Сон. Почему мы спим и как нам это лучше всего удается

Если бы удалось отыскать такой центр, легко было бы выяснить, какие биологические молекулы его возбуждают или блокируют, какие проводящие пути соединяют его с другими мозговыми центрами и ка­кие сигнальные вещества он выделяет, чтобы вызывать в организме сон­ливость или бодрость. Тогда нетрудно было бы, вероятно, и сознатель­но влиять на его деятельность. Появилось бы множество мишеней, на языке фармацевтов называемых «таргетами», куда могло бы нацелиться новое поколение более совершенных снотворных и тонизирующих пре­паратов. Мы перестали бы быть рабами непредсказуемой потребности в сне и могли в любой момент свободно выбирать между двумя состо­яниями сознания.

Но это в теории. Сегодня, 90 лет спустя после первых попыток отыскать центр сна в мозге, специалисты смотрят на вещи более трез­во: «Единого центра сна, который можно было бы просто вырезать из мозга, не существует, — пишет берлинский сомнолог Дитер Кунц. — Все полученные на данный момент результаты указывают на много­численные ареалы мозга, связанные в единую сеть». Работа ученых, прослеживающих эту сеть участок за участком, — особая глава в ис­тории нейробиологии. Она включает интереснейшие повествования о необычных психических расстройствах и педантичные эксперименты множества исследователей.

В поисках центра сна

В 1990 г. актеры Роберт де Ниро и Робин Уильямс снялись в голливудс­ком фильме «Пробуждение», собравшем миллионную публику. Уильямс сыграл там, под именем доктора Сэйера, известного психиатра Оливера Сакса, который в своей книге «Пробуждения» рассказал историю, лег­шую в основу фильма и действительно произошедшую в конце 1960-х гг. В нью-йоркской больнице Маунт-Кармел под надзор Сакса попала странная группа из 80 пожилых пациентов, которые вот уже более 40 лет страдают от неизвестной болезни, пребывая в сумеречном состоя­нии, напоминающем аутизм или болезнь Паркинсона.

Пациенты словно заточены в непокорном им теле под властью злого духа. У них случаются припадки, во время которых они говорят изме­ненными голосами, испытывают странные боли, страдают от тяжелых депрессий или на продолжительное время «замораживаются». Многие следуют навязчивым моделям поведения. Один из этих людей погру­жается в странный, гениально остроумный и называемый им самим

«мыслительным расстройством» нереальный мир. Другой в невероят­ном темпе и неизменной последовательности непрерывно хватает себя за уши, нос и очки. Женщина считает букву Е на обложках книг и читает целые предложения от конца к началу. Некоторые пациенты утратили речь. Все они испытывают большие трудности в установлении контакта с окружающей средой. Почти у всех заметно повышена потребность в сне. Некоторые просто почти все время спят.

Уильямс, играющий Сакса, возвращает пациентов к реальности с помощью нового разработанного им лекарства Левадопа. Они почти забыли предшествующие десятилетия, зато хорошо помнят время до болезни. Один из пациентов вдруг начинает рисовать автомобили, ка­кими они были 40 лет назад, как будто время для него остановилось в этом периоде. Все переживают великолепный период нормально функционирующего, бодрствующего сознания. «Я не могу без сильней­шего волнения вспоминать это время — оно было важнейшим, самым захватывающим как в моей жизни, так и в жизни пациентов. Все мы в больнице Маунт-Кармел были переполнены эмоциями, возбуждением, восторгом, почти благоговением», — пишет Сакс.

К сожалению, новое лекарство, предшественник нейромедиатора дофамина, используемого обычно для лечения болезни Паркинсона, действует лишь недолгое время, а его побочные действия становятся все более непредсказуемыми. В конце концов психиатр вынужден отме­нить препарат. «Пробуждение» несчастной кучки больных оказывается слишком кратким.

