Текст книги "Когда мозг спит: Сновидения с точки зрения науки"

Глава 5
Сон – это лишь лекарство от сонливости?

Мы все – существа, подверженные привычкам, управляемые множеством непреодолимых побуждений, характерных для животных. Когда мозг считает, что нам пора спать, он дает об этом знать. В глазах как будто появляется песок, ощущается сухость и зуд, веки тяжелеют, их трудно держать открытыми. Нас одолевает желание прилечь хотя бы на секунду, внимание рассеивается. Мозг посылает недвусмысленный сигнал: пора спать.

Как известно, мы должны есть, чтобы получать необходимые для жизни вещества, и пить, чтобы предотвращать обезвоживание организма. Но причину, по которой мы нуждаемся в сне, ученые только начинают понимать. Еще в конце 1990-х гг. биологические функции сна по большей части не были известны. Одни исследователи утверждали, что сон помогает сберегать энергию, позволяя органам, тканям и клеткам восстанавливаться после дневной нагрузки. Другие заявляли, что сон просто оберегает нас от ночных опасностей. Но этим гипотезам не хватало надежных научных доказательств, ни один из доводов не казался достаточно весомым, чтобы объяснить появление и сохранение феномена сна на протяжении сотен миллионов лет эволюции.

Некоторые ученые утверждали, что сон не выполняет никаких функций, на что первопроходец в исследованиях сновидений Алан Рехтшаффен в 1979 г. язвительно заметил: «Если сон не выполняет абсолютно никакой жизненно важной функции, то это самая большая ошибка, когда-либо совершенная эволюцией». Даже 20 лет спустя, в самом конце XX в., дела обстояли ненамного лучше: Алан Хобсон из Гарвардской медицинской школы не без сарказма, но весьма метко сказал, что единственной известной функцией сна является спасение от сонливости.

И в самом деле, насколько важен для нас сон? Многим людям необходимость сна кажется скорее неудобством, они не понимают, в чем состоит его ценность. Однако давайте внесем ясность в этот вопрос. Если крысам долгое время не давать спать, все они умирают в течение месяца. У людей есть наследственное заболевание мозга, известное как фатальная семейная бессонница, и это название говорит само за себя.

Попытка продержаться некоторое время без сна или вообще не спать имеет катастрофические последствия. В Соединенных Штатах ежегодно происходит около 8000 автомобильных аварий со смертельным исходом из-за того, что водители засыпают за рулем, а если посчитать все аварии, в результате которых люди попадают в больницу, то ежегодная цифра приближается к 50 000{43}43
  B. C. Tefft, «Prevalence of Motor Vehicle Crashes Involving Drowsy Drivers, United States, 2009–2013» (Washington, DC: AAA Foundation for Traffic Safety, 2014), https://aaafoundation.org/wp-content/uploads/2017/12/PrevalenceofMVCDrowsyDriversReport.pdf.


[Закрыть]. Более того, возможно, недостаток сна у операторов (и неверные решения, которые в результате этого были приняты) привел к нескольким величайшим катастрофам ХХ в., включая аварии на Чернобыльской АЭС и на АЭС Три-Майл-Айленд, а также гибель космического корабля «Челленджер»{44}44
  M. M. Mitler, M. A. Carskadon, C. A. Czeisler, W. C. Dement, D. F. Dinges, and R. C. Graeber, «Catastrophes, Sleep, and Public Policy: Consensus Report», Sleep 11 (1988): 100–109.


[Закрыть].

Признав, что люди могут причинить вред себе и другим, намеренно лишая себя сна, составители Книги рекордов Гиннесса больше не рассматривают попытки побить рекорд Рэнди Гарднера 1964 г. по времени, проведенному без сна (11 суток 25 минут). Руководству больниц также следует принимать это во внимание. Медицинские работники сообщают о росте числа дорожно-транспортных происшествий на 130 %, когда люди возвращаются домой после рабочих смен длительностью более суток. А у медиков, график работы которых предполагает более пяти таких длительных смен в месяц, в шесть раз увеличивается число врачебных ошибок и в три раза – количество умерших пациентов{45}45
  S. W. Lockley, L. K. Barger, N. T. Ayas, J. M. Rothschild, C. A. Czeisler, and C. P. Landrigan; Health Harvard Work Hours and Safety Group, «Effects of Health Care Provider Work Hours and Sleep Deprivation on Safety and Performance», Joint Commission Journal on Quality and Patient Safety 33 (2007): 7–18.


