Текст книги "Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях"

5. Изменение характера сна в течение жизни

Родители, ожидающие малыша, часто разговаривают с ним и поют ему песенки, а потом приходят в восторг, когда в ответ ребенок отзывается из утробы слабыми толчками. Наверное, не следует им этого говорить, но в подобные моменты малыш, скорее всего, крепко спит. До рождения ребенок проводит почти все время в состоянии, весьма напоминающем фазу быстрого сна. Таким образом, спящий плод и понятия не имеет о концертных экзерсисах своих родителей, а значит, все толчки и прочие движения малыша, которые ощущает мама, вероятнее всего, являются следствием случайных всплесков мозговой активности, характерных для фазы быстрого сна.

Взрослые не совершают – по крайней мере, не должны – сходных ночных движений, поскольку во сне действует сдерживающий механизм быстрого сна. Но в утробе недоразвившийся мозг плода еще только должен выстроить развитую у взрослых систему БДГ-сна, сдерживающую мышечную активность. Однако иные глубинные центры мозга, включая те, что генерируют сон, уже развились у плода и заняли свое место. Действительно, к концу второго триместра (примерно на 23-й неделе беременности) подавляющее большинство нейронных шкал и переключателей, необходимых для выработки медленного и быстрого сна, уже изготовлены и подключены. В результате такого несовпадения мозг плода во время быстрого сна продолжает вырабатывать двигательные команды без сдерживающего воздействия на мышцы. Без ограничения моторные команды свободно преображаются в бурные движения плода, воспринимаемые мамой как акробатические упражнения или выпады боксера в полулегкой весовой категории.

На этой стадии внутриутробного развития бóльшую часть времени плод проводит во сне. Его 24-часовой цикл – смесь приблизительно из шести часов медленного сна, такого же количества быстрого сна и двенадцати часов промежуточного состояния, о котором мы можем сказать определенно только то, что это не полноценное бодрствование. И только когда плод входит в последний триместр, у него появляются проблески настоящего бодрствования. Плод бодрствует в матке всего два-три часа ежесуточно, что гораздо меньше, чем вы, вероятно, себе представляли.

Несмотря на то что в последнем триместре общее время сна уменьшается, происходит парадоксальный стремительный рост периода быстрого сна. В последние две недели беременности плод наращивает потребление быстрого сна почти до девяти часов в сутки. В последнюю неделю перед рождением количество БДГ-сна достигает абсолютного пика – двенадцати часов из каждых двадцати четырех. Перед тем как прийти в этот мир, человеческий плод с почти ненасытным аппетитом вдвое увеличивает потребление быстрого сна. В течение всей жизни человека – до рождения, сразу после рождения, в юности, взрослом состоянии и в старости – больше не будет такого периода, когда организм столь резко увеличит потребление быстрого сна.

Неужели плод действительно видит сны во время быстрого сна? Вероятно, но не совсем такие, как наши сновидения. И все-таки мы точно знаем, что БДГ-сон играет жизненно важную роль в созревании мозга. Развитие человеческого зародыша в матке проходит по четкой, взаимозависимой схеме, немного напоминающей строительство дома. Вы не можете возвести крышу, прежде чем появятся стены, на которые она будет опираться, а стены нельзя воздвигнуть до появления фундамента. Мозг – это своего рода крыша дома, один из последних элементов, который формируется в ходе развития плода. Но и при возведении крыши есть несколько стадий строительства: вам необходимо построить ее каркас, на который потом вы сможете уложить черепицу.

Тщательное строительство мозга и его компонентов происходит особо быстрыми темпами во время второго и третьего триместров беременности; если быть точными, в том временно́м отрезке, когда количество БДГ-сна резко увеличивается. И это не совпадение. БДГ-сон действует как электрический стимулятор этой решающей фазы начала жизни. Ослепляющие всплески электрической активности БДГ-сна стимулируют бурный рост нейронных путей по всему развивающемуся мозгу, а затем отделывают каждую из этих дорожек множеством соединительных контактов, или синаптических терминалей. Подумайте о БДГ-сне как об интернет-провайдере, который монтирует в новых отделах мозга разветвленную сеть оптоволоконных проводов. Используя эти начальные всплески электричества, БДГ-сон затем активирует их высокоскоростное функционирование.

