Фрейду и не снилось. Как сегодня изучают сны?

– Какие методы применяют сегодня для изучения сна? Насколько они изменились по сравнению с тем, что было 60-70 лет назад?

– Главный инструмент, с которым работают специалисты сейчас, – электроэнцефалограмма (ЭЭГ). На голову надевается «шапочка» из сверхчувствительных электродов, которые реагируют на мельчайшие изменения электрического потенциала на различных участках коры головного мозга. Метод ЭЭГ изобрел немецкий физиолог и психиатр Ханц Бергер в 1920-е годы. Тогда уже было известно, что наш мозг производит электрический ток, но Бергер был первым, кому удалось зафиксировать электрические сигналы при помощи гальванометра –высокочувствительного прибора, способного измерять малые количества тока.

После первого успешного измерения он несколько лет усовершенствовал метод и, наконец, в 1929 году представил широкой общественности результаты своих трудов – электроэнцефалограф. Бергер также был первым, кто начал использовать ЭЭГ не только во время бодрствования своих испытуемых, но и во время сна.

– Верно ли, что здоровый сон состоит из пяти повторяющихся циклов, или пяти стадий – четыре медленного и одной быстрого сна?

– Начнем снебольшого исторического экскурса. С помощью изобретения Бергера в 1937 году впервые описали фазы сна: на тот момент их было четыре. Позднее, в 1953 году, ученые из Чикагского университета открыли пятую фазу. Они обратили внимание на то, что в некоторые промежутки сна под прикрытыми веками двигаются глазные яблоки, тогда как само тело человека лежит неподвижно, поэтому эту фазу назвали Rapid Eye Movements (REM) – «быстрые движения глаз», или фазой быстрого сна. В 1968 году Аллан Рехтшаффен и Энтони Кейлс опубликовали свою знаменитую статью, где описывались критерии, различающие фазы сна. В 2007 году эти критерии были пересмотрены, а последнее обновление данных относится к 2012 году. В современных сомнографических исследованиях уже не выделяют 5 фаз: 3-ю и 4-ую фазу медленного сна объединили в одну (на рисунке можно видеть, что описывающие их графики очень похожи) – теперь различают три фазы медленного сна и четвертую – REM.

– Расскажите, пожалуйста, подробнее, как выглядели эксперименты, позволившие открыть и описать фазы сна.

– Наверное, стоит начать с того, что первые электроэнцефалографы работали механически. Представьте себе рулон бумаги и сверхчувствительный датчик с грифелем, который прикрепляется к электродам. Датчик реагирует на мельчайшее изменение электрической активности мозга. Рулон крутится – бумажная лента «бежит», и грифель «дергается», оставляя на ней следы в виде ломаной линии. Эксперименты показали, что во время сна мозг ведет себя совсем не так, как при бодрствовании. Но и в продолжение сна ломаная кривая тоже видоизменяется: «подергивания» становятся то более частыми или крупными, то наоборот. Увидели и то, что есть некая повторяющаяся динамика перехода от одного типа колебаний к другому. Фазу REM обнаружили не сразу, потому что, в отличие от других фаз, в этот промежуток сна ЭЭГ не показывает какого-то устойчивого, повторяющегося паттерна. Опуская подробности, можно сказать, что всю эту динамику тщательно изучили, определив достаточно точные критерии перехода от одной стадии к другой.

Современные методы изучения сна основываются на том же принципе – считывание изменений электрической активности мозга. Но инструменты для исследований, конечно, стали гораздо более совершенными. Прежде всего, приборы для ЭЭГ стали гораздо компактнее, и те же данные отображаются уже не на бегущей бумажной ленте, а на компьютере. Во-вторых, современный метод - более комплексный, и описание фаз сна опирается не на отдельные данные ЭЭГ, а на целую комбинацию разных критериев. Это даже отображено в названии метода – полисомнография. Она включает в себя, помимо ЭЭГ, электроокулографию – для измерения активности глазных мышц; электромиографию, отображающую динамику напряжения и расслабления мышц лица; также отслеживается изменение дыхания во сне…

– Почему важно фиксировать расслабление и напряжение мышц лица во время сна?

