Тайны памяти: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Мой спаниель после удачной охоты, устав за целый день беготни по лесам и болотам, с трудом добредает до электрички и тут же засыпает как убитый, радостно повизгивая во сне. Напротив, если дичь была, но я мазал, он во сне взвизгивает с надрывом и отчаянием в голосе, повторяя те же интонации, что и два часа назад на окраине болота, когда гнался за тяжело взлетевшей кряквой, в которую я не попал. Складывается представление, что во время сна животные «переживают» события истекшего дня. К сожалению, проверить это невозможно.

Продолжительность парадоксального сна зависит от уровня развития животных. У птиц эта стадия длится всего несколько секунд. У взрослых она занимает 0,2 процента, а у птенцов — 0,6 процента общей продолжительности сна. У млекопитающих парадоксальный сон более длительный — 4–30 процентов. Морские свинки и овцы, спящие достаточно много, удовлетворяются четырьмя-пятью процентами парадоксального сна. Крот, страдающий вынужденной бессонницей, спит парадоксально четвертую часть своей ночи. Крупные хищники, которым, как правило, некого бояться, спят долго, причем четвертую часть парадоксально.

Зверьки поменьше, особенно те, кто не может надежно укрыться в глубокой норе, дупле, под камнем или на дне водоема, спят плохо. Парадоксальный сон самый глубокий. Так спать опасно, им не до снов. Павианы, ночующие на земле, избегают впадать в парадоксальный сон, а макаки, устраивающиеся на ночь высоко в кронах деревьев, с удовольствием смотрят сны, спят парадоксально в 3–4 раза дольше.

Продолжительность циклов сна связана с размером животных. Она зависит от интенсивности обмена веществ. Чем животное крупнее, тем длительнее циклы: у маленьких мышек 7–13, у кошек 20–40, обезьян 40–60, человека 80–90, у слона 120 минут.

Новорожденные детеныши, как и человеческие дети, умеют спать парадоксально. У незрелорождающихся животных, таких, как котята, сразу после рождения периоды парадоксального сна следуют один за другим, прерываясь лишь на короткое время. Должно пройти немало времени, чтобы периоды ортодоксального сна, постепенно увеличиваясь, выросли в общей сложности до 70–75 процентов. Только у зрелорождающихся животных, таких, как ягненок, они обнаруживаются уже в первые дни жизни.

Центр, управляющий парадоксальным сном, находится на границе между головным и спинным мозгом. Раздражая его во время естественного сна электрическим током через специально вживленные электроды, можно вызвать парадоксальную стадию. Наоборот, хирургическое разрушение уничтожает парадоксальный сон и приводит оперированное животное к гибели.

Наступление парадоксального сна вызывает медиатор серотанин, накапливающийся в мозгу во время обычного сна. Таким образом, серотанин — не простой медиатор, а истинный стимулятор, режиссер и постановщик сновидений. Вероятно, с его помощью можно было бы увеличить количество и продолжительность сеансов в кинематографе «Морфей».

Во время сна значительно увеличивается кровоснабжение мозга, в парадоксальной стадии на 62–173 процента. В сравнении с железами и мышцами, где кровоток возрастает в 10–16 раз, это немного, но при неудовлетворительном состоянии сосудов может быть опасным.

С парадоксальной стадией сна связывают возникновение некоторых заболеваний организма. Приступы стенокардии, гипертонические кризы, инфаркт миокарда происходят во время парадоксального сна, а приступы бронхиальной астмы — в ортодоксальной стадии. Пока неясно, стоит ли при возникновении тяжелых состояний на некоторое время подавлять ту или иную стадию сна.

Изучение стадий сна имеет большое значение для определения эффективности лекарств. Применяемые в настоящее время снотворные подавляют парадоксальный сон. Это значит, что, приняв лекарство, человек хотя и спит, но не так, как при естественном сне. Особенно сильно нарушают структуру сна барбитураты. Попринимав их несколько дней подряд, приходится затем в течение многих ночей наверстывать упущенное по парадоксальному сну. В этом еще одна из причин вредного воздействия систематического применения снотворных средств.