Фаза развития, которая проводит внедрение в мозг массы нейронных связей, называется синаптогенез, поскольку включает в себя создание между нейронами миллионов проводных связей, или синапсов. По тщательно разработанному плану строительства это сверхусердный первый этап установки центрального процессора мозга. В этот период возникает определенная избыточность вариантов сети, которая при рождении должна возникнуть в мозге младенца. Если продолжить сравнение с интернет-провайдером, на этом этапе жизни все дома всех участков и отделов мозга должны быть обеспечены сходной возможностью соединения и сходной степенью пропускной способности.

Быстрый сон заряжен исполинской задачей нейронного строительства. Он участвует в прокладывании нейронных магистралей и переулков, которые смогут порождать мысли, воспоминания и чувства, находить решения и побуждать к действию, поэтому, безусловно, БДГ-сон должен доминировать на всем раннем этапе развития жизни. Это правило верно в отношении всех млекопитающих[22]22
  Исключением, отмеченным в главе 4, могут быть новорожденные детеныши косаток. Они не имеют возможности спать сразу после рождения, поскольку им вместе с матерью приходится совершать длительное и опасное путешествие от места своего рождения к ареалу обитания стаи. Однако это лишь предположение. Остается вероятность, что они, как и другие млекопитающие, перед самым рождением потребляют в утробе большее количество сна, в том числе БДГ-сна. Мы просто еще этого не знаем.


[Закрыть]: время жизни, совпадающее с самым продолжительным БДГ-сном, – это период, когда в мозге идет самое активное строительство.

Если незадолго до или же сразу после рождения нарушить или сократить фазу быстрого сна у развивающегося младенца, отрицательные последствия не заставят себя ждать. В 1990-х годах исследователи начали изучать развитие новорожденных крысят. Естественный прогресс развития плода, обусловленный беременностью, ученые замедляли простой блокировкой БДГ-сна, при этом временной ход беременности не нарушался. Эти два фактора должны прогрессировать в унисон. Лишение крысят БДГ-сна остановило строительство их нейронной крыши – коры головного мозга. Без быстрого сна строительные работы на площадке мозга сокращались вплоть до полной остановки во времени из-за экспериментального барьера, который устанавливали ученые. День за днем наполовину законченный каркас крыши оставался без изменений.

Тот же самый эффект был продемонстрирован и у других видов, что позволяет предположить его характерность для всех млекопитающих. Когда крысятам наконец позволили получить некоторое количество БДГ-сна, возведение церебральной крыши продолжилось без ускорения и, соответственно, не вернулось в нужную колею. Мозг новорожденного крысенка, лишенного части быстрого сна, так и остался недоразвитым.

Кроме того, недавно была обнаружена связь между недостатком БДГ-сна и расстройствами аутистического спектра (РАС) – не путать с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), которые мы обсудим позже. Аутизм, существующий в нескольких формах, является неврологическим состоянием, которое возникает на раннем этапе развития индивида, обычно в 2–3 года. Основной симптом аутизма – отсутствие социального взаимодействия. Люди с аутизмом обычно не могут свободно общаться и полноценно контактировать с другими людьми.

Мы не совсем точно представляем себе механизм возникновения аутизма, но, скорее всего, основой этого состояния является патологический синаптогенез, или несоответствующая настройка мозга при формировании количества синапсов. Дисбаланс в синаптических связях весьма распространен у людей с аутизмом – наблюдается избыточное количество связей в одних отделах мозга и недостаток в других.

