Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях

Оказывается, мы действительно особенны в том, что касается сна. По сравнению с мартышковыми, а также капуциновыми и, конечно же, человекообразными обезьянами, такими как шимпанзе, орангутаны и гориллы, отличие человеческого сна видно невооруженным глазом. Общее время, которое мы уделяем сну, явно короче, чем у других приматов (восемь часов по сравнению с десятью-пятнадцатью часами у человекообразных обезьян). В то же время фаза быстрого сна, или сновидений, составляет у человека примерно 20–25 % общего времени сна, тогда как у приматов в среднем – всего 9 %! Когда вопрос касается времени сна и периода сновидений, мы оказываемся в плену аномальных данных, которые ни в коей мере не совпадают с данными мира обезьян. Понять, как и почему наш сон настолько отличается, – значит понять, как человекообразная обезьяна эволюционировала до человека и спустилась с дерева на землю.

Люди – исключительно наземные спящие: мы дремлем на земле (иногда поднявшись чуть выше – в постели). Другие приматы спят на деревьях, устроившись среди веток или в обустроенных гнездах. Только изредка они спускаются с деревьев, чтобы поспать на земле. Например, человекообразные обезьяны каждую ночь устраивают на дереве новое гнездо, или платформу для сна. (Представьте, что каждый вечер после ужина вы тратите несколько часов на сборку кровати из IKEA!)

Сон на деревьях с точки зрения эволюции в определенной степени оказался разумной идеей. Устраиваясь среди веток, обезьяны могли уберечься не только от крупных хищников, которые охотились на земле, вроде гиен, но и спасались от кровососущих членистоногих, включая вшей, блох и клещей. Но для того чтобы спать на высоте 20–50 футов[21], нужно быть очень осторожным. Ведь если уснуть слишком крепко, уютно устроившись среди мягких листьев, то любое неловкое движение может сбросить спящего на землю, и последствия такого падения, скорее всего, будут необратимыми. Это особенно верно для фазы быстрого сна, в которой мозг парализует все произвольные мышцы тела, превращая ваше тело в настоящий мешок с костями и абсолютно расслабленными мышцами. Наверняка вы никогда не пытались пристроить сумку, полную продуктов, на ветках дерева, и, уверяю вас, это совсем не просто. Даже если вам удастся на какое-то время добиться равновесия, долго это не продлится. Такая же опасность подстерегала на деревьях и наших далеких предков, что, безусловно, не давало им возможности нормально выспаться.

Homo erectus, предшественник Homo sapiens, был первым двуногим, кто перешел к постоянному прямохождению. Мы предполагаем, что Homo erectus также стал первым из приматов, предпочитающим спать на земле. Более короткие руки и прямая осанка делали жизнь и сон на деревьях весьма маловероятными. Как Homo erectus (и, как следствие, Homo sapiens) выжили, устраиваясь спать на земле, буквально кишащей леопардами, гиенами и саблезубыми тиграми (все из которых были ночными охотниками), а также многочисленными кровососущими? Отчасти благодаря огню. Споры по этому поводу не утихают до сих пор, но многие исследователи полагают, что Homo erectus первым использовал огонь, который стал одним из важных – если не самым важным – факторов, позволивших древнему человеку спуститься с дерева на твердую землю. Благодаря огню человек смог хотя бы частично обезопасить место своего ночлега. Пламя костра отпугивало крупных плотоядных животных, а дым окуривал спальные места, отгоняя насекомых, которые с удовольствием пробовали на вкус наш эпидермис.

Однако огонь не мог решить всех проблем, и сон на земле оставался делом рискованным. Поэтому в ходе эволюции усиливалась необходимость повысить эффективность сна. Любой Homo erectus, проявивший способность к более эффективному сну, скорее всего, получал некоторое преимущество в вопросах выживания и продолжения рода. Эволюция побеспокоилась о том, чтобы график нашего сна несколько изменился, став менее продолжительным, но более интенсивным, особенно увеличив количество быстрого сна, который умещается в одну ночь.