[Закрыть].

В конце прошлого века было недостаточно достоверных данных, подтверждающих, что сон выполняет какие-либо функции помимо того, что помогает от сонливости, хотя и это уже немаловажно. Но за последние 20 лет произошел взрывной рост числа научных исследований, которые ясно показали, что сон выполняет не одну, а много важнейших функций. Хотя большинство этих функций, очевидно, не имеют прямого отношения к темам, затронутым в нашем обсуждении сновидений, представление обо всем спектре функций даст нам необходимую основу для разговора о причинах сна.

Данные последних исследований свидетельствуют о том, что некоторые животные могут длительное время обходиться минимальным количеством сна, например самки китов с новорожденными детенышами, а также птицы, мигрирующие через бескрайние просторы открытого моря (причем некоторые птицы научились спать во время полета!). Но нет ни одного известного вида животных, включая человека, которому совсем не нужен сон. И не было обнаружено ни одного человека, который бы не нуждался в сне. Даже у насекомых и круглых червей имеется собственное примитивное подобие сна: каждый день в одно и то же время они замирают и не реагируют на раздражители в течение нескольких часов, даже если их содержать в условиях постоянного освещения или в полной темноте. Когда этих животных лишают таких периодов отдыха, они при первой же возможности наверстывают упущенное.

Чтобы феномен сна продолжал сохраняться на протяжении полумиллиарда лет эволюции, сон должен выполнять функции, критически важные для выживания. И действительно, он участвует в поддержании некоторых функций организма, для которых, по-видимому, изначально необходим. Однако другие функции, скорее всего, оказались связанными со сном почти случайно. Их можно рассматривать как упорядочивающие. Они были привязаны ко сну просто потому, что их удобно выполнять в это время. Проведем аналогию с уборкой больших офисных помещений каждый вечер. Там наводят порядок вечером не потому, что это можно сделать только в такое время, а потому, что так удобнее для тех, кто работает в этих помещениях днем, и это позволяет эффективнее работать персоналу, занимающемуся уборкой, так как там больше никого нет. Но уборку, очевидно, можно проводить и днем.

Упорядочивающие функции сна

Под категорию «упорядочивающие» попадает целый ряд пунктов все растущего списка функций сна. Например, рассмотрим, как растут дети. В детстве этот процесс контролируется гормоном роста, который синтезируется клетками гипофиза, расположенного в основании мозга. Когда выделяется слишком мало гормона, рост ребенка замедляется, в результате чего возникает патология, известная как гипофизарный нанизм (карликовость). И наоборот, слишком активное выделение гормона роста приводит к гипофизарному гигантизму.

В детстве основная часть гормона роста вырабатывается ночью, во время глубокого медленного сна. В результате поступления в кровь гормона роста ребенок может за сутки вырасти на сантиметр{46}46
  M. Lampl, J. D. Veldhuis, and M. L. Johnson, «Saltation and Stasis: A Model of Human Growth», Science 258 (1992): 801–803.


[Закрыть], обычно при условии большей продолжительности сна и потребления большего количества пищи, чем обычно. И действительно, в одном из исследований было установлено, что резкий рост младенцев часто совпадал с периодами долгого сна: за каждый дополнительный час сна они вырастали на 0,3 мм.

Нет ни одной очевидной причины, по которой рост должен происходить именно в фазу медленного сна. Изменения в физиологии мозга или тела во время сна, похоже, не имеют решающего значения для скачков роста. Скорее всего, эволюция приурочила время высвобождения гормона роста и, как следствие, скачок в росте к фазе медленного сна просто потому, что в этот период у организма мало других занятий. Безусловно, для роста логичнее было выбрать именно такое время, а не то, когда ребенок бодрствует и, соответственно, бегает и играет. Ведь интуиция подсказывает, что легче расти лежа, во время сна.

