Цикл сна

Один студент из университета Чикаго решил проверить, верно ли, что по движению глаз под веками можно понять, видит ли сны спящий человек: для этого он провел всю ночь без сна, наблюдая за веками спящих людей. Затем к нему присоединился его куратор, который начал регистрировать активность мозга спящих людей. Так эти двое открыли цикл сна.

Первым из них был Юджин Азеринский, студент-физиолог, и его научный руководитель Натаниэл Клейтман. Их интерес подстегнула гипотеза Эдмунда Якобсона, выпустившего в 1938 году книгу о том, как добиться хорошего сна. Якобсон писал, что сновидения сопровождаются движениями глаз, в подтверждение чего представил соответствующие фотографии.

К началу 1953 года эти записи были утеряны, поэтому Азеринский начал исследования с нуля. Его итоговое заключение может рассматриваться как первое свидетельство фазы быстрого сна, или REM-фазы (от англ. rapid eye movement). В более поздних исследованиях Клейтман показал, что в течение REM-сна электроэнцефалограмма мозга демонстрирует показатели, сходные с теми, которые были получены у бодрствующего человека. Когда людей, участвовавших в эксперименте, будили от REM-сна, они говорили о том, что в этот момент видели сны — даже те из них, кто заявлял, что у них никогда не было сновидений. Клейтман и Азеринский показали, что у всех есть сновидения; очевидно, что некоторые люди просто не помнили их.

Примерно 40% людей в какойто момент жизни испытывают сонный паралич. Они просыпаются, но не способны двигаться. Такое происходит, если проснуться в течение REM-сна, когда мышцы парализованы. В редких случаях люди сообщают о том, что они видели призрачные фигуры во время сонного паралича. Одна из гипотез связывает это явление с ошибкой в способе, которым наш мозг строит модель тела. Будучи неспособным ощутить парализованное тело, мозг ошибочно ищет его не в том месте и поэтому создает галлюцинации.

Лаборатории сна

Группа ученых, к которой к настоящему времени присоединился и Уильям Демент, разработали набор инструментов для наблюдения за испытуемыми в лаборатории сна. Они фиксируют скорость сердцебиения, температуру тела, движения глаз (правого и левого), храп, электрическую активность мышц, а также изменения энцефалограммы. Оказалось, что для записи ЭЭГ за одну только ночь уходит полтора километра бумаги!

Клейтман и его сотрудники использовали это оборудование для того, чтобы выяснить, почему некоторые люди испытывают трудности со сном — или же спят слишком много. Экспериментаторы даже помещали испытуемых в тьму Мамонтовой пещеры в штате Кентукки, опускали под воду с помощью подводной лодки, чтобы проверить воздействие солнечного света на характер сна.

В лаборатории сна в 1970-х годах испытуемого клали на водяную кровать, чтобы создать ощущение невесомости, а затем проводили наблюдения за тем, насколько хорошо он спит

Сон как он есть

Исследования обнаружили, что ежедневный сон следует определенной модели, сегодня известной как цикл сна, состоящий, по общему мнению, из периодов NREM-сна (от англ. nonrapid), перемежающихся периодами REM-сна. Длительность такого сна составляет 100 минут, и, соответственно, в течение обычной ночи наблюдается несколько циклов сна. Вначале доминирует NREM-сон, но затем периоды REM-сна становятся все длиннее и длиннее. Как считают некоторые неврологи, существует три состояния мозга: состояние осознанного бодрствования, REM и NREM. (Есть мнение, что гипноз является также отдельным состоянием, однако относительно такого подхода нет согласия.)

Цикл состоит из отдельных стадий. Первая стадия длится примерно десять минут. Она начинается тогда, когда человек только отошел ко сну и его легко разбудить. Мышцы все еще способны двигаться и слегка подергиваются, глаза вращаются и то открываются, то закрываются. Волны мозга сменяются с альфа-типа, свойственного состоянию спокойного бодрствования, на тета-волны, характерные для состояния сна. На второй стадии сна доминируют тета-волны, а мышцы расслабляются. В это время разбудить человека трудно. Это состояние занимает почти половину всего сна у взрослых.

Третья стадия (некоторые исследователи подразделяют ее на третью и четвертую) — период глубокого сна. Эта стадия соответствует полному расслаблению, когда человек полностью расслаблен и едва способен реагировать на внешние стимулы. Большая часть глубокого сна протекает в течение первого цикла ночного сна и может длиться до 45 минут.

В конце третьей стадии, примерно через 90 минут после того как человек отошел ко сну, на смену приходит REM-тип сна и становится преобладающим. Глаза начинают двигаться, но остальная часть тела более или менее неподвижна — возможно, для того, чтобы воспрепятствовать разыгрыванию снов.

Мозговые волны становятся похожими на волны, характерные для состояния бодрствования, а частота сердцебиения и ритм дыхания начинают колебаться. По иронии судьбы, эта фаза сна наступает в тот момент, когда человека труднее всего разбудить. Сновидения продолжаются примерно десять минут, а затем человек быстро возвращается к стадии 2 (через стадию 1, если сновидение разбудило его). В течение ночи длительность REM-сна увеличивается, а период глубокого сна сокращается до нуля по мере того как тело начинает просыпаться.