На самом деле, как это часто бывает в великолепной матушке-природе, сама проблема стала частью решения. Другими словами, сон на твердой земле, а не на ненадежной ветке дерева стал стимулом для увеличения количества быстрого сна, в то время как общее время сна могло немного уменьшиться. Сон на земле исключил риск падения. Впервые в эволюции люди смогли потреблять весь нужный им быстрый сон со сновидениями при находящемся в покое теле, не беспокоясь об аркане гравитации, стягивающем их с верхушек деревьев. И таким образом наш сон стал «концентрированным»: более коротким, но более цельным, а значит, насыщенным и высококачественным. Это касалось в первую очередь быстрого сна, который, омывая мозг, наращивает его сложность и количество связей. Есть виды, у которых общее количество быстрого сна больше, чем у людей, но нет других видов, которые бы щедро распространяли такие обширные объемы быстрого сна по такой сложной и тесно взаимосвязанной системе, как человеческий мозг, как это делают Homo sapiens.

Полагаю, что из этих рассуждений рождается теорема: трансформация образа сна примата, спустившегося с дерева на землю, явилась главным фактором, вознесшим Homo sapiens на вершину эволюционной пирамиды. По крайней мере две черты отличают людей от других приматов. И я считаю, что обе они были сформированы под благотворным влиянием сна, особенно высокой интенсивности быстрого сна по сравнению с другими млекопитающими. Первая черта – это сложность нашего социокультурного устройства, а вторая – наша способность к познанию и мышлению. Быстрый сон и сам акт сновидения объединяет их.

Что касается первой из этих черт, мы обнаружили, что быстрый сон изящно перенастраивает и точно регулирует эмоциональные цепочки человеческого мозга (это мы подробно обсудим в части 3 этой книги). При этом БДГ-сон вполне мог ускорить рациональный контроль над нашими изначально примитивными эмоциями и их сложность, что, как я рискну утверждать, внесло свой вклад в быстрое развитие Homo sapiens и привело к его доминированию над всеми другими видами.

Мы знаем, например, что быстрый сон значительно увеличивает нашу способность распознавать эмоции и успешно лавировать в море социоэмоциональных сигналов, которыми насыщена человеческая культура: мимика, явные и малозаметные телодвижения и даже поведение групп. Необходимо лишь рассмотреть расстройства, подобные аутизму, чтобы увидеть, насколько сложным может быть существование в социуме без этих способностей к эмоциональной навигации. Подаренный быстрым сном дар точного распознавания и понимания позволяет нам принимать более разумные решения и, как следствие, адекватнее действовать.

В частности, способность каждый день здраво регулировать эмоции – ключевая составляющая того, что мы называем эмоциональным IQ, – зависит от БДГ-сна. (Если вы тут же подумали о конкретных коллегах, друзьях и общественных деятелях, которым явно недостает этих черт, вы можете задаться вопросом: достаточно ли они спят и хватает ли им главным образом позднеутреннего БДГ-сна?)

Второе и наиболее важное: если мы умножим конкретную пользу для отдельного человека на общее количество племен, которые в течение тысячелетий пользовались все возрастающей интенсивностью и богатством быстрого сна, то увидим, что еженощная перекалибровка человеческого мозга меняется в геометрической прогрессии. Из обогащенного быстрым сном эмоционального IQ возникла новая, более сложная форма человеческой социоэкологии, благодаря которой вскоре родились крупные, эмоционально развитые, стабильные, довольно сплоченные и в высшей степени социальные общности.

Я пойду чуть дальше и рискну предположить, что это наиболее важная функция БДГ-сна млекопитающих, возможно, даже важнейшая для всех типов сна всех млекопитающих и самый замечательный подарок, который сделал сон всем живым существам на планете. Адаптивные преимущества, данные нам возможностью сложной обработки эмоций, поистине монументальны, но их часто упускают из виду. Человек способен осознавать множество эмоций в собственном мозге, а затем глубоко переживать и даже регулировать их. Более того, мы можем распознавать эмоции других людей. С помощью этих внутренних и межличностных процессов мы можем создавать объединения и союзы, необходимые для формирования социальных групп и огромных сообществ с собственными властными структурами и идеологиями. То, что на первый взгляд может показаться скромной льготой, дарованной БДГ-сном человеческому индивидууму, представляет собой, я полагаю, одну из самых больших ценностей, которая обеспечивает коллективное выживание и доминирование нашего вида.