Поняв это, ученые решили выяснить, не является ли причиной тому атипичный сон людей с аутизмом. Как оказалось, является. У младенцев и маленьких детей с признаками аутизма или с уже поставленным диагнозом не наблюдается стандартного количества сна и его качества. Циркадные ритмы детей с аутизмом слабее, чем у здоровых детей, и демонстрируют более сглаженный график выработки мелатонина, в то время как у здорового ребенка отмечается мощный всплеск концентрации этого вещества ночью и резкое снижение в дневное время [8]. С биологической точки зрения для людей с аутизмом в дне и ночи меньше света и темноты. Из-за этого они получают ослабленные сигналы к активному бодрствованию и крепкому сну. Возможно, в связи с этим дети с аутистическими расстройствами генерируют меньше сна, чем дети, у которых этих расстройств нет.

Однако самое важное – это значительный недостаток быстрого сна. У детей с аутизмом наблюдается дефицит быстрого сна в объеме 30–50 %, по сравнению с детьми без аутизма [9]. Учитывая роль быстрого сна в установлении сбалансированных синаптических связей в развивающемся мозге, ученые задались вопросом: действительно ли недостаток быстрого сна сопутствует развитию аутизма?

Однако в отношении людей существующие доказательства лишь намечают такую взаимосвязь. Только то, что аутизм и аномалии БДГ-сна идут рука об руку, не означает, что одно вызывает другое. Такая ассоциативность не говорит о направлении причинной связи, даже если она существует: недостаток быстрого сна вызывает аутизм или наоборот? Тем не менее любопытно заметить, что избирательное лишение крысенка быстрого сна приводит к искажению закономерностей нейронной связи, или синаптогенеза [10]. Более того, крысы, лишенные в младенчестве БДГ-сна, в подростковом возрасте и взрослом состоянии становятся замкнутыми и социально изолированными [11]. Независимо от причинной связи отслеживание отклонений в процессе сна предоставляет нам новую надежду в ранней диагностике аутизма.

Разумеется, будущей маме не нужно беспокоиться о том, что ученые нарушат БДГ-сон ее развивающегося плода. Но вот алкоголь может вызвать похожее селективное сокращение фазы БДГ-сна. Алкоголь – один из самых мощных среди всех известных нам блокаторов быстрого сна. В следующих главах мы обсудим причину, по которой алкоголь подавляет возникновение БДГ-сна, и последствия этого нарушения для взрослых. А пока сосредоточимся на влиянии алкоголя на сон развивающегося плода и новорожденного.

Алкоголь, принимаемый беременной женщиной, без труда проникает через плацентарный барьер и быстро попадает в ее развивающийся плод. Помня об этом, ученые в первую очередь изучили крайние случаи: они исследовали матерей с алкоголизмом и тех, кто злоупотреблял спиртным во время беременности. Вскоре после рождения малышей были записаны показатели их сна. Новорожденные пьющих матерей не демонстрировали такую же электрическую активность волн БДГ-сна по сравнению с младенцами, матери которых не пили во время беременности.

Запись импульсов сна предоставила большое количество физиологических данных. Новорожденные пьющих матерей имели другое электрическое качество медленного сна. Вы, вероятно, помните из главы 3, что быстрому сну свойственны восхитительно хаотичные, асинхронные мозговые волны – это живая и здоровая форма электрической активности. Однако у детей пьющих матерей было отмечено 200 %-ное снижение электрической активности, в сравнении с детьми, рожденными женщинами, не употребляющими алкоголь. По факту младенцы матерей с алкоголизмом демонстрировали менее активные мозговые импульсы [12]. Теперь можно с уверенностью сказать, что эпидемиологические исследования установили связь между употреблением алкоголя во время беременности и ростом вероятности возникновения у детей нейропсихических заболеваний, включая аутизм [13].

К счастью, в настоящее время большинство матерей не злоупотребляют алкоголем в период беременности. Но что же можно сказать о более знакомой ситуации, когда будущая мама время от времени позволяет себе пару бокалов вина? Неинвазивно измеряя частоту сердечных сокращений, а также с помощью ультразвука отслеживая движения тела, глаз и дыхание, в настоящее время мы можем определить базовые фазы медленного и быстрого сна у плода в утробе матери. Вооруженная этими методами, группа исследователей изучала сон младенцев, которым оставалось всего лишь несколько недель до рождения. Два дня подряд медики исследовали состояние их матерей. В первый день женщины пили исключительно безалкогольные напитки. На второй день им было предложено выпить примерно два бокала вина (точное количество определялось весом рожениц). Алкоголь значительно сократил время быстрого сна у еще не родившихся младенцев в сравнении с безалкогольной диетой.