То же самое можно сказать и о других подобных функциях сна, таких как регуляция выработки инсулина и антител. После прививки от гриппа за десять дней уровень антител к вирусу гриппа в крови может возрасти в 50 раз. Но чтобы получить оптимальную пользу от вакцинации, человек должен хорошо высыпаться. В одном исследовании участникам разрешалось спать всего четыре часа в сутки в течение шести ночей, начиная за четыре ночи до вакцинации. Неделю спустя уровень антител у них оказался наполовину меньше, чем у участников с нормальным режимом сна{47}47
  K. Spiegel, J. F. Sheridan, and E. Van Cauter, «Effect of Sleep Deprivation on Response to Immunization», Journal of the American Medical Association 288 (2002): 1471–72.


[Закрыть]. В другом исследовании у испытуемых, лишенных сна всего на одну ночь после вакцинации против гепатита, также образовалось в два раза меньше антител по сравнению с контрольной группой{48}48
  T. Lange, B. Perras, H. L. Fehm, and J. Born, «Sleep Enhances the Human Antibody Response to Hepatitis A Vaccination», Psychosomatic Medicine 65 (2003): 831–35.


[Закрыть]. Почему сон так важен для выработки антител? Мы не можем сказать точно, но причина, скорее всего, та же, что и в случае гормона роста. Во время сна иммунный ответ усиливается и вырабатывается максимальное количество антител.

При регуляции выработки инсулина наблюдается нечто подобное. Гормон инсулин вырабатывается в надпочечниках и выделяется, когда начинает повышаться уровень глюкозы в крови. Гормон дает команду мышцам, печени и жировым клеткам поглощать избыток глюкозы из крови и преобразовывать его в гликоген или в жир для более длительного хранения. Нарушение этой цепочки может привести к диабету. Какое отношение к этому процессу имеет сон? После того как здоровым студентам колледжа разрешали спать всего по четыре часа в течение пяти ночей, у них появились симптомы преддиабетического состояния{49}49
  K. Spiegel, R. Leproult, and E. Van Cauter, «Impact of Sleep Debt on Metabolic and Endocrine Function», Lancet 354 (1999): 1435–39.


[Закрыть]. Скорость, с которой глюкоза выводилась из крови, упала у них на 40 % по сравнению с контрольной группой, участники которой спали по восемь часов в сутки, и в результате достигла уровня, наблюдаемого у пожилых людей с пониженной переносимостью глюкозы. Кроме того, реакция организма на однократное введение инсулина упала на 30 %, как происходит при диабете, связанном со старением или с беременностью.

Ив ван Каутер из Чикагского университета предположила, что современная эпидемия ожирения (40 % американского взрослого населения в настоящее время страдают ожирением, по сравнению с 14 % всего 50 лет назад) связана не только с растущим потреблением сладостей, но и с постоянно снижающейся продолжительностью сна. И в этом случае мы также не знаем точно, почему продолжительный сон имеет решающее значение для поддержания способности инсулина эффективно регулировать уровень сахара в крови; тем не менее это очень важная проблема, ведь тенденция к уменьшению длительности сна – возможный путь к развитию диабета у 100 млн американцев.

Стоит отметить последнюю упорядочивающую функцию сна. Сон, похоже, играет важную роль в очищении мозга от нежелательных продуктов жизнедеятельности, в том числе β-амилоидов – белков, накопление которых в пространствах между нервными клетками является основным фактором развития болезни Альцгеймера. Мы не знаем, почему β-амилоиды с возрастом накапливаются в мозге, но ясно, что они удаляются из мозга в два раза быстрее во время сна, чем во время бодрствования{50}50
  L. Xie, H. Kang, Q. Xu, M. J. Chen, Y. Liao, M. Thiyagarajan, J. O'Donnell, D. J. Christensen, C. Nicholson, J. J. Iliff, T. Takano, R. Deane, and M. Nedergaard, «Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain», Science 342 (2013): 373–77.


[Закрыть]. После всего лишь одной ночи без сна уровень β-амилоидов в промежутках между нервными клетками увеличивается на 5 %.

