Происхождение сна и сновидений: теоретический обзор проблемы

Сон - это сложное и неоднородное состояние, в основе которого лежат меняющиеся биохимические, нейрофизиологические и психологические процессы.

Трудно ответить на вопрос "почему мы спим?", но ученые разработали ряд теорий, в совокупности объясняющих функции сна.

Так, уже древние цивилизации от Китая до Греции серьезно относились ко снам, считая посланиями от богов о будущих событиях.

Аристотель был первым, кто опроверг эти представления: по его мнению, сон - это своего рода лишение бодрствования, естественное состояние организма, характеризующееся понижением или приостановлением физиологических функций [9].

Некоторые мыслители древнего мира думали, что во сне выводятся ядовитые газы, образовавшиеся во время бодрствования или попавшие в тело с пищей. Другие предполагали, что ночью остывает, разжижается или растекается по телу перегретая, сгустившаяся или застоявшаяся кровь [6].

К середине ХХ в. было окончательно признано, что засыпание не вызывается внешними для мозга причинами, начался второй этап современной сомнологии.

Теория центра сна. Австрийский невролог Фон Экономо предположил, что в гипоталамусе имеется специальная структура, состоящая из двух частей, или центров - центра бодрствования и центра сна. О том же писал швейцарский физиолог В.Гесс: на кошках он показал, что слабое электрическое раздражение четко ограниченной области промежуточного мозга (переднего гипоталамуса) вызывает сон со всеми подготовительными фазами (потягивание, умывание, принятие характерной позы). Он предположил, что это место и есть центр сна [цит. по 1].

Теория разлитого торможения коры. Великий физиолог И. П. Павлов сомневался в существовании центров сна. Согласно И.П. Павлову [цит. по 2], сон и внутреннее торможение по своей физико-химической природе являются единым процессом. Различие между ними состоит в том, что внутреннее торможение у бодрствующего человека охватывает лишь отдельные группы клеток, в то время как при развитии сна торможение широко иррадиирует по коре больших полушарий, распространяясь на нижележащие отделы мозга. Такое разлитое торможение коры и подкорковых центров обеспечивает их восстановление для последующей деятельности.

Согласно современному представлению большинство существующих гипотез относительно функционального назначения сна и отдельных его стадий можно свести к трем основным типам: 1) энергетическим, или компенсаторно-восстановительным, 2) информационным, 3) психодинамическим [4].

Энергетическая, или компенсаторно-восстановительная теория сна утверждает, что во время сна происходит восстановление энергии, затраченной во время бодрствования. Особенная роль при этом отводится дельта-сну, увеличение продолжительности которого следует за физическим и умственным напряжением. Именно на стадии дельта-сна происходит секреция нейрогормонов, обладающих анаболическим действием.

Начальным этапом сна управляет ретикулярная формация, а гипногенная зона в передней части гипоталамуса оказывает на сон регулирующее влияние.

Согласно корково-подкорковой теории сна П.К. Анохина [цит. по 2], состояние сна связано с важнейшим механизмом — снижением восходящих активирующих влияний подкорковых образований. В результате утомления развивается торможение локальных участков коры. То есть автор исходил из того, что гипоталамические «центры сна» находятся под тоническим угнетающим влиянием со стороны коры больших полушарий.

Информационные теории утверждают, что сон это результат уменьшения сенсорного потока к ретикулярной формации. Последнее влечет за собой включение тормозных структур. Высказывалась и точка зрения, что нуждаются в отдыхе не клетки мозга, а психические функции: воспринимаемая информация может "переполнить" мозг, поэтому ему необходимо отключиться от окружающего мира.

В одном из вариантов решающее значение придается понятию синхронизации в работе мозговых структур. При утомлении синхронизация нарушается. В результате нарушения синхронности биоритмов человек чувствует себя усталым.

По мнению российского невролога А.М. Вейна [цит. по 4], информационная теория не противоречит энергетической концепции, ибо переработка информации во сне не подменяет собой переработку во время бодрствования, а дополняет ее.

Как указывают психодинамические теории сна, кора мозга оказывает тормозное влияние на самое себя и подкорковые структуры.

В гомеостатической теории сна предполагается два типа бодрствования — спокойное и напряженное.

Спокойное поддерживается деятельностью активизирующей ретикуло-таламокортикальной системы, а напряжение, кроме того, и деятельностью лимбической системы.

Напряженное бодрствование - необходимая основа для целенаправленных и координированных реакций. Если судить по активности мозговых структур, то быстрый сон — аналог не спокойного, а напряженного бодрствования. Во время быстрого сна работает одна лимбическая система: эмоции взбудоражены, а координированные реакции парализованы. Активность же мозговых структур в спокойном бодрствовании и в медленном сне различна [5].