Алкоголь также снизил интенсивность быстрого сна плода, определяемую стандартным измерением числа быстрых движений глаз в цикле БДГ-сна. Более того, в фазе быстрого сна нерожденные младенцы испытывали явно выраженное затруднение дыхания. Под воздействием алкоголя частота дыхания понижалась с нормальной – 381 вдох в час – всего лишь до 4 дыхательных движений в час [14].

Воздерживаться от алкоголя нужно не только во время беременности, но и в период кормления ребенка грудью. Почти половина кормящих матерей в западных странах позволяют себе употреблять алкоголь, который легко впитывается материнским молоком. Концентрация алкоголя в грудном молоке близка к концентрации его в крови матери: если уровень алкоголя в крови матери составит 0,08 промилле, то и в грудном молоке его будет примерно столько же[23]23
  Стоит отметить, что помимо сна алкоголь также угнетает лактацию и вызывает временное уменьшение количества молока.


[Закрыть]. Недавно мы узнали, как алкоголь в грудном молоке влияет на сон младенца.

Новорожденные обычно сразу после кормления переходят в фазу быстрого сна. Многие молодые мамы это знают: как только прекращается сосание, а иногда и раньше, веки младенца закрываются и глаза под ними начинают двигаться, указывая, что ребенок погрузился в состояние быстрого сна. Некогда был распространен миф, что младенцы спят лучше, если мама перед кормлением выпьет алкогольный напиток – в этой старой сказке в качестве такого напитка предлагалось пиво. К несчастью для любителей пива, это всего лишь миф. В ходе нескольких исследований младенцев кормили грудным молоком, содержащим либо безалкогольный ароматизатор, например ваниль, либо регулируемое количество алкоголя (эквивалентное одной-двум порциям). Когда младенцы потребляли молоко с добавлением алкоголя, их сон становился более фрагментарным, они больше времени бодрствовали, а количество быстрого сна снижалось на 20–30 % [15]. Когда организм малыша избавлялся от алкоголя, ребенок пытался компенсировать утраченный сон, хотя сделать это ему было очень нелегко.

Из этих исследований становится ясно, что быстрый сон на начальном этапе человеческой жизни – явление обязательное, а не факультативное. Причем важен буквально каждый час быстрого сна, что, безусловно, доказывают безуспешные попытки плода или новорожденного возместить потерю [16]. Жаль, но пока мы до конца не понимаем, к каким последствиям могут привести нарушения сна у еще не родившихся или новорожденных детей, будь они вызваны употреблением алкоголя или другими факторами. Знаем только то, что блокировка БДГ-сна или его сокращение у новорожденных животных препятствует и вредит развитию мозга, что приводит к социальным отклонениям у взрослых особей.

Наверное, главная (и мучительная для молодых родителей) разница между сном младенца и взрослого человека – в количестве этапов сна. В отличие от монофазного сна взрослого в индустриальном обществе у младенца и маленького ребенка сон полифазный. Такой сон складывается из множества коротких фрагментов в течение дня и ночи, часто прерывающихся громким звуковым сопровождением.

Короткая книга колыбельных, написанная Эдамом Мэнзбэком, пожалуй, лучшее и к тому же с юмором написанное подтверждение этого факта. Эта книга, несомненно, для взрослых. Мэнзбэк писал ее, став новоиспеченным отцом. И как любого молодого папу, Эдама вконец измотали постоянные пробуждения ребенка – свидетельство полифазного типа младенческого сна. Необходимость снова и снова, ночь за ночью, помогать своей малютке-дочке заснуть крайне его раздражала. Дошло до того, что Мэнзбэк просто не мог не дать выхода накипевшему любвеобильному гневу. И в результате родились забавные рифмованные строки, обращенные к дочке, но близкие многим молодым родителям. Заклинаю вас послушать аудиоверсию книги в прекрасном исполнении потрясающего актера Сэмюэла Л. Джексона.