В данном случае понятно, почему сон так важен. Удаление отходов из мозга связано с потоком спинномозговой жидкости, которая омывает клетки мозга и уносит побочные продукты жизнедеятельности. Оказывается, во время сна движение этого потока носит пульсирующий характер, причем импульсы приурочены к медленным дельта-волнам, характерным для фазы медленного сна. Именно медленные волны, похоже, управляют потоком спинномозговой жидкости и очисткой мозга от β-амилоидов{51}51
  N. E. Fultz, G. Bonmassar, K. Setsompop, R. A. Stickgold, B. R. Rosen, J. R. Polimeni, and L. D. Lewis, «Coupled Electrophysiological, Hemodynamic, and Cerebrospinal Fluid Oscillations in Human Sleep», Science 366 (2019): 628–31.


[Закрыть].

Жизненно важные функции сна

Хотя мы относим все эти функции сна к упорядочивающим, в этом списке нет незначительных функций. Процессы, происходящие во время сна, помогают нам расти, предотвращают болезни, ожирение и когнитивные нарушения. Однако эти функции сна не объясняют, почему он вообще возник в процессе эволюции. Вполне логично, что, когда появился сон, все эти упорядочивающие функции по наведению порядка в организме стали выполняться в то время, когда мы спим. Но все же должны существовать и такие жизненно важные функции сна, которые не могут выполняться во время бодрствования.

С эволюционной точки зрения лучшие свидетельства существования таких жизненно важных функций можно получить при изучении дельфинов, китов и некоторых видов птиц. У дельфинов есть серьезная проблема: если бы они погрузились в сон, то перестали бы плавать и могли бы утонуть. Поэтому они не могут позволить себе спать. Если бы сон имел только упорядочивающие функции, это не стало бы проблемой. В процессе эволюции относительно легко мог бы появиться никогда не спящий дельфин. В этом случае подобные функции просто выполнялись бы в состоянии бодрствования, для чего нужно было бы лишь ослабить ограничения на время их выполнения. Вместо этого эволюция пошла гораздо более трудным, почти невообразимым путем. Дельфины и киты развили способность спать только половиной мозга, примерно каждый час переключаясь с одного полушария на другое. Аналогичным образом, с помощью однополушарного сна, крупная морская птица большой фрегат (Fregata minor) может месяцами летать над океаном, не садясь на землю. У уток однополушарный сон используется для защиты от хищников. Когда стая уток в пруду спит, те, кто находятся по внешнему краю, поддерживают половину мозга в бодрствующем состоянии, время от времени меняясь местами с птицами из центра стаи.

Такая изобретательность эволюции свидетельствует о том, что сон абсолютно необходим всем животным для осуществления организмом каких-то важных функций, причем не тех, для которых достаточно всего лишь лежать с закрытыми глазами или расслабиться. Это можно делать и не засыпая. Нет, для выполнения этих критически важных функций необходимо, чтобы мы были отрезаны от внешнего мира, не знали о происходящем вокруг и действительно были погружены в сон. Такому описанию соответствует только обработка воспоминаний в автономном режиме. Наш мозг – это не DVD-проигрыватель, который может записывать текущую телепередачу, воспроизводя при этом на экране старые записи. Мы не можем одновременно обрабатывать новую сенсорную информацию и воспроизводить или анализировать ранее сохраненные воспоминания. Либо то, либо другое. Такое постоянно случается во время разговора: если мы думаем о чем-то другом или даже о том, что только что сказал собеседник, мы отводим глаза и возникает неловкий момент, когда приходится просить его повторить сказанное. Вот почему нам нужно спать. Днем, во время бодрствования, мы внимательно изучаем окружающую обстановку, получаем и сохраняем новую информацию, а во время сна просматриваем ее и разбираемся в том, что она означает.

На каждые два часа бодрствования, когда мы накапливаем новую информацию, мозгу требуется час сна, чтобы понять ее смысл и значение, на этот час мы отключаемся от внешнего мира и выключаем обычные механизмы, которые направляют наши мысли и действия во время бодрствования. Это и есть та важнейшая задача, которую эволюция назначила сну.

Сон и развитие воспоминаний

В начале процесса кодирования воспоминаний в мозге они еще неустойчивы, восприимчивы к помехам со стороны других, только формирующихся воспоминаний и могут быть легко забыты. Если же они не будут забыты за несколько секунд – как ваши воспоминания о начале этого предложения, – то на несколько часов сохранятся, но будут довольно уязвимыми, пока мозг не получит возможность «закрепить» информацию. Этот процесс включает синтез новых белков, укрепляющих связи внутри сети нервных клеток, которые в совокупности образуют физиологическую основу памяти.

