Многие экспериментальные факты не укладываются в гуморальную теорию. Главный из них – наблюдения за сросшимися близнецами (и за животными с искусственно соединенной кровеносной системой, так сказать, искусственно сшитыми). Сиамские близнецы, имеющие раздельную нервную систему и общее кровообращение, спят как трехглавый Змей Горыныч Кащея Бессмертного: одна голова спит, другая дремлет, третья на посту.
Значит, роль гипнотоксинов в ежедневной смене сна и бодрствования невелика.
Одна из нервных теорий предполагает, что сон особое состояние заторможенности, которое наступает от безделья. Когда организм после дневных трудов устает, мышцы нашего тела расслабляются, особенно если мы к тому же приляжем, и перестают слать в мозг свою обычную информацию о степени напряжения и о проделываемой работе.
Мышечная информация составляет весьма значительную часть от общих сведений, получаемых ежеминутно мозгом. Лишившись ее, мозг впадает в прострацию, засыпает. В конечном итоге усталость приводит к прекращению потока информации и от других органов чувств.
Усталая мышца века расслабляется, и оно закрывает глаз. Расслабление мышцы, натягивающей барабанную перепонку, ограничивает поток звуковой информации и т.д. Известная доля истины есть и у этой теории. Ограничение потока информации действительно способствует погружению в сон, но явно не является главной причиной.
Наиболее спорны и менее понятны теории, пытающиеся найти командные центры сна. Когда накопилось достаточно много сведений о локализации в мозгу различных функций, исследователи невольно задумались, нет ли специальных центров, управляющих сном. Ответ на этот вопрос дал Гесс. Погрузив электроды в заднюю часть гипоталамуса и пропустив через них ток, он мог вызвать у животного сон в любое время дня и ночи.
Сходной точки зрения придерживаются клиницисты. Поскольку существуют заболевания мозга, сопровождающиеся либо усилением сна, либо его расстройством, можно, выявив пострадавшие участки, узнать, где находится центр, управляющий сном. Невропатологи пришли к выводу, что существует два мозговых центра заведующих сменой сна и бодрствования. «Центр сна» ответствен за наступление и поддержание сна. «Центр бодрствования» – за пробуждение и поддержание активного состояния.
В нашей стране в течение многих лет наибольшим признанием пользовалась павловская теория сна. Павлов и его ученики не раз замечали наступление дремотного состояния или сна экспериментальных животных во время опыта. Собаки засыпали в самых различных ситуациях. Общим было одно: распространение тормозного процесса на значительные участки коры больших полушарий. Когда большая ее часть окажется захваченной тормозным процессом, наступает сон. Таким образом, сон по Павлову – это торможение нервных клеток, начинающееся в коре и отсюда распространяющееся на другие структуры.
Еще на заре возникновения учения о высшей нервной деятельности И.П. Павлов заметил, что нервные клетки весьма ранимы. Любое значительное усиление их деятельности, любое сильное внешнее воздействие может привести к их гибели. Этого не происходит потому, что клетка затормаживается, отключаясь от всего стороннего, и тем самым сохраняет свою жизнь. Таким образом, тормозной процесс выполняет еще и охранительную роль.
По мере выполнения дневных трудов в нашем мозгу накапливается все больше клеток, истощивших свои ресурсы, но спасенных с помощью торможения. К вечеру в коре больших полушарий возникает уйма микроскопических очажков тормозного процесса. Постепенно они увеличиваются, сливаются, захватывая огромные территории, и мы засыпаем.
Ложась вечером в постель, мы освобождаем множество мышц от обязанности поддерживать вертикальную позу, а мозг от потока информации о выполняемой ими работе, лишая двигательную область коры больших полушарий способности сопротивляться тормозному процессу. Точно так же мы поступаем со зрительными областями мозга, закрывая глаза. В общем, стараемся освободить его от работы и дать дорогу тормозному процессу.
Для наступления сна большое значение имеет привычка ложиться в определенное время, принимать определенную позу, то есть участие в его развитии условно-рефлекторных механизмов. Наш ночной сон – это условный рефлекс на время и на обстановку. Каждый, вероятно, по собственному опыту знает, как трудно подчас заснуть в незнакомом месте и в неурочное время, даже если мы «пересидим» урочный час, увлекшись каким-нибудь занятием.
Для некоторых людей обстановка очень важна. Диккенс, например, в любой гостинице переставлял свою кровать так, чтобы его голова смотрела точно на север, а ноги на юг. Не берусь судить, откуда у великого писателя возникла столь странная привычка.