Существует несколько гипотез о значении парадоксального (быстрого) сна.

Ряд исследователей считают, что это периоды восстановления клеток; другие полагают, что это "предохранительный клапан", для сброса избытка энергии, пока тело полностью лишено движения; по мнению третьих, быстрый сон способствует закреплению в памяти информации, полученной во время бодрствования. Некоторые исследования указывают даже на тесную связь между высоким уровнем интеллектуального развития и большой общей продолжительностью периодов парадоксального сна у многих людей [5].

Итак, за последние сто лет было три основные группы теорий сновидений. Но это не помешало ученым придумать еще несколько довольно увлекательных гипотез. Вот некоторые из них.

Активационная теория синтеза сновидений была выдвинута профессором Алланом Хобсоном из Гарвардского университета и его коллегой Робертом МакКарли [8]. Они полагают, что сны – случайный побочный эффект активации нейронных цепей в стволе мозга и стимуляции лимбической системы: согласно ЭЭГ-исследованиям, перед тем как человек погружается в быстрый сон, мощные электрические сигналы проходят через мозг подобно волне.

Кора мозга пытается разобраться в этом случайном возбуждении и результатом становятся сны. Поэтому сновидения видятся авторам эпифеноменом, лишенным внутреннего смысла.

Однако благодаря ПЭТ-сканированию мозга, показано, что кора в этот период очень избирательно активирована. Эмоциональный мозг (лимбическая система) и зрительный мозг были высокоактивны, а префронтальная кора была заторможена. В итоге А. Хобсон согласился с доказательствами того, что именно эмоциональный мозг ответственен за формирование сюжетов сны [9].

С научной точки зрения одной из первых попыток научно изучить сны был психоанализ З.Фрейда: проанализировав сны сотен пациентов, он выдвинул положение о снах как исполнении желаний . Любой сон, каким бы страшным он ни был, можно рассматривать, как способ получить то, что хочется, буквально или символически.

Фрэнсис Крик и Грейм Митчисон предположили, что функция сновидений состоит в удалении определенных нежелательных связей между нервными клетками в сетях коры головного мозга , и что это осуществляется во время быстрого сна с помощью механизма, обратного обучению. Эта идея пришла из изучения работы над компьютерными программами, моделирующими нейронный интеллект. Перегрузка входящей информации может вызвать «паразитные связи» между несвязанными битами информации, которые мешают работе с памятью, и для того, чтобы выбить их из компьютерных систем, необходимо было разработать систему разучивания.

Поэтому во время сна мозговые связи ослабляются, а сны человек видит, чтобы забывать [цит. по 3].

Данная модель основана на двух фундаментальных гипотезах. Первая состоит в том, что кора головного мозга является полностью связанной сетью нейронов. Вторая гипотеза: если «паразитические» типы нейронной активности существуют на самом деле, они должны «выявляться и подавляться особым механизмом». Этот механизм очень близок нейрофизиологической концепции сна как случайной стимуляции коры головного мозга со стороны ствола. Эта стимуляция возбуждает нежелательные типы мозговой активности, в особенности те, которые больше походят на случайные шумы, чем на высокоорганизованные сигналы. Что и вызывает «разобучение».

Проблема заключается в том, что за последнее десятилетие были значительные технические достижения в записи того, что на самом деле происходит во сне. Подавляющее большинство снов являются, по сути, обычным повседневным опытом. Лишь крошечный процент снов, которые респонденты помнят, кажется странным.

С. Ллевеллин рассматривает функцию сновидений, как одного из аспектов организации памяти: "сон способствует в первую очередь укреплению памяти, в то время как кодирование памяти и её извлечение происходит наиболее эффективно во время бодрствования" [1; 10]

Уильям Домхофф [7] пишет, что любая теория сновидения должна объяснить три наиболее достоверно установленных факта:

• 1 .Сновидение - это познавательное достижение, развивающееся в детстве.

• 2 .Существует нервная сеть конечного мозга для генерации сновидений, которая чаще всего запускается активацией ствола мозга.

• 3 . Большая часть содержания сновидений является последовательной во времени и непрерывной с прошлыми или настоящими эмоциональными проблемами.

Домхофф указывает на то, «что ни одна из гипотез пока не выдвигает теорию, которая охватывает все три из этих обоснованных выводов. Это говорит о необходимости новой нейрокогнитивной теории сновидений» [7].

Подводя итог обзору основных концепций сна и сновидений, можно сделать вывод о недостаточной исследованности как физиологических, так и психологических аспектов данного явления.