– Это один из критериев REM: при переходе сна в данную фазу все мышцы расслабляются. Причем мозг в это время активен. Недаром REM еще называют парадоксальным сном: при REM мозг отправляет сигналы, которые в бодром состоянии приводят к моторной активности, но тут эти сигналы парадоксальным образом сопровождаются атонией. Мы наблюдаем полное отсутствие тонуса – расслабление всех мышц, за исключением глазных. Иначе говоря, в фазе REM происходит диссоциация между нейронами в мозге и нервными клетками в нашем теле: мозг посылает сигнал, но тело не двигается. Так что мы видим сны, где мы двигаемся, разговариваем, что-то делаем, но при этом наше тело в действительности лежит неподвижно. И наоборот – информация от сенсорных клеток гораздо слабее передается в мозг, чем во время бодрствования: над вашим ухом пищит комар или в окно стучат капли дождя, но вы их не слышите, пока спите. Звук должен быть достаточно сильным, чтобы сигнал пришел в мозг, и вы проснулись.

– Но иногда можно заметить, что у человека во сне, например, дергаются ноги…

– При здоровом сне могут подергиваться конечности – это нормально. Другое дело, если подергивания интенсивные и частые, тогда речь уже идет о патологии. Существует и так называемый синдром беспокойных ног (СБН): человек вынужден регулярно просыпаться из-за неприятных ощущений в ногах. На самом деле патофизиология СБН, как и периодических движений ног во сне, о которых Вы спрашиваете, еще слабо изучена. Пока установлены лишь некоторые корреляции, например, беременность или недостаток железа. Впрочем, можно предположить, что это как-то связано с синдромом RBD, или «синдром двигательного нарушения во время быстрой фазы сна». Если при здоровом сне в фазе REM все мышцы, кроме глазных, находятся в расслабленном положении, то человек с RBD может двигаться и разговаривать во сне. Это объясняется тем, что при RBD не происходит той диссоциации между активностью мозга и мышечной реакцией, которая свойственна здоровому сну. Человеку снится, что он двигает рукой, ходит или кричит – он и в действительности двигает рукой, ходит и кричит, продолжая при этом спать.

– Однажды в детстве мне снился мой любимый мультфильм, только картинка была видоизмененная, а звукоряд – тот же самый. Я проснулась и увидела, что моя сестра смотрит мультик по телевизору ровно с того момента, на котором прервался мой сон. Получается, я слышала звук телевизора, пока спала. Это тоже RBD?

– Нет. Поскольку во время REМ (именно в этой фазе мы видим сновидения) наш мозг активен, он действительно может принимать и обрабатывать сенсорную информацию, так что звук включенного телевизора может «интегрироваться» в сновидение. Все зависит от устойчивости связи между сенсорными нейронами и нейронами в мозге в фазе REM. Так что тут нет никакой патологии. Этот же механизм, кстати, отвечает за то, запоминает человек сновидение или нет.

– Последователи Карла Юнга объясняли «забывание» сновидений тем, что сознание еще не готово получить какую-то информацию из бессознательного, и «сообщение», зашифрованное в сновидении, возвращается обратно в бессознательное. А какое объяснение этого явления предлагает современная наука?

– Запоминание или забывание сновидения зависит от множества факторов – работы нейромедиаторов, усталости, скопившейся в течение дня, и других. Устойчивость нейронных связей может варьироваться, так что в один день мы помним, что нам снилось, в другой – нет. Почему мы вообще запоминаем и осознаем информацию, поступающую извне? В нашем мозге есть центр, который называется таламус. Работая наподобие реле, этот центр передает сенсорную информацию в гиппокамп – структуру нашего мозга, которая отвечает за сознательность, перевод информации в долговременную память, планирование и т. д. Если мы сильно устали в течение дня, связь между таламусом и этой структурой будет слабее, мозг будет хуже обрабатывать информацию, а мы будем хуже концентрироваться и меньше запоминать. Все это распространяется и на сон: в фазах медленного сна эта связь полностью диссоциируется, а в фазе REM снова начинает налаживаться, и чем она устойчивее, тем более ярко и четко мы запоминаем, что нам приснилось.