С бессонницей следует бороться улучшением режима дня и общим укреплением организма, может быть психотерапией, а к снотворным прибегать лишь в самых крайних случаях. Расстройство сна обычно не является самостоятельным заболеванием. Например, при недостаточности щитовидной железы человек утрачивает наиболее глубокую стадию ортодоксального сна. В этом случае снотворные только временно облегчают страдание, но не в состоянии исцелить больного. Напротив, прием гормона щитовидной железы — тиреоидина — оказывает настоящий терапевтический эффект, в том числе приводит к нормализации сна.

Нарушить сон нетрудно, например, голодом. В первые два дня голодания увеличивается стадия парадоксального сна. Затем он идет на убыль и к восьмому дню полностью исчезает. Одним-двумя днями позже исчезает медленный сон. Пока у животного сохраняется аппетит, его еще можно спасти. Сразу же после еды восстанавливается способность спать. В первые дни удлиняется парадоксальный сон в ущерб продолжительности медленного.

Парадоксальный сон интенсивно изучается во многих лабораториях мира, но по-прежнему неясно, зачем понадобился мозгу ночной кинематограф. Может быть, основная задача парадоксальной стадии — показывать нам сновидения специально для того, чтобы мы могли использовать идеи, которые, пользуясь нашей беспомощностью, протаскивает Морфей. Одно несомненно: уметь смотреть сновидения полезно. Спать парадоксально стоит!

Мне грустно потому, что весело тебе

Самые частые, самые обычные эмоции, с которыми ежедневно сталкиваются животные и человек, связаны с состоянием голода и насыщения. Они должны обеспечить ритмичность обменных процессов. Голод сигнализирует об истощении пищевых запасов еще задолго до того, как их количество снизится настолько, чтобы это смогло отразиться на снабжении отдельных тканей и клеток тела. Чувство насыщения призвано прерывать дальнейшее поглощение пищи, как только ее количество в желудке окажется достаточным для удовлетворения текущих нужд. Задача достаточно сложна. Чтобы оценка была правильной, необходимо определить калорийность и общее количество съеденной пищи.

Насыщение и голод контролируются особым отделом мозга — гипоталамусом. При разрушении боковых отделов этой области мозга животные переставали есть. Они как бы теряли чувство голода и, какую бы вкусную пищу ни предлагали, взирали на все с полнейшим равнодушием. Если их не кормить насильно, они худеют и в конце концов погибают от полного истощения.

Когда были повреждены самые боковые отделы гипоталамуса, научить животных есть не удавалось. Если разрушение производилось чуть ближе к центру, то через несколько дней искусственного кормления способность жевать и глотать пищу полностью восстанавливалась. Скоро животное само брало корм из кормушки, но делало это только в том случае, если миску с едой поставили у него перед носом. За кормушкой, чуть сдвинутой в сторону или переставленной на новое место, оперированная крыса не потянется и разыскивать ее не будет. Все двигательно-пищевые условные рефлексы, выработанные до операции, исчезнут, и восстановить их уже никогда больше не удастся.

Совсем иная картина обнаруживается при разрушении центральных отделов гипоталамуса. В этом случае нарушается чувство насыщения. Эти животные всегда выглядят голодными, могут есть в любое время дня и ночи, сжирают огромные количества пищи и, конечно, жиреют.

Противоположный эффект вызывает раздражение гипоталамуса электрическим током. Стимуляция боковых отделов способна у накормленного до отвала животного вызвать аппетит, а центральных, даже у очень голодного животного, — подавить чувство голода.