Консолидация памяти была впервые описана в 1900 г. немецким психологом Георгом Элиасом Мюллером и его учеником Альфонсом Пильцекером. Но свидетельства того, что сон играет определенную, а иногда и решающую роль в этом процессе, появились лишь много позже, во многом благодаря работе Элизабет Хенневин из Франции и Карлайла Смита из Канады. В 1970–1980-е гг. они совместно опубликовали два десятка статей о сне и памяти. Несмотря на все эти публикации с их неизменно высокой научной значимостью, только в 2001 г., спустя сто лет после первого описания консолидации памяти Мюллером и Пильцекером, в авторитетном журнале Science была опубликована статья по результатам исследования в лаборатории Боба под названием «Сон, обучение и сновидения: автономная обработка воспоминаний», которая наконец подтолкнула научное сообщество к серьезному рассмотрению связи консолидации памяти и сна. Объявив о начале новой эры в исследовании сна и сновидений, авторы статьи смело утверждали:

Появление убедительных доказательств в сочетании с новыми методиками исследований во всех областях нейронаук позволяет изучить роль сна в автономном режиме обработки воспоминаний, а также природу и функции сна. Полученные данные подтверждают роль сна в консолидации массива задач по обучению и запоминанию. Кроме того, новые методы позволяют в рамках эксперимента влиять на содержание сновидения во время засыпания, что обеспечивает возможность объективно исследовать возникновение сна и на новой основе вести поиск возможных функций сновидений и биологических процессов, которые их поддерживают{52}52
  R. Stickgold, J. A. Hobson, R. Fosse, and M. Fosse, «Sleep, Learning, and Dreams: Off-line Memory Reprocessing», Science 294 (2001): 1052–57.


[Закрыть].

С 2001 г. появилось больше тысячи научных работ, расширяющих наши знания о том, как сон стабилизирует, укрепляет, интегрирует, анализирует и даже изменяет воспоминания, то есть о процессах, значительно улучшающих усвоение и понимание информации. Возможно, вы заметили, что эту подглавку мы назвали «Сон и развитие воспоминаний», а не «Сон и консолидация воспоминаний». Хотя сон действительно консолидирует недавно сформировавшиеся воспоминания, превращая их в более устойчивые и предотвращая забывание, он делает гораздо больше. Именно это отражает термин «развитие воспоминаний», как и то, что воспоминания изменяются тем или иным образом на протяжении всей жизни.

Игра на пианино и печать на клавиатуре

Сон может усилить многие формы памяти, например моторные (мышечные) навыки, приобретенные людьми, которые играют на музыкальных инструментах или занимаются такими видами спорта, как гимнастика, включающими освоение сложных последовательностей движений. Нередки случаи, когда студент-пианист, разучивающий, например, этюд Шопена, сообщает, что застрял на каком-то коротком отрывке, который не может освоить, и в отчаянии сдается, однако на следующее утро в совершенстве играет его с первого раза. Когда такого человека спрашивают, как он может это объяснить, он обычно говорит, что, вероятно, накануне уже освоил этюд к тому времени, как перестал упражняться, просто слишком устал, чтобы сыграть его правильно. Но это не так. Похоже, на самом деле он довел игру до совершенства во время ночного сна.

Нам не приходилось работать с пианистами, зато мы изучали обычных людей, которые учатся набирать на клавиатуре последовательность чисел 4–1–3–2–4. После пяти-шести минут выполнения этого теппинг-теста у испытуемых обычно получалось печатать примерно на 60 % быстрее, но затем достигалось плато и к концу десятиминутной тренировки скорость уже не повышалась. Потом мы отправляли испытуемых домой на 12 часов, после чего тестировали их еще раз в течение минуты. Когда мы тренируем участников утром и тестируем в тот же вечер, то обнаруживаем, что они не забыли приобретенные навыки: они печатают так же быстро, как в конце тренировки, хотя и не лучше. Но когда мы тренируем их вечером и приглашаем для тестирования на следующее утро после ночного сна, они печатают на 15–20 % быстрее и совершают меньше ошибок. Ночью спящий мозг фактически улучшает способность печатать заданную последовательность цифр. Аналогичные улучшения после сна наблюдаются и при обучении навыкам визуального и слухового распознавания. Во всех этих случаях испытуемые показывают значительные улучшения за ночь, но при этом не происходит никаких улучшений в течение таких же по продолжительности периодов бодрствования. Как подытожил Мэтт Уолкер из Беркли, «сон после тренировки приводит к идеальным результатам»{53}53
  M. P. Walker, T. Brakefield, A. Morgan, J. A. Hobson, and R. Stickgold, «Practice with Sleep Makes Perfect: Sleep-Dependent Motor Skill Learning», Neuron 35 (2002): 205–11.