Второй эволюционный вклад, который вносят сновидения, возникающие в фазе БДГ-сна, – это способность к творчеству. Медленный сон переносит в безопасное долгосрочное хранилище мозга новую информацию, но именно БДГ-сон вплетает эти новоиспеченные воспоминания в вашу автобиографию. Во время быстрого сна, по мере того как между разрозненными кусочками информации формируются новые мнемонические связи, возникают новые творческие озарения. Шаг за шагом БДГ-сон помогает создавать мозгу обширные сети ассоциативных связей. Быстрый сон даже может, скажем так, слегка отступить назад, чтобы обнаружить переплетение истинных смыслов событий и саму их суть, что-то вроде универсального знания. Иначе говоря, показать, что этот кладезь информации представляет собой в совокупности, а не в виде разрозненного перечня не связанных друг с другом фактов. Поэтому мы просыпаемся утром с новым решением ранее неразрешимой проблемы, а порой и с новыми оригинальными идеями.

Помимо того что БДГ-сон помогает соткать богатую и объединяющую социоэмоциональную ткань, существует еще одно благо, которое приносит нам сон со сновидениями, – способность к творчеству. И нам стоит слегка трепетать перед тем, насколько человеческая изобретательность превосходит находчивость наших ближайших соперников – приматов. Шимпанзе, наши самые близкие ныне живущие родственники среди приматов, существуют примерно на 5 миллионов лет дольше, чем мы, а некоторые человекообразные приматы появились по меньшей мере на 10 миллионов лет раньше нас. Несмотря на эту временну́ю фору, никакой другой вид не побывал на Луне, не создал компьютер и не разработал вакцины. Скромно заметим: только человеку это оказалось по силам. Сон, особенно быстрый, и сновидения – это важный, хотя и недооцененный фактор, лежащий в основе многих составляющих, благодаря которым сформировалась наша уникальная человеческая находчивость и родились наши достижения, точно так же, как язык или инструменты, которыми мы пользуемся (имеются некоторые доказательства того, что и эти два слагаемых появились на свет благодаря сну).

Тем не менее высшие эмоциональные дары, которые дает нашему мозгу БДГ-сон, оказали бóльшее влияние на развитие гоминид, чем способность к творчеству. Да, творческий потенциал с эволюционной точки зрения – также очень мощный инструмент. Но он в значительной степени обусловлен возможностями индивида. Если творческим, изобретательным решениям не будет обеспечена циркуляция благодаря прочным социально-эмоциональным связям, которые укрепляет БДГ-сон, – тогда они, скорее всего, окажутся замкнуты в потенциале отдельной личности и не получат массового распространения.

Теперь мы можем оценить то, что я считаю классическим самореализующимся позитивным циклом эволюции. Человек стал спать, спустившись с дерева на землю, и это, по сравнению с другими приматами, вызвало значительный прирост БДГ-сна, что, в свою очередь, привело к резкому подъему творческого познания, эмоционального интеллекта и, соответственно, к сложности социального устройства. Это наряду с более плотной и связанной структурой мозга привело к совершенствованию дневных (и ночных) стратегий выживания. В свою очередь, чем активней мы в течение дня разрабатывали всё усложняющиеся эмоциональные и творческие цепочки, тем быстрее росла потребность в восстановлении и перенастройке этих жизненно важных нейронных систем ночью, чему и послужил прирост быстрого сна.

По мере того как этот позитивный контур обратной связи стал показателен, мы формировали, организовывали, поддерживали и намеренно создавали всё более крупные социальные группы. За счет этого все возрастающие творческие способности получали все большее распространение и даже усиливались благодаря увеличивающемуся количеству БДГ-сна, что обогащало эмоциональный и социальный опыт Homo sapiens. Таким образом, сновидения в фазе быстрого сна представляют собой принципиально новый влиятельный фактор, который привел – на благо или на беду – к нашему поразительно быстрому эволюционному подъему, к новому (подпитываемому сном) глобально доминирующему социальному суперклассу.

