Научные исследования сна и сновидений

Вопреки извечному людской очарованию снами, они не рассматривались в качестве предмета широких научных изучений впредь до второй половины XX века. Одной из обстоятельств этого было то, что научному интересу к процессам сна было нужно ожидать происхождения экспериментальной психологии в девятнадцатом веке и развития ее в двадцатом. Второй обстоятельством был технический фактор: впредь до недавнего времени инструментарий для изучения снов просто не был создан. Сложные и чувствительные электронные устройства, применяемые в современных изучениях снов и сна, занимаются измерением, записью и проверкой узких нюансов электропотенциала и всех видов биологической активности. До их изобретения у ученых не было возможности отслеживать трансформации биоэлектрического потенциала, происходящие в мозгу дремлющего, сопровождающие (и, возможно, порождающие) события, переживаемые человеком во сне. Некая историческая информация может оказать помощь читателю в понимании того, каким же образом произошла эта техническая революция.

Начало эры электричества восходит к одному из самых известных за всю историю науки опытов, совершённому в восемнадцатом веке итальянским физиологом Луиджи Гальвани, — опыту, на протяжении которого было открыто «животное электричество». Гальвани был очень удивлен, что в то время, когда он прикасался к отсеченной лягушечьей лапке двумя кусочками разных металлов, то та начинала дергаться, как живая. Помимо этого, в то время, когда Гальвани, подсоединив к ней провода, сделал примитивное устройство для определение электропотенциала, он понял, что и в действительности вырабатывается электричество. На этом Гальвани и выстроил собственную теорию о том, что нервы ноги являются источником электричества, а после этого обобщил предположение, заключив, что все ткани организма продуцируют «животное электричество» как следствие процессов жизнедеятельности живых существ.

Через некое время затем открытия второй итальянец, физик Алессандро Вольта, доказал ошибочность теории Гальвани в отношении источника электричества, приводившего в перемещение лапку лягушки. Вольта продемонстрировал, что электрический потенциал (названный в честь ученого «voltage») происходил из сочетания бронзовой и металлической проволоки, контактировавшей с мокрой тканью, — иначе говоря из примитивной батареи, достаточно замечательной чтобы стимулировать рефлекторную мышечную активность. Позднее Гальвани все же доказал, что, как и было открыто, активность мышечных и нервных клеток ведет к микроскопическим трансформациям заряда — к «животному электричеству»!

К середине XIX века научное познание электричества достигло уже достаточного уровня, дабы произошло качественное измерение электрической активности нейронов на любом участке нервной совокупности. В то время, когда одно окончание периферическою нерва подвергалось активной стимуляции, на второе его окончание всегда передавался электрический импульс. Ричард Кейтон из Ливерпульского университета заключил, что это и имеется метод передачи импульсов по периферической нервной совокупности (к которой принадлежат двигательные нервы и органы чувств, расположенные вне центральной нервной совокупности), и, быть может, и в центральной нервной совокупности (головном и спинном мозге). Так, в случае если в следствии измерения электропотенциала мозга отмечаются какие-либо трансформации, то они должны быть следствием сенсорной стимуляции мозга.

Одновременно с этим мозг рассматривался всего лишь как нейронная сеть — орган, целиком и полностью зависящий от внешних стимулов и сам по себе ничего не делающий; в противном случае говоря, не талантливый давать что-либо, не считая ответов на заданные вопросы. И в случае если таковой мозг не был tabularasa, то только вследствие того что в нем оставляли след импульсы, поступавшие из органов эмоций. В 1875 году на данный момент постарался измерить предполагаемую реакцию мозга на сенсорную стимуляцию. Подвергнув собаку анестезии, он вскрыл ей черепную коробку и нашёл поверхность полушарии ее мозга. В то время, когда Кейтон подсоединил электроды к коре головною мозга собаки, у нее произошёл шок, и это не был электрошок. Собака была под анестезией, следовательно, возможности приобретать какую-либо сенсорную данные у нее не было, и Кейтон не ожидал никаких физиологических трансформаций в ее мозговой активности. По, вопреки ожидаемой стабильности потенциала, в мозгу собаки происходили постоянные трансформации, стремительные колебания напряжения. Случившееся послужило явным доказательством того, что мозг не есть лишь только аппаратом реакций на стимулы: нейтральным его состоянием был не полный покой, а активность. По крайней мере, это возможно было утверждать о мозге «приятеля человека».

Дабы сделать записи мозговой активности добровольцев из людской племени, было нужно ожидать изобретения другой экспериментальной техники, потому, что в противном случае потребовалось бы вскрывать через чур много черепных коробок. Дело в том, что биоэлектрический потенциал мозга весьма не сильный — порядка милливольта и меньше (милливольт — одна тысячная вольта; для сравнения: напряжение в простой пальчиковой батарейке равняется полутора тысячам милливольт). Разумеется, электропотенциал мозга достаточно не сильный кроме того при измерении его конкретно на поверхности мозга, и многократно не сильный, в случае если ему приходится преодолевать сопротивление оболочек, в особенности костной. Кроме того самые чувствительные устройства, использовавшиеся в десятнадцатом веке, не были достаточно чувствительны, дабы принимать и записывать сигналы, амплитуда которых не превышала нескольких микровольт (миллионные доли вольта). Изобретение электронной лампы-усилителя в начале XX века обеспечило возможность ведения измерений с нужной точностью, и обусловило появление отличной звукозаписи, радио и телевидения.