[Закрыть].

Игра слов

В некоторых случаях сон ухудшает память, хотя, вероятно, делает воспоминания более полезными. В одном исследовании, в котором обнаружился этот эффект, Джессика Пейн, которая после защиты диссертации работала в лаборатории Боба, попросила испытуемых прослушать несколько списков слов и запомнить их. Например, один список включал слова «медсестра», «больной», «юрист», «лекарство», «здоровье», «больница», «стоматолог», «терапевт», «пациент», «кабинет» и «стетоскоп». Затем, либо через 20 минут, либо через 12 часов, она просила написать все слова, которые те запомнили. В других экспериментах испытуемым давали новый список слов и спрашивали, какие слова из нового списка были также и в старом.

Можете попробовать повторить этот эксперимент сами. Не глядя на список выше, постарайтесь вспомнить, какие из следующих слов были в прежнем списке: «хлопок», «лекарство», «пациент», «стол», «врач», «письмо». Если вы решили, что слово «врач» было в первом списке, то вы не одиноки, хотя и ошибаетесь. Половина участников исследования Джессики написали, что слышали слово «врач»{54}54
  J. D. Payne, D. L. Schacter, R. E. Propper, L. W. Huang, E. J. Wamsley, M. A. Tucker, M. P. Walker, and R. Stickgold, «The Role of Sleep in False Memory Formation», Neurobiology of Learning and Memory 92 (2009): 327–34.


[Закрыть], и это не так уж удивительно. Они совершили эту ошибку, потому что первоначальный список был составлен из слов, которые чаще всего приходят на ум, когда произносят слово «врач». Поскольку все слова в исходном списке тесно ассоциировались с врачами, мозг точно рассчитал, что слово «врач» отражает тему списка, а затем ошибочно пришел к выводу, что оно должно в нем присутствовать. Таким образом, слово «врач» можно считать заголовком списка. Другие списки, используемые в эксперименте, были составлены таким же образом, вокруг других ключевых слов, не включенных в сам список.

Что произошло в этом эксперименте? Независимо от того, бодрствовали испытуемые 12 часов перед тестированием или спали, они забыли 30–40 % слов, которые сначала запомнили. Начальный уровень запоминания был измерен в группах всего через 20 минут. Но испытуемые, которые все дневное время перед тестированием находились в состоянии бодрствования, забыли около 20 % слов-заголовков, которые запомнили ошибочно, в то время как те, кто ночью перед тестированием спал, утром помнили на 5–10 % больше слов-заголовков. Сон избирательно стабилизировал и, возможно, даже усилил ложные воспоминания о словах-заголовках, при этом настоящие слова в списках были забыты. Любопытно, что это явление не сильно отличается от механизма сновидений.

Сновидения не воспроизводят воспоминания в точности, а создают повествование, которое имеет ту же суть, что и некоторые недавние воспоминания, – фактически тот же заголовок. Это первый пример того, что развитие воспоминаний во время сна связано со сновидениями, мы к этому еще вернемся, когда будем говорить о функциях сновидений в главе 7. Но пока просто отметим тот факт, что содержание сновидений связано с процессом обработки воспоминаний во время сна.

Правда, в этом случае сон фактически ухудшил процесс запоминания у участников: они лучше запомнили «ключевые слова», которых на самом деле не было в списке. Однако мы считаем, что это неверный вывод. Если только вы не сдаете экзамен в школе или не даете показания в суде, идеальное запоминание редко имеет смысл, и маловероятно, что системы памяти развивались с целью «полного запоминания». На самом деле эволюция была направлена на создание системы, которая запоминает то, что может оказаться наиболее полезным в будущем. Дэн Шактер, профессор психологии Гарвардского университета, предположил, что память имеет отношение скорее к будущему, а не к прошлому{55}55
  D. L. Schacter and D. R. Addis, «Constructive Memory: The Ghosts of Past and Future», Nature 445 (2007): 27.


