Гай Лешцинер - Мозг, ты спишь? 14 историй, которые приоткроют дверь в ночную жизнь нашего самого загадочного органа

Так как же медицина объясняет случай Джеки, все ее сложное поведение – ходьбу, рычание или даже езду на мотоцикле – во время глубокого сна? Нам уже много лет известно, что у некоторых животных, например, у дельфинов, китов и птиц, может спать только одно полушарие мозга, и это позволяет им плавать или летать во сне. Такой сон называют «однополушарным». Водным млекопитающим, очевидно, необходимо быть в состоянии всплывать на поверхность, чтобы дышать, однако им, как и нам с вами, необходим сон, и этот хитрый эволюционный трюк не дает им утонуть во время выполнения жизненно необходимых функций. Кроме того, он подчеркивает важную роль глубокого сна с точки зрения эволюции: если бы от глубокого сна было мало толку, то никакой потребности в этом однополушарном сне и не возникло бы.

У людей, однако, однополушарного сна не бывает. Раньше считалось, что во время сна мозг попросту «выключается»: человек либо спит, либо бодрствует; и никаких промежуточных состояний не бывает. В последние годы было установлено, что это не так.

Глубокий сон и полное бодрствование находятся на разных концах одного спектра, и, как бы это невероятно ни звучало, мы можем находиться в обоих состояниях одновременно.

При отслеживании мозговых волн с помощью прикрепленных к голове электродов, как мы это делаем, изучая сон пациентов, отличительным признаком глубокого, медленного сна является синхронизированная электрическая активность по всему мозгу – медленные волны с большой амплитудой, прозванные «дельта-волнами». Во время приступов сомнамбулизма картина может быть совсем иной. Вперемежку с медленными волнами мы порой наблюдаем мозговую активность, напоминающую ту, которую можно увидеть у бодрствующего человека. Это указывает на то, что человек одновременно и спит, и бодрствует. С помощью электродов, закрепленных на голове, мы можем увидеть лишь ограниченную картину происходящего в мозге – это все равно что заглядывать в комнату через замочную скважину. Нельзя увидеть все сразу. С помощью этой методики удается получить информацию лишь о том, что происходит вблизи поверхности мозга, – происходящее в глубинах остается загадкой.

На мозг, однако, можно взглянуть и другим способом. В 2000 году швейцарским ученым удалось уловить активность мозга во время приступов сомнамбулизма с помощью методики под названием ОФЭКТ (однофотонная эмиссионная компьютерная томография). Для этого пациенту вводится меченый радионуклидами препарат, который предоставляет информацию не о структуре органа, а о его активности. Этот «краситель» – введенный радионуклид – скапливается в областях с максимальным кровотоком, что соответствует участкам максимальной метаболической активности, то есть тканям с максимальной потребностью в кислороде. Ученые научились вводить радионуклиды в течение двадцати четырех секунд после начала приступа сомнамбулизма. Их пациентом был шестнадцатилетний парень, по несколько раз в неделю ходивший во сне. Еще больше впечатляет то, что им удалось проделать все это, уложив его в томограф, чтобы определить участки наибольшей концентрации радиоактивного вещества. Сравнив эти снимки со снимками, сделанными во время глубокого сна, они получили удивительный результат. Оказалось, что во время эпизодов сомнамбулизма область в глубине головного мозга, кора задней части поясной извилины, проявляет очень высокую активность, в то время как активность другого участка, лобно-теменной коры, значительно снизилась по сравнению с состоянием бодрствования. По сути, ученые обнаружили небольшие участки мозга, которые бодрствовали, в то время как весь остальной мозг оставался спящим. Эти участки с повышенной активностью, в особенности поясная кора, участвуют в контроле поведения, связанного с сильными эмоциями. Лобно-теменная же кора, а в особенности префронтальная кора, где активность была снижена, задействованы в планировании, рациональном мышлении и формировании личности. Подобная картина сомнамбулизма, в особенности у шестнадцатилетних подростков, у которых приступы сомнамбулизма зачастую бывают связаны со страхом, совершенно логична. Во время приступов область мозга, ответственная за сильные эмоции, была перегружена, чуть ли не бодрствовала, в то время как участок мозга, отвечающий за логику, личность и планирование действий, продолжал глубоко спать. Судя по всему, такое двойственное состояние мозга, который одновременно и спит, и бодрствует, и объясняет подобные сложные действия: способность взаимодействовать с окружающим миром, будучи не в состоянии рационально мыслить, как при бодрствовании.

По счастливой случайности группе итальянских ученых также удалось уловить момент проявления сомнамбулизма у двадцатилетнего юноши, на этот раз с помощью установленных в его мозг для отслеживания возможных приступов эпилепсии электродов.

Для пациентов, страдающих эпилепсией, от которой лекарства не помогают, хирургическое удаление участков мозга, провоцирующих судорожные припадки, может стать решением проблемы, однако для этого необходимо в точности определить, где именно эти припадки зарождаются в мозге.

Из-за ограничений, связанных с регистрацией электрической активности мозга с помощью поверхностных электродов, крошечные проводки вводятся прямо в череп и, как правило, подводятся к поверхности мозга, хотя иногда вставляются и глубоко в его ткани. В данном случае несчастный юноша страдал от эпилептических припадков с семилетнего возраста, после того как в младенчестве перенес менингит. К несчастью для него, хотя и к счастью для нас, он также страдал и от сомнамбулизма, который начал проявляться еще до менингита, и в ходе исследования пациент испытал приступы как эпилепсии, так и сомнамбулизма. В какой-то момент, лежа в глубоком сне с установленными в самом мозге электродами, он перевернулся в своей кровати, вытянул руки, словно пытаясь кого-то поцеловать, и пробормотал несколько слов, после чего вернулся ко сну. Во время этого эпизода электрическая активность в моторных и поясных областях мозга опять-таки соответствовала состоянию бодрствования, хотя все остальные участки мозга оставались в глубоком сне. По всей видимости, это исследование подтверждает заключение, полученное в результате проведенного несколькими годами ранее ОФЭКТ-исследования. Оно доказывает, что полученные тогда данные действительно являются отражением состояния сна, а не просто результатом изменений кровотока в мозге.

Оказывается, сон – это не глобальное явление, затрагивающее мозг целиком, а процесс, способный происходить в отдельных его участках.

Мозг функционирует не как единое целое, и в этих необычных примерах отдельные области мозга одновременно находились в различных состояниях сна-бодрствования. Подобно тому как у дельфинов полушария мозга спят по очереди, у человека, судя по всему, мозг тоже способен на подобную дифференциацию, пускай и в меньших масштабах.