Мозг и его потребности 2.0. От питания до признания - Вячеслав Дубынин

они начали адаптироваться к Владивостоку, а тут опять Москва. Что за безобразие! В этом случае можно получить заметное расстройство сна, которое преследует людей, по роду своей деятельности часто меняющих часовые пояса. Плохо придется и тем, кто работает сутки через двое или с постоянным изменением времени работы: то первая смена, то вторая, то третья. Не любит наш мозг подобных перемен.

Общий совет: систему регуляции сна и бодрствования лучше понапрасну не перенапрягать. Пока мозг молодой, он справляется, но в зрелом и тем более в пожилом возрасте стабильный режим дня желательно соблюдать.

Тогда нервные процессы будут более качественными, да и здоровье крепче.

Последний пункт в списке главных центров сна и бодрствования – ретикулярные ядра продолговатого мозга. Это вспомогательный центр сна, который работает вместе с ЦСВ среднего мозга. В основном он реагирует на химический состав крови. Если в плазме появляются токсины, избыток глюкозы или какие-то отходы обмена, тогда ретикулярные ядра продолговатого мозга активируются и посылают импульсы в средний мозг. Что это реально означает?

Например, в организме появились токсины из-за того, что мы подхватили вирус или отравились несвежими консервами. В этой ситуации действительно лучше не бегать и не прыгать, а тихо лежать и восстанавливаться. Тут-то очень вовремя и возникает сонное состояние: «Я чем-то отравился, сегодня никуда не пойду, буду дремать, выздоравливать». Это физиологически очень правильное решение.

Более приятна ситуация с избытком глюкозы. Например, вы полдня трудились как пчелка, активно что-то делали и наконец, добравшись до кухни или до столовой, поели как следует – первое, второе, третье и компот. Возникает сонное состояние, потому что глюкоза пошла в кровь. Получается, что с точки зрения ретикулярных ядер продолговатого мозга, если удалось поесть – текущая цель жизни достигнута. Зачем еще активно двигаться? Все нормально, можно лежать и отдыхать. Эти ядра оказывают совершенно очевидное усыпляющее действие. Все мы знаем, как это бывает: кровь «отлила от головы и прилила к желудку», тут можно и сидя на рабочем месте заснуть.

Подобное происходит и при физической нагрузке. Когда мы что-то долго делаем физически, клетки вырабатывают много специфических отходов – в основном азотсодержащих молекул, которые вызывают состояние утомления и сонливости. Поэтому если вы, например, в походе прошли 20 км с рюкзаком, а потом умяли приличную порцию гречки с тушенкой, то сонное состояние разовьется почти мгновенно. Вы можете даже не успеть доползти до палатки, а прямо так у костра и заснете. И ни один комар до вас не допищится.

Система регуляции сна и бодрствования в целом не очень сложна. Но даже из немногих приведенных выше примеров видно, сколько у нее «опций и параметров»: взаимная конкуренция центров, учет сигналов из внешней среды и из внутренней среды организма, суточные ритмы… Эта система обладает всеми необходимыми свойствами для того, чтобы подгонять текущий уровень бодрствования под актуальные задачи и общее состояние нашего тела: утомление, стресс и тому подобное.

Патологическим вариантом работы этой системы является заболевание, которое называется нарколепсия – внезапное засыпание. Нарколепсия во многом генетически детерминирована и особенно опасна для тех, кто водит автомобиль.

Фазы сна и биоритмы мозга

В реальности нейроанатомия и нейрофизиология сна, конечно, сложнее, чем было только что описано. Скажем, все более значимым представляется вклад гипоталамических структур в запуск сонного состояния и последующего перехода к бодрствованию. Речь уже идет не только о супрахиазменных ядрах («биологические часы», суточный ритм которых поддерживается специфическими каскадами внутриклеточных реакций, затрагивающими ядерную ДНК, и в частности гены Bmal1, Clock, Cry1–2, Per1–3). Важнейшим центром сна оказалась вентролатеральная преоптическая область гипоталамуса, с которой связан нейропептид галанин. Важнейшим центром бодрствования – уже упоминавшееся в связи с пищевой потребностью латеральное ядро. В последнем особое внимание привлекают орексин А и орексин Б – нейропептиды, которые исходно рассматривались как регуляторы аппетита. Однако в настоящее время их основную функцию связывают с поддержанием бодрствования.

Важно и то, что сон – это не только отдых. Внутри него сосуществуют два очень разных состояния. Одно – действительно отдых, а вот второе – феномен, который в свое время был назван парадоксальным сном. Ученые его открыли и охарактеризовали, когда начали записывать во время сна электроэнцефалограмму (ЭЭГ).

Ритмы ЭЭГ (биоритмы мозга) очень хорошо описывают общий уровень активации центральной нервной системы, а точнее – состояние коры больших полушарий. Чем активнее наш мозг, тем выше частота волн ЭЭГ и меньше их амплитуда. При сверхнапряженной умственной деятельности на ЭЭГ – почти прямая линия (точнее, сложнейший паттерн, состоящий из низкоамплитудных высокочастотных колебаний без какого-то явно доминирующего ритма), например, когда математик обдумывает новую теорию или шахматист составляет сложный этюд. Это означает, что основная масса нейронов в их коре работает «вразнобой», большинство нервных клеток решает какие-то уникальные задачи. Когда на записи ЭЭГ – похожие на синусоиду волны, это значит, что большинство нейронов коры работает синхронно. Синхронность, в свою очередь, указывает, что они в данный момент времени простаивают, не занимаются обработкой каких-то специфических информационных потоков. Великим разочарованием ученых, занимающихся ЭЭГ, стало понимание, что чем красивее и регулярнее ритм, тем меньше в нем информации. Но общий уровень бодрствования ЭЭГ тем не менее хорошо описывает.

Если вы не спите, но никакие сенсорные сигналы на вас не действуют – например, вы неподвижно и расслабленно сидите в кресле в тихой темной комнате, – на вашей ЭЭГ пишется альфа-ритм. Его частота у взрослого человека обычно колеблется в пределах 10–12 Гц. В основе альфа-ритма – обмен информацией между таламусом и корой больших полушарий. «Есть что-нибудь новенькое?» – спрашивает, например, кора. – «Нет ничего… Глухо, как в танке…» – отвечает таламус, и так – дюжину раз в секунду (особенно это относится к зрительным и слуховым центрам).

По мере засыпания волны становятся реже и выше по амплитуде: синхронизация нейронов коры нарастает. Когда наступает глубокий сон, регистрируется ритм с частотой 1–3 Гц – дельта-волны (см. рис. 11.3, внизу). Эту фазу сна называют медленноволновым сном – именно она соответствует состоянию реального физиологического отдыха. В этот момент работает минимум нервных клеток, нейроны восстанавливают запасы энергии, питательных веществ и строительных материалов.

Но оказалось, что по ходу сна медленноволновая активность периодически замещается очень странной ЭЭГ, которая выглядит так, будто человек интенсивно думает: в основном идут низкоамплитудные высокочастотные колебания. Создается полное впечатление, что в этот момент мозг обрабатывает какую-то информацию. Длится это состояние примерно 15–20 минут, а потом опять наступает медленноволновой дельта-сон. Часа через полтора картина повторяется.

Фазу быстроволнового сна назвали еще парадоксальным сном. Парадокс заключается в том, что хотя на ЭЭГ кора больших полушарий выглядит бодрствующей, человек продолжает спать. Получается, что, отгородившись от внешнего мира, мозг работает с уже