Пациенты Сакса были последними остававшимися в живых жертва­ми загадочной эпидемии, внезапно начавшейся в Европе зимой 1916— 17 года, перекинувшейся затем на весь мир и унесшей в период после Первой мировой войны жизни 5 млн человек. В 1927 г. эпидемия вне­запно прекратилась. Заболевшие погружались во внезапную апатию и страдали от высокой температуры, нарушений зрения и галлюцинаций. Затем болезнь переходила в хроническую форму, симптомы которой были настолько разнообразны, что врачи затруднялись поставить диа­гноз и предполагали горячку, полиомиелит, шизофрению, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, атипичное бешенство — все эти болезни будто бы вдруг появились в новом, заразном варианте.

Венский невролог барон Константин фон Экономо не желал верить в одновременное появление такого количества новых возбудителей. Он первым составил обобщающее описание болезни и обнаружил при этом важнейший общий для всех инфицированных признак: все они страдали серьезным расстройством сна. Больные спали слишком много. Примерно треть пациентов неделями, месяцами, а то и годами про­сыпалась лишь ненадолго для приема пищи и питья. Многие умирали, так и не проснувшись. Зато небольшая часть заболевших почти не мог­ла спать. Такие люди чувствовали крайнюю усталость, однако засыпали лишь ненадолго, быстро просыпались и остаток дня уже не могли за­снуть вновь.

Фон Экономо назвал эту болезнь летаргическим энцефалитом, что означает в переводе «воспаление мозга, погружающее в сон». Ее назы­вают также «болезнь Экономо» или «европейская сонная болезнь». Воз­будитель болезни, по всей вероятности вирус, так и не был обнаружен. Зато Экономо обнаружил нечто, до сих пор занимающее умы сомноло­гов. Он обследовал мозг скончавшихся от болезни пациентов и обна­ружил общую для всех анатомическую особенность: на определенном участке промежуточного мозга у них наблюдалась массовое отмирание нервных клеток.

Этот участок мозга называется гипоталамусом, поскольку располо­жен под таламусом, зрительным бугром. Мы уперлись бы в него, если бы могли прямо вставить указательный палец в голову на уровне пе­реносицы. Это один из важнейших мозговых центров, управляющих бессознательной вегетативной нервной системой; он регулирует, в частности, температуру тела, кровяное давление, аппетит, сексуальную потребность и жажду. Всего этого Экономо, разумеется, не знал. Од­нако он заподозрил, что здесь должен находиться центр, управляющий сном. Сегодня это кажется очевидным, учитывая другие функции этой области мозга.

Экономо пошел еще дальше. Он обнаружил, что у всех больных, имевших проблемы с засыпанием и продолжительным сном, были за­деты лишь клетки переднего гипоталамуса. «Видимо, — заключил он, — эти клетки делают что-то, благодаря чему мы засыпаем». Тем самым Экономо стал одним из первых исследователей, понимавших сон как активный, управляемый мозгом процесс. Большая часть пациентов, ко­торая спала слишком много, напротив, имела повреждения в заднем ги­поталамусе, на границе между промежуточным и средним мозгом. «Ве­роятно, — писал Экономо, — именно здесь возникают или передаются возбуждающие сигналы, рождающие состояние бодрствования».

Насколько он был прав, специалисты убедились лишь в 1996 г., после публикации работы коллектива исследователей под руководством Клиф­форда Сейпера из Гарвардского университета в Бостоне. Нейробиологи с помощью современных высокоспецифичных антител искали в мозге крыс особый белок, который содержат в большом количестве лишь клетки в состоянии повышенной активности. Всякий раз, как грызуны засыпа­ли, этот FOS-протеин появлялся в основном в группе нервных клеток по имени ВЛПО (вентролатеральная преоптическая область) — именно там, где Экономо в свое время заподозрил центр сна. Напротив, когда крысы бодрствовали, эти клетки отдыхали. Очевидно, что какая-то связь между ВППГ и управлением сном действительно существует.