Как болезни помогают в изучении сна

Какие все-таки конкретные причины вызывают нароклепсию? «Это по-прежнему неясно, — отвечает Клаудио Басетти. — Но вопрос ис­ключительно интересный». Заведующего неврологическим отделени­ем Цюрихской университетской больницы охватывает восторг. Я сразу чувствую, что этот крайне занятой человек не зря нашел время принять меня в своем кабинете между двумя обходами. «Я не случайно специ­ализируюсь на тяжелых нарушениях», — признается он. Уже много лет его волнует вопрос, что именно происходит с человеком во сне.

Басетти тем более убежден в важности этой бессознательной части нашей жизни, что каждый день воочию наблюдает, как сильно страда­ют люди, у которых нормальный сон нарушен. В исследовании такого рода болезней он видит одну из лучших возможностей найти новые разгадки великой тайны сна. В этом с ним согласны многие его кол­леги: «Исследование расстройств сна у людей рождает новые важные теории сна», — пишет Марк Маховальд. «Например, парасомнии, вы­зываемые обычно смешением разных состояний сознания, поддержи­вают, наряду с каталепсией, взгляд, согласно которому сон и бодрс­твование не являются взаимоисключающими состояниями».

Кроме того, мы сегодня, конечно, знали бы гораздо меньше о внут­ренних часах, если бы не интенсивное исследование причин нарушения биоритмов у человека. Поиск причин синдрома беспокойных ног помог обнаружить существенные взаимосвязи между сном и расслаблением. Психические и физические симптомы у страдающих бессонницей или, наоборот, гиперсомнией, а также синдромом апноэ сна, позволяют сде­лать важные выводы о функции сна.

Но самый яркий пример — нарколепсия, подчеркивает Басетти. «Это очень сложный феномен и необыкновенно интересная модель, посколь­ку она затрагивает сразу много областей в регуляции сна». В возник­новении болезни большую роль играет генетическая обусловленность. Девять из десяти нарколептиков имеют особый вариант определенного гена. Однако этот вариант встречается не так уж редко, а реально за­болевает лишь очень небольшой процент унаследовавших его людей. Риск заболеть нарколепсией, если этой болезнью страдает один из ро­дителей, составляет максимум 2%. Следовательно, заболеет ли носитель гена нарколепсии, в очень большой степени зависит от дополнительно­го влияния окружающей среды.

Особенно часто ген нарколепсии встречается у японцев. Сама бо­лезнь также встречается в Японии чаще, чем в Европе. Может быть, именно поэтому в дальневосточной островной империи как нигде рас­пространена культура дневного сна. Здесь не видят ничего предосуди­тельного в том, чтобы люди спали в общественных местах. Более того, не считается даже невежливым, если кто-то заснет, слушая доклад или присутствуя на переговорах. Это называется «инемури» — «и» означает «присутствовать» и «немури» — «спать».

Нарколепсия нередко вызывается воспалениями или повреждени­ями тех отделов мозга, где замыкают свою сеть многочисленные воз­буждающие и усыпляющие нервные центры, обеспечивающие чередо­вание сна и бодрствования. Подробные обследования таких пациентов, разумеется, способствуют прогрессу сомнологии, поскольку помогают лучше понять нейронную структуру сна.

Исследование нарколепсии значительно продвинулось вперед, когда в 1998 г. были обследованы собаки с соответствующим генетическим дефектом1. В отличие от людей, собаки с такой наследственностью за­болевают нарколепсией почти всегда. Ген, поврежденный в этих случаях, кодирует рецептор для неизвестного ранее нейромедиатора — орексина. Благодаря этому открытию ученые познакомились с маленьким, но очень важным нервным узлом в гипоталамусе, вырабатывающим орексин и тем самым активирующим все центры возбуждения в стволе мозга и проме­жуточном мозге. Таким образом он, судя по всему, стабилизирует пере­ключатели регуляции сна и БС-центра во избежание именно того, от чего страдают нарколептики: размывания границ между тремя различными состояниями сознания.

