Сон оказался еще более сакраментальным и неуловимым объектом исследований, чем психики. Философы ничего не могли с этим поделать. Сон воспринимался как «маленькая смерть» (Танатос и Гипнос в греческой мифологии). Философам трудно исследовать состояние, где временно стирается человеческое «Я».
Рене Декарт задал знаменитый вопрос: «Как я могу быть уверен, что прямо сейчас я не сплю?». Этот радикальный скептицизм показал, что разум внутри сна не способен отличить иллюзию от реальности.
Рационалисты искали истину в чистом сознании (cogito). Сон же казался им досадной биологической слабостью, «выключением» разума, не заслуживающим глубокого анализа.
Психолог З.Фрейд пытался свалить на сон негативные проблемы психики. Но это никак не объясняло, почему умирают при депривации сна.
Сегодня по-прежнему нет единой теории сна и сновидений, показывающих истинное назначение этого обязательно этапа в жизни животных, обладающих психикой.
Главной проблемой, которой не может разрешить ни одна современная концепция, стало то, что сон обслуживает двух абсолютно разных хозяев: грубое биологическое тело и тонкую ментальную психику. Кто заказывает сон? Умершие без сна имеют неповрежденное тело.
Начали вырисовываться догадки: cон «заказывает» не психика и не конкретный внутренний орган. Его заказывает информационная сложность системы. Но что это такое понять ученым, которые исповедуют свои академические школы, не удается. Физиологи ищут причину сна в молекулах и тканях, а психологи — в мыслях и образах. Требуется новый подход.
Мейнстримные теории сна
Глимфатическая теория базируется на концепции промывки. Во время сна клетки мозга «сжимаются», позволяя спинномозговой жидкости вымывать токсины и бета-амилоиды, предотвращая развитие Альцгеймера.
Синаптическая теория гомеостаза утверждает, что за день мозг перегружается ненужными связями (синапсами). Сон — это время сжатия и оптимизации этих связей, чтобы освободить место для новой информации на следующий день.
Теория восстановления - базовая гипотеза, согласно которой сон используется для синтеза белков, восстановления мышц, секреции гормонов (включая мелатонин) и восполнения энергетических запасов.
Теория коркового торможения (И. П. Павлов). Классическая концепция, определяющая сон как процесс внутреннего охранительного торможения. По Павлову, тормозные процессы распространяются по коре головного мозга, защищая нервные клетки от истощения и перегрузок.
Висцеральная теория (И. Н. Пигарёв). Смелая до наглости гипотеза отечественного нейрофизиолога. Опираясь на эксперименты, он “доказал”, что во время сна мозг отключается от внешних органов чувств (глаз, ушей) и переключается на сканирование внутренних органов (кишечника, сердца, печени), занимаясь их системным ремонтом и диагностикой.
Почему теория Пигарева нагла? Потому что он постулировал: одна и та же структура мозга оказывается специализируется в двух абсолютно разных направлениях: чинить желудок и другие внутренние органы и заниматься своей штатной функцией адаптивных механизмов восприятия. Как могут одни и те же нейроны иметь по-разному специализированные синапсы и разные назначения аксонов – не вписывается ни в какие известные схемы. Зачем нужна такая переключательная специализация если проще для каждой функции использовать свои оптимизированные механизмы? Ну и, опять же, если бы сон чинил органы, то почему у умерших без сна они полностью здоровые? Как Пигарев смог протащить в “науку” столь одиозные до идиотизма идеи остается загадкой Полишинеля и во многом оказались причиной узкоспециализированности физиологов, для которых опыты с током и приборами оказывали завораживающе убедительное воздействие.
Помимо этого, значительный вклад в развитие нейробиологии сна в России вносят исследователи из Центра медицины сна МГУ (А. Калинкин) и лаборатории нейробиологии сна Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова (В.М. Ковальзон).
Суть концепции Ковальзона заключается в том, что сон — это не единый процесс, а циклическое чередование двух совершенно разных, генетически запрограммированных состояний, которые преследуют принципиально разные эволюционные и биохимические цели. Сон по Ковальзону нужен для очистки ионных каналов от метаблического мусора, забивающего каналы к концу дня. В медленном сне мозг генерирует мощные, синхронные медленные волны (дельта-ритм и эта резкая, циклическая смена электрических потенциалов работает как гидравлический насос или «вантуз». Но без сна умирают же полностью здоровенькими, а не от забившихся каналов. Ковальзон критиковал наглые теории, но не вышел из простого парадокса: умирают здоровые.