К счастью для всех молодых родителей (в том числе и для Мэнзбэка), чем старше ребенок, тем длиннее и спокойнее становятся периоды его сна[24]24
  Способность младенцев и маленьких детей самостоятельно засыпать ночью – мечта многих молодых родителей, а точнее, их навязчивое желание. Существует огромное количество книг, авторы которых советуют, как обеспечить ребенку здоровый сон. В данной работе мы не будем останавливаться на этой теме. Однако есть одна ключевая рекомендация: всегда укладывайте ребенка в постель сонным, а не уже спящим. В этом случае младенцы и малыши, вероятно, разовьют способность успокаиваться ночью без помощи родителей, и тогда они смогут засыпать сами.


[Закрыть].

Объяснение этих изменений заключается в циркадном ритме. Если участки мозга, генерирующие сон, формируются в мозге задолго до рождения, то для развития главного суточного хронометра, который контролирует циркадные ритмы, супрахиазматического ядра, требуется значительное время. И только в возрасте трех или четырех месяцев младенец начнет понемногу подчиняться дневному ритму. Супрахиазматическое ядро постепенно начинает привязываться к повторяющимся сигналам: дневному свету, колебаниям температур, времени кормления (если оно подчиняется строгому графику), тем самым устанавливая более точный суточный ритм.

Когда младенцу исполняется год, начинается новый важный этап развития: часы супрахиазматического ядра берут рулевые поводья циркадного ритма. Теперь ребенок бóльшую часть дня бодрствует, разве что пару раз вздремнет, и спит, хвала богам, бо́льшую часть ночи. В это время в основном заканчиваются беспорядочные смены сна и бодрствования, которыми раньше перемежались день и ночь. К четырем годам циркадный ритм контролирует режим сна ребенка: продолжительный ночной сон обычно дополняется короткой дневной дремой. На этом этапе малыш переходит от многофазного типа сна к двухфазному. Ребенок взрослеет, и долгожданный монофазный рисунок сна наконец становится реальным.

Но за этим последовательным становлением стабильной ритмичности скрывается суровая борьба за власть между медленным и быстрым сном. Несмотря на то что со временем общее количество сна постепенно уменьшается, а сон становится все более стабильным и крепким, соотношение медленного и быстрого сна не остается постоянным.

В течение четырнадцати часов, которые шестимесячный младенец проводит с закрытыми глазами, соотношение между медленной и быстрой фазами сна составляет 50/50. Однако у пятилетнего ребенка из общих одиннадцати часов сна это соотношение будет составлять 70/30. Другими словами, в раннем детстве доля быстрого сна уменьшается, а процент медленного сна увеличивается, несмотря на то что общее количество сна сокращается. Снижение доли быстрого сна и усиление доминирования медленного сна продолжается в течение всего раннего детства и младшего школьного возраста. В конечном счете к позднему пубертату этот баланс стабилизируется на соотношении 80/20, и таким он остается в период окончательного взросления и зрелости.

Почему в утробе матери и начале жизни мы проводим так много времени в фазе быстрого сна, а в позднем детстве и раннем подростковом возрасте приходим к доминированию глубокого медленного сна? Если мы замерим интенсивность мозговых импульсов во время глубокого сна, то увидим то же самое: сокращение фазы БДГ-сна в первый год жизни и быстрый рост глубокого медленного сна в детстве. Этот процесс достигает пика перед пубертатным периодом, а затем идет на спад. Какие же особенности можно наблюдать в фазе глубокого сна на этом переходном этапе жизни?

Перед рождением и вскоре после него одной из самых сложных задач развития станет построение и налаживание огромного количества нейронных магистралей и связей между ними, которые в конце концов становятся юным мозгом. Как мы уже говорили, в этом быстро разрастающемся процессе БДГ-сон играет важнейшую роль, помогая населить окрестности мозга нейронными связями, а затем активировать эти пути, задав им информационную пропускную способность.