5. Изменение характера сна в течение жизни

Сон до рождения

Родители, ожидающие малыша, часто разговаривают с ним и поют ему песенки, а потом приходят в восторг, когда в ответ ребенок отзывается из утробы слабыми толчками. Наверное, не следует им этого говорить, но в подобные моменты малыш, скорее всего, крепко спит. До рождения ребенок проводит почти все время в состоянии, весьма напоминающем фазу быстрого сна. Таким образом, спящий плод и понятия не имеет о концертных экзерсисах своих родителей, а значит, все толчки и прочие движения малыша, которые ощущает мама, вероятнее всего, являются следствием случайных всплесков мозговой активности, характерных для фазы быстрого сна.

Взрослые не совершают – по крайней мере, не должны – сходных ночных движений, поскольку во сне действует сдерживающий механизм быстрого сна. Но в утробе недоразвившийся мозг плода еще только должен выстроить развитую у взрослых систему БДГ-сна, сдерживающую мышечную активность. Однако иные глубинные центры мозга, включая те, что генерируют сон, уже развились у плода и заняли свое место. Действительно, к концу второго триместра (примерно на 23-й неделе беременности) подавляющее большинство нейронных шкал и переключателей, необходимых для выработки медленного и быстрого сна, уже изготовлены и подключены. В результате такого несовпадения мозг плода во время быстрого сна продолжает вырабатывать двигательные команды без сдерживающего воздействия на мышцы. Без ограничения моторные команды свободно преображаются в бурные движения плода, воспринимаемые мамой как акробатические упражнения или выпады боксера в полулегкой весовой категории.

На этой стадии внутриутробного развития бóльшую часть времени плод проводит во сне. Его 24-часовой цикл – смесь приблизительно из шести часов медленного сна, такого же количества быстрого сна и двенадцати часов промежуточного состояния, о котором мы можем сказать определенно только то, что это не полноценное бодрствование. И только когда плод входит в последний триместр, у него появляются проблески настоящего бодрствования. Плод бодрствует в матке всего два-три часа ежесуточно, что гораздо меньше, чем вы, вероятно, себе представляли.

Несмотря на то что в последнем триместре общее время сна уменьшается, происходит парадоксальный стремительный рост периода быстрого сна. В последние две недели беременности плод наращивает потребление быстрого сна почти до девяти часов в сутки. В последнюю неделю перед рождением количество БДГ-сна достигает абсолютного пика – двенадцати часов из каждых двадцати четырех. Перед тем как прийти в этот мир, человеческий плод с почти ненасытным аппетитом вдвое увеличивает потребление быстрого сна. В течение всей жизни человека – до рождения, сразу после рождения, в юности, взрослом состоянии и в старости – больше не будет такого периода, когда организм столь резко увеличит потребление быстрого сна.

Неужели плод действительно видит сны во время быстрого сна? Вероятно, но не совсем такие, как наши сновидения. И все-таки мы точно знаем, что БДГ-сон играет жизненно важную роль в созревании мозга. Развитие человеческого зародыша в матке проходит по четкой, взаимозависимой схеме, немного напоминающей строительство дома. Вы не можете возвести крышу, прежде чем появятся стены, на которые она будет опираться, а стены нельзя воздвигнуть до появления фундамента. Мозг – это своего рода крыша дома, один из последних элементов, который формируется в ходе развития плода. Но и при возведении крыши есть несколько стадий строительства: вам необходимо построить ее каркас, на который потом вы сможете уложить черепицу.

