Александр Вейн - Бодрствование и сон

Не все описанные представления носили чисто умозрительный характер. Так, Моссо сконструировал доску, на которую укладывали человека. Когда испытуемый засыпал, опускался ножной конец доски, а в период бодрствования — головная часть доски. Конечно, эксперимент этот был примитивен и не мог избирательно характеризовать степень кровенаполнения мозга.

В дальнейшем путем непосредственных исследований мозга у раненых, имевших дефекты черепной коробки (герметичность нарушалась), и у собак, у которых часть черепа заменялась пластинкой органического стекла (герметичность сохранялась), выяснилось, что заметного изменения кровенаполнения во время сна и бодрствования не происходит.

В настоящее время получила широкое распространение реоэнцефалография, позволяющая оценивать степень кровенаполнения сосудов мозга. Изучая кровенаполнение во время сна и бодрствования, удалось показать, что оно неодинаково в течение ночи. Имеются фазы, когда кровенаполнение снижено, и периоды, когда его уровень неотличим или даже превосходит степень наполнения кровью, характерную для состояния бодрствования. Следовательно, удалось подтвердить наличие колебаний кровенаполнения (и даже понять взгляды исследователей прошлого). Очевидно, что эти колебания соответствуют определенному состоянию нервной системы, но не обусловливают его.

В конце прошлого века получила распространение так называемая гистологическая теория. При изучении нервной системы беспозвоночных (ракообразных) было установлено, что нервные клетки могут менять форму. Согласно этой теории, воспринимающие невроны во время сна втягивают свои окончания, т. е. порывают связь с внешним миром, что и обусловливает наступление сна. При сильных раздражениях нейроны восстанавливают свою форму.

Крупный отечественный морфолог А. С. Догель обнаружил в дендритах нейронов узловатые вздутия, обозначенные им как «варикозные утолщения». Согласно его взглядам, во время сна происходит «паралич» воспринимающих аппаратов нервной клетки, но эти факты не удалось подтвердить. В связи с современными представлениями об отсутствии торможения нейронной деятельности во время сна трудно ожидать принципиальных различий в морфологии нервной клетки в периоды сна и бодрствования. Уже в самое последнее время Юнг — ученый из ФРГ — высказал предположение о синтезе нуклеиновых кислот (носительниц наследственных признаков) в клетках мозга. Было показано, что деление клетки продолжается 7 часов, т. е. соответствует времени, отводимому для сна. Следует, однако, указать, что нейроны не делятся и с возрастом количество их в мозгу уменьшается. Следовательно, если предположение Юнга обосновано, то оно отражает лишь процессы, происходящие в опорных клетках мозга, — глии. В связи с этим возникает вопрос о взаимосвязи смены сна — бодрствования с обменными процессами между нейронами и глией.

Подробно разрабатывались гуморальные, химические, токсические теории. Исходный пункт — сопоставление нервной системы с машиной, роль «горючего» и «накапливающейся золы» в разладе работы механизма. Начались поиски веществ, которые можно было бы представить в качестве факторов, вызывающих сон: тут и обеднение кислородом, и накопление углекислого газа, и карбоновые молочные кислоты, и холестерин. Наиболее интересные опыты провели французские исследователи Лежандр и Пьерон в начале XX века. Они рассматривали сон как результат накопления в крови, тканях (в том числе в мозгу) токсических продуктов обмена, возникающих в результате утомления. Собакам не давали спать 11 дней, после чего их забивали, из мозга экстрагировали вещества и вводили нормальным собакам. У собак сразу же обнаруживались признаки крайнего утомления, и они впадали в глубокий сон. Тот же эффект наблюдали при введении сыворотки крови и спинномозговой жидкости опытных животных.

Казалось, что многое прояснилось. Получил объяснение факт более глубокого сна у людей, занимающихся физическим трудом (больше продуктов утомления). Впечатление от работ Лежандра и Пьерона было чрезвычайно глубоким; И. И. Остромысленский писал в 1918 г., что они «почти исчерпали вопрос о природе и механизме сна».

Между тем накапливались разноречивые данные, опровергавшие или подтверждавшие гуморальную теорию. Французский психолог Клаперед утверждал, что мы часто засыпаем, не будучи утомленными, и, наоборот, сильная усталость не дает нам уснуть. Трудно себе представить, что ежедневное отравление не приносит вреда организму. Мы засыпаем ранее утомления и предупреждаем его. Сон — проявление инстинкта, задача которого остановить деятельность организма.

Существенным ударом по химическим теориям явились наблюдения над сросшимися «сиамскими близнецами», обладавшими общим кровообращением. Академик П. К. Анохин с сотрудниками около года наблюдал за сросшимися близнецами Ирой и Галей и более 15 лет за подобными же близнецами Машей и Дашей. Они установили, что сон у близнецов наступает не одновременно: одна голова спит, другая бодрствует. Если в основе сна лежит накопление каких-либо гуморальных агентов, то понять разновременность наступления сна у подобных близнецов невозможно. Некоторое время назад профессор В. М. Угрюмов показывал нам двух близнецов, сросшихся головами и имеющих общее кровоснабжение мозга: они тоже бодрствовали неодновременно.

Накопление фактов, свидетельствующих о значении ряда веществ, в том числе и гипотетических, продолжалось. Была изучена роль нарушения кислотного равновесия, содержания магнезии, уровня секреции гормонов железами внутренней секреции. Из спинномозговой жидкости больных с патологической сонливостью экстрагировалась «субстанция», вызывавшая сон у животных. Экстракт мозга животных, находящихся в состоянии зимней спячки, вызывал у кошек и собак длительное сонное состояние. О наличии гуморальных веществ, циркулирующих в крови во время сна, говорят убедительные данные, полученные швейцарским нейрофизиологом Монье в 1965 г. У двух собак было налажено перекрестное кровообращение, т. е. кровь от мозга одной собаки оттекала в туловище другой и наоборот. У одной из них производилось раздражение определенного отдела мозга, вызывающее наступление сна. Хотя нервных связей между животными не было, вторая собака тоже засыпала. Эффект этот можно было объяснить лишь переносом какого-то вещества, вызывающего сон.

В самые последние годы возникла гипотеза о роли неизвестного гипотетического вещества в возникновении так называемого «быстрого», или «парадоксального», сна (сна со сновидениями). Ученые делают попытки идентифицировать эти химические факторы. В мозгу во время сна выявлено избыточное накопление ряда активных биологических веществ — ацетилхолина, гама аминомасляной кислоты, серотонина. Следовательно, начатые еще в прошлом веке исследования развиваются и в настоящее время, хотя гуморальным факторам не придается решающего значения.