Интересно, каким образом узнает мозг об уменьшении пищевых запасов? Среди ученых издавна бытует два мнения. Одни склоняются к тому, что чувство голода появляется, когда пища, покидая желудок, переходит в двенадцатиперстную кишку. Другие считают, что обеднение крови питательными веществами — главная причина ощущения голода.

Оба предположения неверны. Перистальтические движения желудка, наступающие вскоре после того, как пища его покинет, могли бы информировать мозг. Однако у собаки после 3–4 дней полного голодания голодная перистальтика прекращается, а стремление к пище не исчезает. Не уничтожает чувства голода и отсутствие желудка. У сторонников противоположной теории тоже нет убедительных доказательств. Чувство голода не вызывается простым снижением уровня сахара в крови. Гораздо важнее разница в количестве сахара в артериальной и венозной крови.

До изобретания электронной аппаратуры при изучении чувства насыщения и голода приходилось прибегать к всевозможным ухищрениям. Желудок высших животных иннервируется блуждающими нервами. Их два, и оба они смешанные, то есть содержат двигательные волокна, по которым мозг шлет свои распоряжения, и чувствительные волокна, несущие информацию в мозг. Один из двух нервов экспериментаторы перерезали, и его центральный конец (часть нерва, которая оставалась связанной с мозгом) сшивали с периферическим (идущим на периферию) концом перерезанного нерва передней конечности или языка, в составе которого идут волокна к околоушной слюнной железе. Через некоторое время сшитые нервы срастаются. Волокна регенерирующего блуждающего нерва, прорастая по нервным влагалищам, достигают мышечных волокон или секреторных клеток слюнной железы, и собака готова для основного эксперимента.

На таком животном удобно следить за состоянием центров блуждающих нервов. Если центры заторможены, искусственно иннервированные органы остаются бездеятельными. Но как только в центрах блуждающего нерва возникнет возбуждение, немедленно начнет дергаться передняя конечность или из протока слюнной железы потечет слюна. Чем сильнее возбужден мозг, тем интенсивнее реакция на периферии.

Оказалось, что у голодных животных активность ядер блуждающих нервов значительно выше, чем у сытых, и к тому же волнообразно колеблется. Опустевший желудок непрерывно шлет в мозг сигналы. Это первое предупреждение мозгу. Если перерезать второй блуждающий нерв, мозг лишится информации о состоянии желудка. Отсутствие в нем пищи не станет больше возбуждать центры блуждающих нервов, а поэтому не будет возникать вспышек активности в органах, искусственно иннервируемых вторым блуждающим нервом.

Формирование эмоций голода изучается уже не один десяток лет. Сейчас их организация достаточно ясна. Пищевой центр, расположенный в боковых отделах гипоталамуса, возбуждается под действием «голодной крови». Отсюда возбуждение передается в вышерасположенные инстанции мозга. Чем оно сильнее, тем больше мозговых структур оказывается вовлеченными. Наконец, возбуждение добирается до передних отделов коры. И мы ощущаем чувство голода. Именно здесь, в передних отделах мозга формируется пищевое поведение высших животных.

Устранить голодное возбуждение передних отделов мозга можно, введя в кровь глюкозу и перерезав блуждающие нервы, которые несут в мозг информацию об отсутствии пищи в желудке. Поэтому чувство голода сохраняется у людей с удаленным желудком или в тех случаях, когда питательные вещества вводят непосредственно в кровь.

Пищевое возбуждение приходит в кору по мозговым системам, где в качестве медиатора используется ацетилхолин. Сигнализация о чувстве боли передается в передний мозг по другим системам с помощью адреналина. Она достигает тех же нервных клеток, которые возбуждаются при голоде, и подавляет их активность.

Как известно, насыщение происходит уже за столом задолго до поступления питательных веществ в кровь. Начинается оно с того момента, когда пища попадает нам в рот и раздражает рецепторы языка. Однако воздействия на язык хватает ненадолго. Орошение молоком ротовой полости кошки снимает пищевое возбуждение лишь на несколько минут.