Существование условнорефлекторного сна было замечено еще в павловских лабораториях. Собака, которую экспериментатор частенько «доводил» до сонного состояния, засыпала, как только ее вводили в экспериментальную камеру и ставили в станок. У собаки можно выработать условный рефлекс сна, сочетая звонок с электрическим раздражением сонного центра. Через некоторое время звонок станет вызывать сон.
Существующие теории сна очень сильно отличаются друг от друга. Лет тридцать назад казалось, что эти противоречия никогда не удастся преодолеть. Развитие электрофизиологических исследований помогло сблизить различные точки зрения. У одного и того же субъекта сонные очаги в одних случаях раньше возникали в коре, в других случаях – в подкорке, то есть ближе к центру сна. Гипнотоксины, погружая животное в сон, воздействуют прежде всего на центры сна. Раздражение центра сна, в свою очередь, способствует выработке гипнотоксинов. В опыте на сросшихся близнецах сначала засыпало животное, у которого раздражали центр сна, а затем – его партнер. Кровь, взятая от животного, заснувшего под воздействием электрического раздражения центра сна, в состоянии усыпить другое.
Сон – явление всеобщее. Все живые существа нуждаются в сне. Правда, мы до сих пор не знаем, спит муравей, когда ночью лежит, раскинув лапки, у себя в подземелье, или это просто состояние бездеятельности. Тем более нам трудно заметить дремотное состояние у медузы. Время от времени выдвигаются предположения, что некоторые животные обходятся без сна. В этом подозревают жвачных из-за того, что бедняжкам весь день приходится щипать траву и всю ночь ее пережевывать, отрыгивая из желудка отдельными порциями и вновь возвращая назад зеленую кашицу.
Второй кандидат, причисленный к лику неспящих, – акула. У нее не существует специального приспособления для циркуляции в жабрах воды. Чтобы вода хорошо омывала жабры, акула должна быстро двигаться. Несомненно, что в создании легенды о жестоком недремлющем хищнике значительную роль сыграли суеверные моряки.
Нет животных, не умеющих спать, зато у некоторых мозг спит дробно. Уже давно замечено, что сон может не захватывать полностью мозг. Какие-то его участки продолжают работать. Охотники знают, что к спящему зверю подкрасться легче, чем к бодрствующему, но… малейший неосторожный звук, – и сна как не бывало. Пока животное спит, сторожевой пункт в его мозгу прислушивается, не возникнет ли вдруг новый незнакомый звук. Привычные звуки – шум дождя или журчание ручья – зверя не будят.
Такие же сторожевые пункты возникают в мозгу людей. В старину лежебока-мельник отлично спал под скрип жерновов, но тотчас просыпался, если в работе механизма возникали перебои. Усталая мать спит так крепко, что ее не разбудит ни гром небесный, ни радио, заговорившее в шесть часов утра, но стоит младенцу чуть пикнуть – и она у его колыбели.
Настройка сторожевого пункта может быть удивительно узкой. Однажды на Украинском фронте расположение батареи, где мне довелось служить, накрыл шквал артиллерийского огня противника. Тяжелые снаряды точно ложились в цель. Через полчаса у нас не осталось ни одного целого орудия, ни метра не взрытой воронками земли.
Когда налет кончился, командир батареи пошел собирать оставшихся в живых солдат. У моего обрушившегося окопчика он даже не остановился, не видя там признаков жизни, но все же окликнул по фамилии. К его изумлению, из-под комьев земли и груды мусора, занесенных в траншею взрывной волной, тотчас же поднялась моя голова. Еще больше удивился я, увидев картину страшного разрушения.
Все время, пока длился артиллерийский обстрел, я блаженно спал в своем окопе. Снаряды, рвавшиеся, можно сказать, прямо над головой, меня не разбудили. Даже сон неприятный не приснился, а негромкого окрика оказалось достаточно, чтобы я проснулся. Видимо, мой сторожевой пункт был точно настроен на тембр командирского баска.
Сторожевые пункты часто возникают в двигательных областях мозга. Это позволяет нам спать сидя. Опытные кавалеристы отлично спят в седле. Можно спать на ходу. Усталым пехотинцам иногда удается вздремнуть на марше. Особенно хорошо это делать в строю, когда ногам задан привычный ритм, а локоть чувствует локоть соседа.