Гиппокампальная переактивация
Существуют две главные мировые концепции, которые строятся именно на механизме принудительного гашения этой гиппокампальной переактивации. Суть в том, что с момента просыпания все актуальные стимулы, которые удерживаются гиппокампом для их осмысления, накапливаются все в большей мере. Мы думаем об одном, переключаемся на более важное другое, а старая мысль остается в фоне, способная в нужный момент снова выйти в осознание. К концу дня накапливается огромное количество таких удерживаемых активностей, они отвлекают процессы на себя, начинают мешать своим существованием, мысли путаются, перескакивая на старое, провоцируя бердовые отвлечения.
Накопившаяся активность становится опасной эпилептическими всплесками неуправляемой активности и нарушаются элементы мозговой регуляции. При долгом лишении сна с некоторого момента перестают управляться важнейшие функции гомеостаза и организм погибает при полной работоспособности всех систем кроме перегруженного мозга.
1. Синаптическая теория гомеостаза (SHY) Джулио Тонони и Кьяры Чирелли
Эта теория рассматривает сон как систему защиты от нейронного хаоса и перевозбуждения.
- Суть механизма: в течение дня любое обучение и восприятие происходит за счет синаптической потенциации — связи между нейронами в гиппокампе и коре становятся все сильнее и «толще». К вечеру сеть перегружена. Если оставить синапсы на этом уровне, возникнет эффект насыщения (сатурации): нейроны начнут палить без разбору, вызывая хаос импульсации.
- Как спасает сон: В фазе медленного сна (NREM) мозг включает механизм «умного даунскейлинга» (synaptic downscaling). Генерируемые медленные дельта-волны принудительно, пропорционально и системно ослабляют силу ВСЕХ синапсов в мозге, возвращая их к базовому энергетическому уровню.
- Защита от эпилепсии: сон буквально «сливает» лишнее электрическое напряжение. Он стирает слабый информационный шум, оставляя только самые важные связи. Без этого ночного депрессирования (гашения) гиппокампальные цепи из-за избыточного пластического веса мгновенно свалились бы в эпилептогенез при первой же дневной перегрузке.
Нейробиолог Дьёрдь Бужаки создал теорию, которая описывает физиологию «сброса» дневной активности.
- Суть механизма: Бужаки доказал, что гиппокамп — это временный буфер. Он не может долго удерживать реверберирующие треки памяти. Во время бодрствования в нем накапливается напряжение.
- Как только животное засыпает (в глубокий NREM-сон), шлюзы между гиппокампом и корой меняют направление. В гиппокампе взрываются высокочастотные колебания — те самые sharp-wave ripples (острые волны). На огромной скорости гиппокамп «выстреливает» накопленные за день реверберации наружу, передавая их в неокортекс (большую кору) для постоянного хранения.
- Сами по себе эти «острые волны» в гиппокампе по своей электрофизиологической структуре неотличимы от интериктальных (предсудорожных) спайков при эпилепсии.
Теория МВАП (модель волевой адаптивности психики) собирает в общий пазл множество данных исследований в общую непротиворечивую модель. Это не просто изолированная от остального теория сна, она показывает, что при эволюционном развитии адаптивных механизмов возникает естественная дополнительная система для полноценной информационной обработки.
Чаще всего нам некогда глубоко задумываться над каждой ситуацией, жизнь требует следовать следующим событиям и на осмысление предыдущего нет времени. Опоздал – проиграл. Но и без осмысления нельзя – это все равно, что потерять бесполезно прожитое. Всякий раз, когда плотность событий ослабевает, становится возможным подумать о произошедшем, но что бы мотивировало на это? Мало кто начинает скрупулезно перебирать случившееся, задумываюсь над каждым эпизодом. Люди просто сидят и “расслабляются”, отдыхают. А те, что развил мечтательность – начинают привычно фантазировать, какими бы они были крутыми и как верно бы ответили задирам или просто живописуют сцены приятных встреч.
Нет какой-то определенной мотивации для того, чтобы начать систематически перебирать все эпизоды и достаточно полноценно осмысливать их. Зато есть особый режим мышления, когда нет актуальной цели, требующей достижения, возникает пассивный режим работы мозга (fornit.ru/68279). Совершенно свободно находится самый значащий момент из того, что происходило и начинается формирование сюжета возможного продолжения. Не какое попало продолжение, а тоже значимого. Из исторической памяти эпизодов прошлого (fornit.ru/67560) выбираются фрагменты с похожими условиями и находится значимый кадр. Он и становится поле продолжением нового сюжета. Такой комбинации еще не было, чтобы после данного эпизода следовать выбранный. Это – реально что-то новое и, главное, что-то очень интересное, потому что эпизод-то значимый, а его сочетание с предыдущим дает высокую значимую новизну, что привлекает внимание.
Получается такой алгоритм:
[ul]