Тщательное строительство мозга и его компонентов происходит особо быстрыми темпами во время второго и третьего триместров беременности; если быть точными, в том временно́м отрезке, когда количество БДГ-сна резко увеличивается. И это не совпадение. БДГ-сон действует как электрический стимулятор этой решающей фазы начала жизни. Ослепляющие всплески электрической активности БДГ-сна стимулируют бурный рост нейронных путей по всему развивающемуся мозгу, а затем отделывают каждую из этих дорожек множеством соединительных контактов, или синаптических терминалей. Подумайте о БДГ-сне как об интернет-провайдере, который монтирует в новых отделах мозга разветвленную сеть оптоволоконных проводов. Используя эти начальные всплески электричества, БДГ-сон затем активирует их высокоскоростное функционирование.

Фаза развития, которая проводит внедрение в мозг массы нейронных связей, называется синаптогенез, поскольку включает в себя создание между нейронами миллионов проводных связей, или синапсов. По тщательно разработанному плану строительства это сверхусердный первый этап установки центрального процессора мозга. В этот период возникает определенная избыточность вариантов сети, которая при рождении должна возникнуть в мозге младенца. Если продолжить сравнение с интернет-провайдером, на этом этапе жизни все дома всех участков и отделов мозга должны быть обеспечены сходной возможностью соединения и сходной степенью пропускной способности.

Быстрый сон заряжен исполинской задачей нейронного строительства. Он участвует в прокладывании нейронных магистралей и переулков, которые смогут порождать мысли, воспоминания и чувства, находить решения и побуждать к действию, поэтому, безусловно, БДГ-сон должен доминировать на всем раннем этапе развития жизни. Это правило верно в отношении всех млекопитающих[22]: время жизни, совпадающее с самым продолжительным БДГ-сном, – это период, когда в мозге идет самое активное строительство.

Если незадолго до или же сразу после рождения нарушить или сократить фазу быстрого сна у развивающегося младенца, отрицательные последствия не заставят себя ждать. В 1990-х годах исследователи начали изучать развитие новорожденных крысят. Естественный прогресс развития плода, обусловленный беременностью, ученые замедляли простой блокировкой БДГ-сна, при этом временной ход беременности не нарушался. Эти два фактора должны прогрессировать в унисон. Лишение крысят БДГ-сна остановило строительство их нейронной крыши – коры головного мозга. Без быстрого сна строительные работы на площадке мозга сокращались вплоть до полной остановки во времени из-за экспериментального барьера, который устанавливали ученые. День за днем наполовину законченный каркас крыши оставался без изменений.

Тот же самый эффект был продемонстрирован и у других видов, что позволяет предположить его характерность для всех млекопитающих. Когда крысятам наконец позволили получить некоторое количество БДГ-сна, возведение церебральной крыши продолжилось без ускорения и, соответственно, не вернулось в нужную колею. Мозг новорожденного крысенка, лишенного части быстрого сна, так и остался недоразвитым.

Кроме того, недавно была обнаружена связь между недостатком БДГ-сна и расстройствами аутистического спектра (РАС) – не путать с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), которые мы обсудим позже. Аутизм, существующий в нескольких формах, является неврологическим состоянием, которое возникает на раннем этапе развития индивида, обычно в 2–3 года. Основной симптом аутизма – отсутствие социального взаимодействия. Люди с аутизмом обычно не могут свободно общаться и полноценно контактировать с другими людьми.

Мы не совсем точно представляем себе механизм возникновения аутизма, но, скорее всего, основой этого состояния является патологический синаптогенез, или несоответствующая настройка мозга при формировании количества синапсов. Дисбаланс в синаптических связях весьма распространен у людей с аутизмом – наблюдается избыточное количество связей в одних отделах мозга и недостаток в других.

Поняв это, ученые решили выяснить, не является ли причиной тому атипичный сон людей с аутизмом. Как оказалось, является. У младенцев и маленьких детей с признаками аутизма или с уже поставленным диагнозом не наблюдается стандартного количества сна и его качества. Циркадные ритмы детей с аутизмом слабее, чем у здоровых детей, и демонстрируют более сглаженный график выработки мелатонина, в то время как у здорового ребенка отмечается мощный всплеск концентрации этого вещества ночью и резкое снижение в дневное время [8]. С биологической точки зрения для людей с аутизмом в дне и ночи меньше света и темноты. Из-за этого они получают ослабленные сигналы к активному бодрствованию и крепкому сну. Возможно, в связи с этим дети с аутистическими расстройствами генерируют меньше сна, чем дети, у которых этих расстройств нет.