Нарушения в сигнальном пути орексина считаются сейчас на­иболее вероятной причиной нарколепсии. Доказательством служат собаки-нарколептики, у которых не работают рецепторы орексина, и мыши, организм которых из-за генной манипуляции не произво­дит орексин — они также неизменно заболевают нарколепсией. Со­гласно одной из теорий, у некоторых нарколептиков собственная иммунная система разрушает вырабатывающие орексин клетки.

Клаудио Басетти, тем не менее, убежден, что здесь задействованы и другие нейромедиаторы гипоталамуса: «Орексин, конечно, важен, но он играет свою роль не в одиночестве».

Таинственная болезнь принесет сомнологам, наверное, еще много сюрпризов. Нарколепсия и другие недуги, не дающие нам спать, пос­тепенно выдают свои тайны — и тем самым вносят важные элементы в решение большой головоломки, которая, будем надеяться, однажды сложится наконец в ясную картину смысла и функций сна.

Часть III Почему мы спим

Глава 7 Обучение во сне

Как электрический ток улучшает память

Люди, решившиеся провести ночь в лаборатории сна Института ней­роэндокринологии Любекского университета, должны быть из тех, кто не боится электрического тока. На ночь им надевают колпак с бесчис­ленными электродами. Некоторые из этих металлических пластинок замеряют колебания токов мозга. Но есть и такие, что передают, а не принимают электрическое напряжение. Они порождают слабые, колеб­лющиеся с частотой одного раза в секунду электрические потенциалы примерно той же мощности, что у самих нейронов и нейронных сетей. Эти токи проникают сквозь кости черепа и модифицируют активность нервных клеток.

Такое воздействие совсем не вредно. Наоборот: «После ночи участ­ники эксперимента чувствуют себя особенно хорошо выспавшимися, и память их улучшается», — говорит директор института нейробиолог Ян Борн. Наутро после сна под проводами ученые проверяют работоспо­собность мозга с помощью специальных тестов на скорость реакции и память. Испытуемые показывают лучшие результаты, чем контрольная группа, проведшая ночь без электродов. Очевидно, электрический ток имеет особый обучающий эффект. Особенно это касается сознатель­ной, так называемой декларативной памяти, где сохраняются, напри­мер, заученные формулы или иностранные слова, поясняет Борн. Но и бессознательная, процедурная память, где мы храним автоматизиро­ванные действия, например, двигательные навыки, улучшается под воз­действием электричества.

Что же произошло во сне с участниками эксперимента? Почему они так хорошо справляются с поставленными задачами? «По крайней мере для декларативной памяти, образование которой происходит в стадии глубокого сна, у нас есть предположения о том, что происходит», — го­ворит Борн. Искусственный электрический сигнал каким-то образом помог мозгу в его работе, вероятно, навязав нервным клеткам больших полушарий свой ритм. Воздействие внешних электрических колебаний заставляет нейроны синхронизироваться сильнее обычного, так что их потенциалы колеблются в общем ритме. А поскольку искусственно заданный ритм примерно соответствует тому, который мозг сам по себе порождает в стадии глубокого сна, в результате возникает своего рода суперглубокий сон.

«Мы заставляем мозг какое-то время следовать заданному нами ритму, а потом на 1 минуту отключаем ток. В этот перерыв мы наблю­даем, как реагируют нервные клетки, — поясняет Борн. — И видим, что электрическая активность нейронов интенсивнее обычного порождает типичный для глубокого сна рисунок дельта-волн».

Проверка памяти на следующий день, а также субъективные ощу­щения участников эксперимента, утверждающих, что особенно хорошо выспались, подтверждают, что усиленный глубокий сон значительно помог мозгу в его ночной работе. Естественно, Борн уже задумывается о том, как можно было бы использовать электрическую стимуляцию в медицинских целях. Теоретически она позволяет улучшить как качество сна, так и интеллектуальную работоспособность. Но прежде чем перей­ти к практическому применению, нужно провести еще множество экс­периментов и всесторонне проверить результат, так что радоваться еще рано, осторожно замечает ученый.