты и высокой амплитуды) занимают менее 50%.

Низкая мышечная активность, человек почти не двигается.

4. Глубокий дельта-сон

Тут дельта-колебания предстают во всей красе (более 50%). Третью и четвёртую стадии часто объединяют под единым понятием – «дельта-сон».

В это время человека разбудить очень сложно, и именно на этой стадии, за счёт максимального расслабления всех сфинктеров, возможны приступы лунатизма, ночные ужасы, разговоры во сне и энурез у детей.

5. REM-cон

Возрастает активность коры головного мозга, на ЭЭГ появляется альфа-ритм. В это время люди видят яркие и эмоциональные сновидения, которые зачастую запоминаются, если проснулись именно в эту фазу. Она повторяется каждые 90 минут и составляет около 25% от структуры сна за всю ночь.

Глазные яблоки начинают двигаться под закрытыми веками. Учащаются сердцебиение и дыхание, поднимается температура, но мышцы остаются максимально расслабленными.

Почему же люди часто не запоминают свои сновидения? Всё потому, что во время сна не работают центры кратковременной памяти, благодаря которым удаётся размещать в нужной последовательности всё, что происходит в данный момент. Но – работает память долговременная, что говорит об усвоении необходимого опыта. 

Сновидения приходят к нам в течение всей ночи. В одном из недавних исследований было доказано, что на электроэнцефалограмме свободно можно увидеть, когда человек «видит» сон.

Оказалось, что сны имеют весьма характерную «подпись» на ЭЭГ. Проводился и «обратный» эксперимент: электроэнцефалограмма «выдавала» подпись начавшегося сновидения, а участника эксперимента будили и просили вспомнить сон. Контроль показал: ЭЭГ способна предсказать, когда человеку снится сон. Быстрый сон, как оказалось, сопровождался сновидениями в 95% случаев, а медленный – в 71%.

Кстати, электрическую активность мозга во время сна помогли обнаружить младенцы. В начале ХХ века немецкий учёный Ганс Бергер изобрёл метод электроэнцефалографии, при котором на голову надевается «шапочка» с электродами, регистрирующими активность коры мозга. Этим и воспользовался американец славянского происхождения Юджин Азерински, по указанию своего наставника наблюдавший за спящими младенцами. Он заметил, что они в определённые моменты ночи начинали двигать глазами под закрытыми веками. Так была открыта фаза «быстрого движения глаз» (фаза быстрого сна), а вслед за ней Уильям Демент представил полную картину спящего мозга.

Не зря учёные рекомендуют, что для оптимального состояния здоровья рекомендуется семь или более часов. При недостатке сна совершенно точно страдают сердечно-сосудистая, эндокринная, иммунная, нервная и другие системы. У лишённых сна людей более низкий иммунный ответ, поэтому заболевают они гораздо легче. 

Сон и не сон с точки зрения нейрофизиологии. В 2005 году журнале Nature была опубликована современная концепция сна, согласно которой в мозге располагается целая сеть из нескольких взаимосвязанных между собой узлов, каждый из которых во время сна выполняет свою особую функцию. Первый узел – вентролатеральная преоптическая область в переднем гипоталамусе. Она тормозит работу клеток мозга, которые в режиме бодрствования работают хаотично, и заставляет их возбуждаться синхронно. От неё к областям, отвечающим за бодрость, направляется волна, которая снижает активность, и от этого мозг переходит в «спящий режим».

Вторая часть – система возбуждения. Она базируется на восьми нервных узлах, которые объединяются в два параллельных пучка. По ним волны возбуждения «катятся» к коре больших полушарий. Одна ветвь начинается в ретикулярной формации, которая расположена в стволе головного мозга, другая – в так называемом синем (или голубоватом) пятне (Locus coeruleus, находящийся в варолиевом мосту).

Здешние клетки вырабатывают большую часть всего имеющегося в мозге возбуждающего нейромедиатора норадреналина. Помимо норадреналина в качестве молекул-передатчиков нейроны возбуждающих центров мозга выделяют глутаминовую и аспарагиновую кислоты (глутамат, аспартат), ацетилхолин, дофамин, серотонин и гистамин.

Но это ещё не всё. В боковом (латеральном) гипоталамусе «обитает» несколько десятков тысяч нервных клеток, которые вырабатывают особый нейромедиатор орексин или гипокретин. Если его слишком мало или если не хватает соответствующих ему молекул-рецепторов, возникает редкая болезнь, когда человек днём ни с того ни сего внезапно глубоко засыпает и так же быстро вновь пробуждается.

Работает мозг по принципу клавишного переключателя. Он либо находится в бодрствующем состоянии, либо полностью погружается в «сонный» режим. Подобное функционирование можно сравнить с детскими качелями.

Самое главное, что могут делать центры сна и бодрствования – взаимно блокировать друг друга. То есть, когда работает один, то молчит и «отдыхает» другой. И как только одна из сторон получает преимущество, то весь мозг моментально переходит в состояние, за которое отвечает.

Для того, чтобы переключатель не щёлкал поминутно туда-обратно, как раз и нужен орексин. Он «играет» на стороне возбуждения и осложняет переключение ровно настолько, чтобы мы относительно редко переходили из бодрствования в сон. А чтобы человеку удалось заснуть, необходимо усиление активности центра сна. Этот процесс, который как раз и протекает медленно, знаком каждому как постепенно нарастающее утомление.

С точки зрения нейрофизиологии, нет абсолютно никакой пользы искать в сновидениях «тайный смысл». Они могут выражать общее эмоциональное состояние человека, а их наполнение зависит исключительно от уникального опыта, который каждый из нас получил самостоятельно за какой-то промежуток времени. Поэтому никакие сонники не помогут. Однако, если вас мучают одни и те же неприятные сны, то в их расшифровке вполне поможет психолог, который с помощью сновидения выведет человека на проблему, если она есть, и окажет поддержку при её решении.

Как считает американский психофизиолог Розалинд Картрайт, психотерапевты могли бы лучше понимать своих пациентов и видеть, какие из их проблем могут решиться сами собой, а в каких случаях требуется помощь, если бы просили их припомнить последний из снов. Вопреки теории Фрейда, которая гласит о том, что все проблемы от спрятанного глубоко бессознательного, главная проблема вовсе не спрятана. Она порой лежит прямо на поверхности.