Однако самое важное – это значительный недостаток быстрого сна. У детей с аутизмом наблюдается дефицит быстрого сна в объеме 30–50 %, по сравнению с детьми без аутизма [9]. Учитывая роль быстрого сна в установлении сбалансированных синаптических связей в развивающемся мозге, ученые задались вопросом: действительно ли недостаток быстрого сна сопутствует развитию аутизма?

Однако в отношении людей существующие доказательства лишь намечают такую взаимосвязь. Только то, что аутизм и аномалии БДГ-сна идут рука об руку, не означает, что одно вызывает другое. Такая ассоциативность не говорит о направлении причинной связи, даже если она существует: недостаток быстрого сна вызывает аутизм или наоборот? Тем не менее любопытно заметить, что избирательное лишение крысенка быстрого сна приводит к искажению закономерностей нейронной связи, или синаптогенеза [10]. Более того, крысы, лишенные в младенчестве БДГ-сна, в подростковом возрасте и взрослом состоянии становятся замкнутыми и социально изолированными [11]. Независимо от причинной связи отслеживание отклонений в процессе сна предоставляет нам новую надежду в ранней диагностике аутизма.

Разумеется, будущей маме не нужно беспокоиться о том, что ученые нарушат БДГ-сон ее развивающегося плода. Но вот алкоголь может вызвать похожее селективное сокращение фазы БДГ-сна. Алкоголь – один из самых мощных среди всех известных нам блокаторов быстрого сна. В следующих главах мы обсудим причину, по которой алкоголь подавляет возникновение БДГ-сна, и последствия этого нарушения для взрослых. А пока сосредоточимся на влиянии алкоголя на сон развивающегося плода и новорожденного.

Алкоголь, принимаемый беременной женщиной, без труда проникает через плацентарный барьер и быстро попадает в ее развивающийся плод. Помня об этом, ученые в первую очередь изучили крайние случаи: они исследовали матерей с алкоголизмом и тех, кто злоупотреблял спиртным во время беременности. Вскоре после рождения малышей были записаны показатели их сна. Новорожденные пьющих матерей не демонстрировали такую же электрическую активность волн БДГ-сна по сравнению с младенцами, матери которых не пили во время беременности.

Запись импульсов сна предоставила большое количество физиологических данных. Новорожденные пьющих матерей имели другое электрическое качество медленного сна. Вы, вероятно, помните из главы 3, что быстрому сну свойственны восхитительно хаотичные, асинхронные мозговые волны – это живая и здоровая форма электрической активности. Однако у детей пьющих матерей было отмечено 200 %-ное снижение электрической активности, в сравнении с детьми, рожденными женщинами, не употребляющими алкоголь. По факту младенцы матерей с алкоголизмом демонстрировали менее активные мозговые импульсы [12]. Теперь можно с уверенностью сказать, что эпидемиологические исследования установили связь между употреблением алкоголя во время беременности и ростом вероятности возникновения у детей нейропсихических заболеваний, включая аутизм [13].

К счастью, в настоящее время большинство матерей не злоупотребляют алкоголем в период беременности. Но что же можно сказать о более знакомой ситуации, когда будущая мама время от времени позволяет себе пару бокалов вина? Неинвазивно измеряя частоту сердечных сокращений, а также с помощью ультразвука отслеживая движения тела, глаз и дыхание, в настоящее время мы можем определить базовые фазы медленного и быстрого сна у плода в утробе матери. Вооруженная этими методами, группа исследователей изучала сон младенцев, которым оставалось всего лишь несколько недель до рождения. Два дня подряд медики исследовали состояние их матерей. В первый день женщины пили исключительно безалкогольные напитки. На второй день им было предложено выпить примерно два бокала вина (точное количество определялось весом рожениц). Алкоголь значительно сократил время быстрого сна у еще не родившихся младенцев в сравнении с безалкогольной диетой.