Сон — тайны и парадоксы - [16]

В Петербурге в Институте экспериментальной медицины Н. И. Моисеева и ее сотрудники провели серию опытов, в которых изучалась биоэлектрическая активность шестнадцати важных отделов мозга. В ходе этих опытов стало ясно, что в формировании процесса сна участвуют все или почти все глубокие структуры мозга. Но степень их участия, конечно, неодинакова. Давайте приглядимся поближе ко всем структурам, занимающимся организацией цикла бодрствование — сон.

С одной структурой мы уже знакомы. Это восходящая активирующая система, расположенная в верхних отделах ствола и задних отделах гипоталамуса. Когда ее раздражают электрическим током, на энцефалограмме появляется картина десинхронизации ритмов, спящее животное пробуждается, а бодрствующее настораживается. Если же верхние отделы ствола повреждены, животное погружается в сон. Сообщалось, правда, что у кошек, которым повреждения наносили с особой тщательностью, через несколько недель после операции появлялись признаки бодрствования. Означало ли это, что им разрушали не всю восходящую систему или что восходящая система включает в себя не только верхушку ретикулярной формации и заднюю часть гипоталамуса? Скорее всего, второе. В связанной с этими структурами лимбической системе вполне могут найтись аппараты, которые в обычных условиях заняты своими делами, а в критических способны взять на себя роль активирующей системы.

Сложнее построена синхронизирующая, гипногенная система. Та же перерезка ствола мозга, только в другом месте, заставляет кошку бодрствовать по 18 часов в сутки — столько, сколько она до этого спала.

Введение наркотика в сосуд, снабжающий нижнюю часть мозгового ствола кровью, приводит к тем же результатам, что и перерезка: время бодрствования увеличивается втрое. Находящаяся там гипногенная система, названная, как уже говорилось, аппаратом Моруцци, тесно связана с каротидным синусом, расположенным в развилке наружной и внутренней сонных артерий и сигнализирующим в мозг об уровне артериального давления и о некоторых химических показателях. Сонные артерии недаром были названы сонными: индонезийские знахари и по сей день умеют усыплять людей, массируя им каротидный синус.

В 1965 году неподалеку от аппарата Моруцци, тоже в нижней части ствола, была обнаружена еще одна синхронизирующая система. Гипногенную зону в области переднего гипоталамуса и перегородки нашел когда-то Гесс. Потом такая же зона обнаружилась в медиальных ядрах таламуса. Многие считают эту зону ведущей гипногенной структурой, так как сон, наступающий при ее раздражении, долог и глубок и вызвать его легче, чем при раздражении других структур. Затем выяснилось, что и определенный участок медиобазальной коры отвечает за сон и что сон, наконец, можно вызвать, воздействуя током низкой частоты даже на периферические нервы.

«Центров» сна что-то многовато. Неужели у всех у них равные права? Нет. Главную ответственность за возникновение сна несет таламо-кортикальная система. Она все-таки ведущая. Другие зоны оказывают на нее регулирующее влияние, зависящее от состояния гуморальных и физиологических систем, а также от внешних обстоятельств. Кстати, все эти зоны имеют отношение к медленному сну. У быстрого сна свое представительство в мозге — структуры средних отделов ствола(ретикулярные ядра варолиева моста). Если их разрушить, быстрый сон исчезнет, а медленный останется.

Химия сна

Активность структур, организующих наш сон и бодрствование, складывается из активности отдельных нейронов. Их деятельность — предмет пристального внимания нейрофизиологов. В мозг подопытного животного вводят микроэлектроды и передвигают их там с помощью микроманипулятора с дистанционным управлением. Когда тончайший кончик электрода подойдет к нейрону, экспериментатор сможет зарегистрировать его импульсный разряд.

Когда наступает медленный сон, частота импульсных разрядов в большинстве структур уменьшается, а когда медленный сон уступает место быстрому, увеличивается вновь. Перемены в нейронной активности отражаются не только на частоте, но и на рисунке, то есть на последовательности импульсов.

Нейрофизиологи выделили несколько типов изменения нейронной активности в цикле бодрствование-сон. Каждый тип соответствует анатомическим объединениям мозговых структур: у нижних этажей сенсорных систем, вроде сетчатки или обонятельной луковицы, один характер изменения нейронной активности, у стволовых образований — другой, у гиппокампа и перегородки — третий, у коры и таламуса — четвертый. Особенно интересен последний, четвертый тип.

Во время быстрого сна и во время бодрствования нейроны коры и таламуса ведут себя совершенно одинаково— разряжаются в основном одиночными импульсами, выдерживая между разрядами нерегулярные интервалы. Как только начинаются быстрые движения глаз, частота импульсов усиливается — точь-в-точь как в состоянии бодрствования, когда мы начинаем всматриваться во что-нибудь. То ли кора и таламус во время быстрого сна и бодрствования работают одинаково, а психологические различия между этими фазами определяются другими структурами, то ли работают они неодинаково, но разница в их работе еще не открыта. Будущее покажет, какая из этих точек зрения верна, а может быть, на дело придется посмотреть как-нибудь совсем по-другому.