[Закрыть]. Память развилась у нас в процессе эволюции не для того, чтобы было о чем вспомнить в старости; она возникла потому, что те, кто не учится на прошлых ошибках, обречены бесконечно повторять их. Память появилась для того, чтобы помочь в тех случаях, когда мы сталкиваемся с ситуацией, похожей на уже пережитую.

Таким образом, когда система обработки воспоминаний имеет дело со списком связанных по смыслу слов, она предпочтет извлечь и сохранить основную тему (или суть) списка, а не фокусироваться на конкретных словах. Количество слов из списка, которое вы можете вспомнить, зависит от того, сколько вы помните ключевых слов, потому что именно они помогают запоминать списки. Похоже, изначально мозг запоминает как суть списка, так и сами слова, но есть определенный предел для эффективного хранения сотни слов в долговременной памяти. Видимо, мозгу нужно время, чтобы отвлечься от других задач – а именно поспать – и определить, что важнее.

Наши представления о самих себе

Сон также играет важную роль в формировании нашего самосознания. То, как мы воспринимаем самих себя, во многом определяется автобиографической памятью о важных событиях в нашей жизни, и сон помогает формировать эти воспоминания. Исследования, проведенные в нескольких лабораториях, показали, что сон главным образом укрепляет эмоциональную память, позволяя забыть менее интересные воспоминания. Джессика Пейн расширила эти выводы, продемонстрировав, что сон выборочно укрепляет воспоминания о тех деталях фотографии, которые несут эмоциональный смысл (например, запоминается разбитая машина, но не пальмы на заднем плане), и отбрасывает остальные{56}56
  J. D. Payne, R. Stickgold, K. Swanberg, and E. A. Kensinger, «Sleep Preferentially Enhances Memory for Emotional Components of Scenes», Psychological Science 19 (2008): 781–88.


[Закрыть].

После ночного сна вспоминались только эмоционально окрашенные объекты на фотографиях, а не нейтральный фон. Именно такие ключевые эмоциональные элементы в автобиографическом прошлом мы лучше всего помним и используем их, как осознанно, так и бессознательно, для формирования представлений о самих себе. Мы в буквальном смысле создаем себя во сне. И конечно, наши сновидения тоже в гораздо большей степени отражают эмоции, связанные с реальными событиями, чем детали этих событий. И это второй пример того, что формирование содержания сновидений связано с обработкой воспоминаний во сне.

Кроме того, сон также может смягчить эмоциональные реакции, когда мы их вспоминаем. Мэтт Уолкер, который проводил эксперимент по набору текста вместе с Бобом, для описания этого процесса придумал фразу «Спать, чтобы забыть, спать, чтобы вспомнить»{57}57
  M.P. Walker and E. van der Helm, «Overnight Therapy? The Role of Sleep in Emotional Brain Processing», Psychological Bulletin 135 (2009): 731–48.


[Закрыть]. Хотя сон избирательно сохраняет эмоционально окрашенные воспоминания, он в то же время уменьшает силу эмоциональной реакции, когда мы снова их переживаем. Такое смягчение эмоциональных реакций является важнейшим элементом восстановления после травматических событий – и снова мы можем поблагодарить за это сон.

Понимание окружающего мира

Сон также может выявлять закономерности в событиях дня, распознавая правила, по которым устроен окружающий нас мир, что недоступно для мозга в период бодрствования. Одно из исследований, продемонстрировавших эту удивительную способность сна, было проведено другой сотрудницей Боба, Иной Джонлагич, неврологом из Гарвардской медицинской школы, специализирующейся на расстройствах сна{58}58
  I. Djonlagic, A. Rosenfeld, D. Shohamy, C. Myers, M. Gluck, and R. Stickgold, «Sleep Enhances Category Learning», Learning & Memory 16 (2009): 751–55.


[Закрыть]. Ина предложила участникам эксперимента задание по «предсказанию погоды», немного похожее на игру в блек-джек, только при этом используется колода карт, содержащая лишь тузы четырех мастей (рис. 5.1). За каждый кон игры участник получает один, два или три туза, а затем должен предсказать, какая карта у раздающего – «солнце» (красная) или «дождь» (черная).