Но поскольку первый этап прокладки проводов в мозге отличается чрезмерным усердием, за ним следует этап реконструкции. Он происходит в позднем детстве и подростковом возрасте. Здесь цель мозговой архитектуры – не увеличение масштаба, а оптимизация с целью достижения большей эффективности. Период наращивания мозговых связей с помощью БДГ-сна закончен. Вместо этого на повестку дня или, точнее, ночи выходит вопрос сокращения связей (синаптический прунинг). В дело вступает рука скульптора глубокого медленного сна.

И тут стоит вернуться к сравнению с интернет-провайдером. Когда в только что построенном районе дома впервые подключают к сети, то каждому предоставляется одинаковая пропускная способность и таким образом потенциал использования уравнивается. Однако в долгосрочной перспективе такое решение неэффективно, поскольку некоторые из этих домов со временем могли превратиться в активных пользователей, в то время как другие – сократить потребление или вообще отказаться от использования выделенной им линии. Чтобы точно оценить существующую потребность, провайдеру интернет-услуг нужно время, чтобы собрать пользовательскую статистику. И только после опытного периода провайдер может принять обоснованное решение о том, как усовершенствовать первоначально созданную структуру, уменьшив скорость передачи в домах с низким потреблением и увеличив в домах с высоким потреблением интернет-трафика. Это не потребует полной переделки сети, и бóльшая часть оригинальной структуры останется на месте. В конце концов, наш интернет-провайдер делал это уже много раз и у него есть вполне реалистичный вариант строительства первого прохода сети. Но для достижения максимальной эффективности сети необходимо, ориентируясь на пользователей, либо придать ей новую форму, либо уменьшить ее размер.

В отрочестве и подростковом возрасте человеческий мозг претерпевает сходную трансформацию. Бóльшая часть первоначальной структуры, заложенной в самом начале жизни, сохранится, поскольку мать-природа за много тысяч лет эволюции научилась правильно прокладывать первые проводные каналы нашего мозга. Но в то же время она вполне разумно откладывает работы над общемозговой скульптурой – поскольку это задача индивидуальной подстройки. Уникальный опыт ребенка в годы его формирования становится персональной статистикой. Этот опыт или эти данные, используя природные возможности, обеспечивают сделанный на заказ детальный проект последнего этапа оптимизации мозга[25]25
  Несмотря на то что степень связанности нейронной сети во время развития уменьшается, физические размеры клеток мозга и соответственно размеры самого мозга, как и головы, увеличиваются.


[Закрыть]. Мозг человека как биологического вида становится более индивидуализированным и основан на персонализированном использовании владельцем.

Для того чтобы усовершенствовать связи и сократить их количество, мозг использует возможности глубокого медленного сна. Среди многих функций, выполняемых глубоким сном, – их полный перечень мы обсудим в следующей главе – имеется функция синаптического упрощения, которая проявляется в подростковом возрасте. В серии интереснейших экспериментов пионер в области исследования сна Ирвин Файнберг обнаружил нечто замечательное в том, как процесс упрощения происходит в мозге подростка. Полученные им данные подтверждают мнение, которого вы, вероятно, тоже придерживаетесь: подростки обладают менее рациональной версией мозга взрослого человека. Их мозг больше склонен к риску и обладает слабыми навыками принятия решений.

Используя электроды, закрепленные на головах испытуемых со всех сторон – спереди, сзади, слева и справа, – Файнберг начал записывать сны большой группы детей в возрасте от шести до восьми лет. Каждые шесть-двенадцать месяцев он приглашал участников эксперимента в лабораторию и производил очередные замеры сна. Десять лет продолжался этот эксперимент. Файнберг сделал более 3500 ночных замеров, что составило, в это трудно поверить, 320 000 часов записей сна!