– Однажды мне пришлось слышать про человека, которому никогда в жизни не снились сны. При этом он вообще не верил в реальность этого явления. Когда его близкие рассказывали про свои сновидения, он отвечал, что они все выдумывают. Насколько часто такое бывает – что человек вообще никогда не видит сны?

– Я не назову конкретную цифру в процентах, но, вообще, у многих людей не бывает сновидений. Вернее, они их никогда не запоминают. Как я и говорила, все зависит от устойчивости связи между таламусом и структурами мозга, отвечающими за сознательность и память. В зависимости от того, насколько устойчива эта связь, сновидение может осознаваться и запоминаться более или менее отчетливо. А может и не запоминаться вовсе – это тоже вариация нормы.

– На какие когнитивные и физиологические процессы влияет сон?

– Это очень хороший вопрос, ответ на него одновременно очевидный и неожиданный. С одной стороны, сон играет важную рекреационную роль, отфильтровывая все лишнее как в физиологических, так и в когнитивных функциях. В частности, во время сна происходит не только консолидация памяти, но и забывание: мозг выбирает, какую информацию сохранить, а какую – «удалить». Вот, кстати, любопытный факт: вещи или события, которые повторяются и похожи друг на друга – например, мы завтракаем каждое утро – с большей вероятностью будут стираться. Если подумать, это вполне логично: представьте себе, что вы где-нибудь в отпуске сделали много фотографий, и потом вам нужно почистить память вашего телефона. Вы тоже, скорее всего, удалите повторяющиеся фотографии, где запечатлен один и тот же предмет. С другой стороны, полное отсутствие сна приводит к резкому снижению когнитивных способностей, моторных функций и другим негативным последствиям, вплоть до риска летального исхода. А нарушение режима сна приводит к гормональным изменениям, снижению активности лейкоцитов в крови, что, в свою очередь, означает снижение иммунитета.

– Верно ли, что недосыпающие люди больше подвержены ожирению?

– В целом да, но прямой зависимости между весом и продолжительностью сна нет. С одной стороны, при недосыпании организм менее эффективно расходует энергию – то есть затрачивает больше энергии, чем при нормальном режиме сна. С другой стороны, при этом возникает гормональный дисбаланс: повышается уровень грелина – гормона, выполняющего эндокринные и метаболические функции и вызывающего голод. Кроме того, снижается уровень лептина – гормона, который вызывает у нас чувство пресыщения и регулирует энергетический обмен. Из-за этого недосыпающий человек испытывает повышенное чувство голода. Более того, у него развивается инсулинорезистентность: клетки перестают воспринимать инсулин, из-за чего повышается уровень сахара в крови. В общем, это адаптивный механизм, но он действительно может привести к ожирению.

– Вспоминается фильм с Кристианом Бейлом, где он играет машиниста, страдающего нарушением сна и истощением. Для этой роли он, кажется, сбросил 30 килограммов. Получается, создатели фильма были неправы, и актеру, наоборот, следовало набрать вес, чтобы образ был более достоверным?

– Как я говорила, из-за нарушений сна в первую очередь расходуется больше калорий при меньшей физической и умственной активности. В результате человек должен активно худеть. Обратное же происходит из-за того, что, как правило, параллельно запускается другой механизм: повышенный аппетит и компульсивное переедание. Если человек не поддается этому импульсу, то он будет терять вес. Так что, видимо, герой Кристиана Бейла был из второй группы.

– По сюжету фильма, он не спал целый год. Такое вообще возможно?

– Зарегистрированный случай самого длительного периода без сна, про который я знаю, ограничивался примерно 70 часами. Сложно сказать, возможно ли в принципе, чтобы человек прожил без сна целый год, но если мы примем такую гипотезу, это бы означало, что все жизненно важные функции сна организм восполняет каким-то иным образом. Мы еще очень много не знаем, и если для какого-то явления не существует научного обоснования, это может означать, что его просто пока не нашли…

– В какие часы лучше всего спать?