Сначала испытуемые даже не могли догадаться, что, если у них на руках, допустим, туз червей и туз треф, это указывает на то, какие карты остались на руках у раздающего. Но в каждой из 200 попыток им говорили, какие карты у раздающего, поэтому постепенно они разобрались, как по собственным картам можно предсказать значение карт раздающего («дождь» или «солнце»). Сложность состояла в том, что карты были связаны с погодой вероятностным образом: иногда они предсказывали «дождь», иногда «солнце», а каждый из четырех тузов по отдельности предсказывал дождь в диапазоне от четверти до трех четвертей случаев. Тем не менее после сотни попыток большинству участников удалось дать 70–80 % правильных ответов, определив, какую погоду, скорее всего, будут означать карты в руках раздающего. Вероятность, что такой результат получен случайно, меньше одной миллионной, то есть можно сказать, что испытуемые хорошо справились с задачей. Тем не менее идеальных результатов они никогда не достигали. Они начинали интуитивно чувствовать, как карты связаны с погодой, но на самом деле до конца не понимали правил.

Может ли сон улучшить эти показатели? Испытуемые, которых обучили, а затем протестировали сначала утром, а потом тем же вечером, хорошо помнили то, что усвоили утром, и это довольно впечатляющий результат. Однако вечерние показатели не были заметно лучше утренних. Тем не менее, когда испытуемые после вечерней тренировки проходили повторный опрос на следующее утро, они отвечали на 10–15 % лучше.

Рис. 5.1. Вероятностные значения для каждой из четырех карт в тесте по «предсказанию погоды»

По какой-то причине на следующее утро участники исследования Ины лучше понимали суть теста. И хотя сам эксперимент составлял лишь малую часть их мира, они в буквальном смысле лучше понимали, как устроен этот мир, чем когда отправлялись спать накануне вечером. Мы считаем, что на самом деле для каждого из нас понимание устройства окружающего нас мира складывается из тысяч подобных ночей. И в некоторых случаях воспоминания о сновидениях могут иметь тот же эффект. Вот вам еще один пример того, как содержание сновидений связано с обработкой воспоминаний во сне: несколько лауреатов Нобелевской премии говорили, что свои открытия, отмеченные наградой, они совершили во сне, именно во сне они поняли, как устроена какая-то часть окружающего мира.

Даже младенцы во время сна усваивают определенные закономерности окружающего мира. Ребекка Гомес из Аризонского университета в Тусоне, изучающая сон и память у маленьких детей, обнаружила, что они способны очень быстро выучить грамматику искусственного языка (набор правил, объясняющих, как конструируются придуманные слова), но для этого им нужно вздремнуть после обучения, чтобы все запомнить{59}59
  R. L. Gomez, R. R. Bootzin, and L. Nadel, «Naps Promote Abstraction in Language-Learning Infants», Psychological Science 17 (2006): 670–74.


[Закрыть].

Гомес продемонстрировала это следующим образом. Она сконструировала 48 абсурдных слов, состоящих из трех компонентов, таких как «пел-вадем-джик» и «вот-пусер-руд». Половина слов начиналась с «пел», а половина – с «вот», а грамматическое правило состояло в том, что слова, начинающиеся с «пел», всегда заканчивались на «джик», а слова, начинающиеся с «вот», всегда заканчивались на «руд». Запись слов многократно проигрывалась в течение 15 минут, в это время малыши спокойно играли.

Четыре часа спустя дети, которые дремали по меньшей мере 30 минут после того, как прослушивали запись, показывали, что усвоили грамматику. Они с удивлением реагировали всякий раз, когда слышали «неправильное» слово, не соответствующее правилам этой грамматики, например начинающееся с «пел», но заканчивающееся на «руд». Но при этом не удивлялись, когда слышали слово, отвечающее этим грамматическим закономерностям, например слово, начинающееся с «джик» и заканчивающееся на «руд», даже если никогда раньше его не слышали. На следующее утро дети, которые спали в течение первых четырех часов после прослушивания записи, все еще помнили эти «грамматические правила», а те, кто не спал, их забыли.