Из полученных данных Файнберг собрал серию моментальных снимков, отображающих, как интенсивность глубокого сна изменялась, пока дети совершали свой часто неудобный переход через подростковый период к зрелости, то есть на разных стадиях развития мозга. Это был неврологический эквивалент покадровой природной съемки: вы делаете фотографии одного и того же дерева, на котором весной появляются почки (младенчество), летом распускаются листья (позднее детство), осенью листья желтеют (ранний подростковый период) и, наконец, зимой дерево сбрасывает листья (поздний подростковый период и ранняя зрелость).

Наблюдая за детьми и подростками, Файнберг отметил, что по мере того как завершались последние всплески роста нейронов в мозге – аналог поздней весны и раннего лета, – интенсивность глубокого сна оставалась умеренной. Затем Файнберг отметил в своих электрических записях резкий рост интенсивности глубокого сна. Происходило это как раз в то время, когда потребности развития мозговых связей переключались с роста количества связей на их сокращение – по нашей аналогии с природой, осенью. И когда поздняя осень готова была перейти в зиму, а процесс сокращения был почти завершен, записи Файнберга показали, что интенсивность глубокого медленного сна явно снижается. На этом жизненный цикл детства заканчивался, облетали последние листья, и развитие нейронных связей подростков завершалось. Глубокий медленный сон выполнил свою миссию и способствовал их переходу в раннюю зрелость.

Файнберг предположил, что рост и снижение интенсивности глубокого сна помогали ребенку в пути через опасные высоты подросткового возраста и тем самым обеспечивали безопасное продвижение к окончательному взрослению. Недавние исследования подтвердили эту теорию. Когда в подростковом возрасте глубокий медленный сон совершает свою последнюю реконструкцию и подстройку мозга, начинают улучшаться познавательные навыки, логическое мышление и способность рассуждать критически. Взгляните пристальней на распределение по времени этих взаимоотношений, и вы увидите кое-что еще более интересное. Изменения в глубоком сне всегда на несколько недель или месяцев предшествуют когнитивным и эволюционным вехам развития мозга, наводя на мысль о векторе влияния: глубокий сон может быть движущей силой созревания мозга, а не наоборот.

Файнберг сделал и второе серьезное открытие. Когда он изучил графики изменения интенсивности глубокого сна в каждой отдельной точке через прикрепленный к ней электрод, они оказались разными. Кроме того, он выяснил, что паттерн роста и замедления созревания всегда начинался в задней части мозга, которая выполняет функции зрительного и пространственного восприятия, а затем, по мере развития подростка, продвигался вперед. И вот что наиболее удивительно: самой последней остановкой в этом путешествии к созреванию стала верхушка лобной доли, которая отвечает за рациональное мышление и критическое принятие решений. Таким образом, задняя доля мозга подростка была более «взрослой», в то время как передняя оставалась больше похожей на «детскую»[26]26
  При всех этих разговорах об удалении синапсов из мозга подростков следует заметить, что в остающихся цепочках в мозге подростка (как и взрослого) продолжается их укрепление, и это осуществляется разными мозговыми волнами сна, о чем мы поговорим в следующей главе. Достаточно сказать, что способность заучивать, сохранять и запоминать новую информацию сохраняется даже при снижении числа общих связей в период позднего развития. Тем не менее к подростковому возрасту мозг становится менее податливым, или пластичным, чем в младенчестве или раннем детстве. Примером этого может служить способность детей младшего возраста с легкостью, по сравнению с подростками, овладевать вторым языком.


[Закрыть].

Эти открытия помогли объяснить, почему подростки не отличаются здравомыслием, ведь именно отвечающий за него отдел мозга созревает последним. Разумеется, сон не единственный фактор в процессе созревания мозга, но он кажется достаточно важным, прокладывая путь к зрелому мышлению и способности рационально мыслить. Исследование Файнберга напоминает мне рекламный щит одной крупной страховой компании, надпись на котором гласила: «Почему 16-летние водят так, словно у них отсутствует часть мозга? Потому что так оно и есть». Чтобы завершить нейронное созревание, нужен глубокий сон и время на развитие, которое заделает эту мозговую прореху в лобной доле. Когда ваши дети наконец достигнут возраста двадцати с лишним лет и страховка за машину станет меньше, за эту экономию вы сможете поблагодарить сон.