– Наш организм естественным образом синхронизируется с природным суточным циклом. Скажем, работа кишечника, мышечный тонус или мозговая активность изменяются в течение дня в зависимости от времени суток. Практически все процессы в организме активируются, замедляются или ускоряются, подстраиваясь под естественное чередование дня и ночи – это называется циркадные ритмы организма. Поэтому лучше всего, конечно, ориентироваться на эти естественные ритмы и спать где-то между 22:00 и 6:00 часами.

– Одинаковы ли для всех циркадные циклы или для «жаворонков» и «сов» они разные?

– Смена режимов бодрствования и сна зависит от двух факторов. С одной стороны, это «внутренний» фактор – концентрация различных нейромедиаторов, эффекты которых как бы конкурируют между собой в течение дня. Например, аденозин отвечает за передачу энергии и вызывает у нас чувство сонливости, и к вечеру этот эффект, как правило, начинает усиливаться. С другой стороны, есть «внешний» фактор – циркадный ритм, который синхронизируется с естественным суточным циклом, с его температурными изменениями, длительностью светового дня и ночи и т.д. Можно сказать, что из-за внутреннего фактора одним тяжелее просыпаться рано утром, а другим тяжелее засыпать вечером.

– Что такое синдром десинхроза и чем это вредно?

– Десинхроз – это нарушение циркадного ритма, который сопровождается повышенной утомляемостью, проблемами с пищеварением и другими неприятностями. В условиях современного мира риск десинхроза представляет весьма серьезную проблему. Сейчас очень много профессий с вахтовыми или ночными сменами. Работая в таком ритме, человек не может ни спать в ночное время, ни ложиться и вставать в одни и те же часы, ни даже спать нужное количество часов в сутки (для взрослого человека это 7–9 часов). Наш организм снабжен определенными механизмами защиты, например, есть такая вещь, как циркадианные осцилляторы – белковые соединения, которые локализуются в мозгу и на периферии и которые помогают нам приспосабливаться к разным условиям. Скажем, при смене часовых поясов наш организм благодаря этому механизму спустя некоторое время сможет перестроиться на новый ритм. Но если вы работаете стюардессой и смена часовых поясов у вас происходит очень часто, тут циркадианные осцилляторы уже не справятся, это будет приводить к проблемам со здоровьем. Циркадная регуляция тесно связана с иммунными и гормональными процессами в организме, поэтому очень важно, чтобы режим сна был как можно более стабильным.

– Если циркадные ритмы сопряжены с природной сменой дня и ночи, как быть людям, которые проживают за полярным кругом, или даже просто жителям средней полосы России, где зимой светает в 9 утра, а к 17 часам уже темно?

– Наш организм «знает» о сезонных изменениях и подстраивается под них. В зависимости от времени года, например, будет варьироваться количество мелатонина, производимого нашим организмом. Мелатонин – это гормон, благодаря которому мы засыпаем; еще его называют «гормоном темноты», потому что он активно производится с наступлением сумерек, тогда как при попадании света на сетчатку глаза мелатонин тут же разлагается и перестает выделяться. По мере укорачивания или удлинения светового дня в зимний или летний сезон секреция мелатонина тоже потихоньку сдвигается, наступая чуть раньше или чуть позднее. Но помимо сезонных изменений на этот механизм также влияет наш режим: если мы ложимся спать в одно и то же время, мелатонин начинает вырабатываться примерно за два часа до отхода ко сну – вот, кстати, еще одна причина, почему так важно следовать более или менее постоянному режиму. В общем, жители северных и умеренных широт могут не волноваться: их организм адаптировался к местному климату, и их циркадные ритмы будут так же исправно работать.

– Какие советы по режиму сна Вы могли бы дать нашим читателям?

– Мое мнение – лучше всего ориентироваться на естественную смену дня и ночи, очень желательно ложиться и вставать в одно и то же время. В условиях современного ритма жизни это действительно проблематично, особенно для жителей больших городов с их бешеным ритмом, ночными развлечениями, электрическим освещением... Конечно, хочется везде успеть, и развлекательную программу себе придумать, но лучше умещать все это в дневные часы, особенно в зимний сезон. Лучше отказаться от какого-то занятия или перенести на другое время, но не нарушать режим. И по возможности минимизировать воздействие света от экранов телефона и компьютерных мониторов, носить специальные защитные очки. Я лично так делаю и всем советую.