Этим не преминул воспользоваться Ханс Бергер, германский нейропсихиатр, взявший возможность при помощи новых устройств записывать электрическую активность людской мозга, не нарушая целостности черепов добровольцев. Каково же было его удивление, в то время, когда результаты были не меньше сенсационными, чем открытие, сделанное Кейтоном за 50-летний период до него. В опытах с человеком Бергер ожидал взять такие же хаотичные колебания напряжения, как и при проведении опытов с животными: зайцами, кошками, псами, мартышками. Но колебания напряжения у представителей людской расы были нежданно ритмичными. Бергер назвал записи мозговых волн электроэнцефалограммой (ЭЭГ) и подчернул, что, когда субъект был в состоянии лечь, не обращать внимания и расслабиться, колебания его мозговых волн становились регулярными, с периодичностью повторения приблизительно 10 раз в секунду. Это и был известный «альфа-ритм» (названный так его первооткрывателем), свидетельствующий о состоянии расслабления (равно как и о погружении в медитацию). Бергер понял, что частота (количество пиков в секунду) колеблется между 8-ю и 12-ю, и альфа-ритм исчезает, когда из внешнего мира поступает неожиданный стимул (к примеру, звук щелчка пальцами). Наконец-то у науки показалось окно, открытие которого давало слово пролить свет на природу сознания.

Занятно, что наблюдения, сделанные Бергером, сначала были восприняты в научных кругах с изрядной долей скепсиса. Большая часть электрофизиологов сочли найденный Бергером альфа-ритм результатом определенного рода неточности в измерениях, а не следствием естественной активности мозга. Специалисты двояко обосновывали собственные сомнения: во-первых, они были уверены, что единственный тип электрической активности мозга — это «пиковые [spike] всплески потенциала», связанные с работой мозговых клеток; во-вторых, в альфа-ритме, о существовании которого заявил Бергер, наблюдалась регулярность таковой степени, которую в живой природе встретить никто не ожидал; так что полученный итог несложнее было приписать сбоям в работе аппаратуры. Только по окончании повторения этого опыта исследователями из Кембриджского университета, основополагающее открытие Бергера было наконец принято, и тем самым положено начало энцефалографии как науки. Среди изучений связи между состоянием мозга и состоянием сознания (в которых Бергер кроме этого был пионером) была и первая электроэнцефалограмма дремлющего человека.

Изучения трансформаций ЭЭГ в ходе сна, в первый раз распознанных Бергером, были продолжены в 30-е годы в Гарвардском университете.1 На базе записей ЭЭГ сна и бодрствования пяти уровней в том месте заключили, что сны имеют место на протяжении более поверхностного сна. В аналогичной же серии изучении в Чикагском университете изучалась отличие между трансформациями умственной активности у бодрствующего и у дремлющего субъекта. Был сделан вывод, что в фазе глубокого сна сны снятся весьма редко.2 Эти изучения разрешили высказать предположение, что изучение сновидения имело возможность бы стать более объективным и научным, если бы существовали какие-то методы удостовериться, видит этот человек сны, либо нет — и в случае если видит, то в то время, когда. Но перед тем как ученые реализовали эту возможность, прошло пара десятилетий.

В конце 40-х было найдено, что стимуляция нервной структуры ствола мозга (основания мозга), именуемой ретикулярной формацией, ведет к активизации коры громадных полушарий. Стимуляция ретикулярной формации у дремлющей кошки, например, приводила к пробуждению, а разрушение приводило, напротив, к состоянию перманентной комы. А коль не так долго осталось ждать основным источником активизации ретикулярной формации являются сенсорные сигналы, была предложена теория, в соответствии с которой сон может порождать процессы торможения в ретикулярной совокупности. Так что погружение в сон может зависеть от понижения ретикулярной активности благодаря уменьшения количества поступающих сенсорных сигналов.

Отношение к засыпанию как к пассивному процессу, по всей видимости, заслуживало внимания. И в действительности: разве в чёрной, негромкой комнате заснуть не несложнее, чем в шумной и ярко освещенной?! Но теория засыпания как всего лишь пассивного следствия понижения количества информации, принимаемой органами эмоций, имела явные недочёты. В итоге, как бы негромка и черна ни была помещение, если вы не желаете дремать, вы не уснете. Иначе, если вы не выспались и весьма устали, вы станете в состоянии уснуть где угодно, кроме того стоя на рок-концерте! Так, очевидно, что засыпание не могло быть растолковано лишь данной теорией. Исходя из этого обнаружение через некое время в основании мозга, лобных долях и других его частях активных гипногенных центров, электро— либо нейрохимическая стимуляция которых вела к засыпанию, не было неожиданностью.

К концу 40-х годов это было значительным достижением в научном изучении биологии сна. Сон рассматривался как финиш континуума бодрствования. В другом финише этого континуума было состояние полного бодрствования, поделенное на промежуточные стадии: от расслабления, через состояние внимания и до состояния полной умственной подвижности, достигающей крайней степени в маниях либо в панике. В каком месте данной шкалы вы находитесь, зависит от состояния вашей ретикулярной формации. При таком подходе сон делается банальностью, и степень погружения в него определялась по шкале бодрствования. Сновидения, отмечавшиеся значительно чаще на протяжении поверхностного сна, смотрелись как занятные отклонения в сторону состояния частичного бодрствования при частичном функционировании аппарата мышления.

С течением времени эти взоры были вытеснены новыми, появившимися в следствии серьёзных событий 50-х годов.