Взаимосвязь между интенсивностью глубокого сна и созреванием мозга, которую описал Файнберг, наблюдается во всем мире у разных социальных групп детей и подростков. Но откуда мы знаем, что глубокий сон действительно дает нейронное упрощение, необходимое для созревания мозга? Возможно ведь, что изменения характера сна и созревание мозга происходят приблизительно в одно и то же время, но не зависят друг от друга?

Ответ нашелся при изучении поведения молодых крыс и кошек в возрасте, соответствующем подростковому у человека. Ученые лишали этих животных глубокого сна, при этом в период созревания они останавливали подстройку связей мозга, выявляя роль глубокого сна в подготовке мозга к здоровой зрелости [17]. Интересно, что введение кофеина в организм молодых крыс также нарушает глубокий медленный сон и, как следствие, замедляет многочисленные процессы созревания мозга, например развитие социальной активности, способность к грумингу[27]27
  Груминг (англ. grooming) – поведение, связанное с чисткой кожи, умыванием и купанием. Различают личный и социальный груминг (взаимное ухаживание). – Прим. ред.


[Закрыть] и самостоятельному изучению окружающей среды – критерии самомотивированной обучаемости [18].

Осознание важности глубокого сна для подросткового возраста оказалось весьма полезным для понимания правильного развития мозга и, кроме того, дало ключ к осмыслению рождения аномальных процессов в мозге подростка. Многие из психических расстройств – шизофрения, биполярное аффективное расстройство, глубокая депрессия, синдром дефицита внимания и гиперактивности – в настоящее время считаются производными такого аномального развития, поскольку они обычно возникают в детстве и подростковом возрасте.

В этой книге мы несколько раз будем возвращаться к вопросу сна и психиатрических болезней, но шизофрения заслуживает особого упоминания именно сейчас. Ряд исследований, проведенных с помощью сканирований мозга сотен подростков раз в пару месяцев, отслеживал нейронное развитие по мере взросления испытуемых. У части этих молодых людей в позднем подростковом возрасте и в начале зрелости развилась шизофрения. Те исследуемые, у которых развивалась шизофрения, имели аномальный образец созревания мозга, связанный с синаптическим прунингом в отделах лобной доли, где осуществляется контроль за рациональным и логическим мышлением, отсутствие которого является основным симптомом шизофрении. Независимые исследования также показали, что у страдающих шизофренией молодых людей, а также подростков, подверженных риску развития шизофрении, в два-три раза сокращается фаза глубокого медленного сна [19]. Более того, у пораженных болезнью людей электрические волны медленного сна аномальны по своей форме и количеству. Патология прунинга мозговых связей при шизофрении, вызванная нарушениями сна, – одна из самых активно изучаемых в настоящее время и увлекательных сфер исследования в области психических заболеваний [20].

В своем стремлении получить достаточно сна по ходу или, точнее, в процессе развития мозга подростки сталкиваются с двумя опасными вызовами. Первый – изменение в их циркадном ритме. Второй – раннее начало занятий в школе. К рассмотрению пагубных воздействий последнего я обращусь в одной из следующих глав. Но трудности раннего начала занятий неразрывно связаны с первым вопросом – сдвигом в циркадном ритме. В детстве мы зачастую мечтали лечь спать попозже, чтобы посмотреть телевизор или присоединиться к родителям, старшим братьям и сестрам в их вечерних занятиях. Но когда нам выпадала такая возможность, сон обычно одерживал верх и мы засыпали на диване, на стуле, а иной раз – прямо на полу. Потом уже нас, сонных и ничего не осознающих, переносил в постель кто-нибудь из старших братьев или родителей – тот, кто еще не спал. Причина не только в том, что детям требуется больше сна, чем старшим братьям, сестрам или родителям, но и в том, что циркадный ритм маленького ребенка действует по более раннему распорядку. Именно поэтому дети раньше начинают чувствовать сонливость и, соответственно, просыпаются раньше, чем их родители.