В бодрствующем состоянии ваш мозг весьма активен — то есть мозговые волны цикличны, поднимаются и опускаются, возможно тридцать или сорок раз в секунду, это похоже на очень быструю барабанную дробь. Для обозначения этого явления используется термин «быстрая частота» активности мозга. Более того, для этих мозговых волн нет определенного образца — то есть эта «барабанная дробь» не только быстрая, но и неупорядоченная. Если бы попросить вас предсказать следующие несколько секунд активности, ориентируясь на предыдущий ритм, вы бы не смогли этого сделать.
Мозговые волны действительно настолько асинхронны, что их «барабанная дробь» не имеет различимого ритма. Даже если бы преобразовать мозговые волны в звук (сейчас уже существуют методы «озвучивания сна» и это производит довольно жуткое впечатление), стало бы сразу понятно, что танцевать под такую музыку невозможно. Существуют электрические отличительные признаки полного бодрствования: быстрая частота и хаотическая активность мозговых волн.
Возможно, кто-то считает, что график мозговой активности человека в период бодрствования красив, гармоничен и строго синхронизирован с логическим мышлением. Но в действительности это не так: хаотичность мозговых волн объясняется тем, что разные отделы бодрствующего мозга обрабатывают разные элементы информации в разные моменты времени и разными способами. Когда они складываются, то на записи, сделанной с помощью электродов, закрепленных на голове, можно увидеть то, что кажется образцом беспорядочной активности.
В качестве аналогии можно представить большой футбольный стадион, заполненный тысячами болельщиков. Над центром стадиона свисает микрофон. Люди, сгруппированные на разных трибунах стадиона, представляют отдельные клетки мозга, расположенные в разных отделах мозга. Микрофон — электрод, закрепленный на макушке, — это записывающее устройство.
Перед началом игры болельщики говорят — кто о чем и в разное время. В своих разговорах они не синхронизированы ни по темам, ни по времени. В результате общее бормотание, которое записывает наш микрофон, представляет собой беспорядочный шум, в котором отсутствует единый четкий голос.
В настоящее время ученые и врачи всего мира всерьез занялись изучением проблем со здоровьем и психофизическим состоянием человека, связанных с нарушением сна. Существуют так называемые «лабораторий сна», в которых исследуются, с участием добровольцев, все аспекты влияния сна на существование человека, а, так же изучается сама природа сна.
При закреплении электродов на голове человека в лаборатории, измеряется суммарная активность всех нейронов мозга, обрабатывающих разные потоки информации (звуки, зрительные образы, запахи, ощущения, эмоции) в различные моменты времени и в разных отделах мозга. Обработка такого количества информации и столь различных ее типов означает, что мозговые волны работают очень быстро и хаотично.
Устроившись в постели лаборатории сна и выключив свет, испытуемый, вероятно, немного поворочавшись, успешно отплывет от берегов бодрствования в сон. Сначала он выйдет на мелководье легкого медленного сна — его 1-я и 2-я фазы. Затем он войдет в более глубокие воды медленного сна — в 3-ю и 4-ю фазы, которые объединяются одним общим термином «медленноволновой сон».
Три волнистые линии энцефалограммы на рисунке показывают различные типы электрической активности, которые можно снять с головного мозга здорового человека среднего возраста. Каждая линия представляет тридцать секунд мозговой активности во время трех разных состояний: (1) бодрствование, (2) глубокий медленный сон (ФМС – фаза медленного сна), (3) быстрый сон (БДГ – фаза быстрого движения глаз).
Сосредоточившись на средней линии на рисунке, можно понять - почему так происходит. В глубоком медленноволновом сне неровный ритм мозговой активности кардинально замедляется, выдавая, может, всего лишь от двух до четырех волн в секунду, что в десять раз медленнее скорости мозговой активности в период бодрствования.
Примечательно, что волны медленной фазы сна гораздо более синхронны и надежны, чем активные волны бодрствующего мозга. Настолько надежны, что, основываясь на предыдущих, можно было бы предсказать несколько следующих тактов электрической песни медленной фазы сна.
Если бы нужно было конвертировать глубокую ритмичную активность медленной фазы сна испытуемого в звук и проиграть ему утром (что мы и делалось для испытуемых в рамках проводимого проекта «озвучивания сна»), он бы смог найти ее ритм и двигаться в такт, плавно покачиваясь под медленную ритмичную пульсацию.
И в этот момент очевидным стало бы кое-что еще. Время от времени новый звук накладывался бы поверх медленноволнового ритма. Он был бы коротким и длился всего лишь несколько секунд, но всегда бы звучал на сильной доле такта медленноволнового цикла. Его можно было бы воспринять как быструю трель, неотличимую от раскатистого «р» в некоторых языках, например, в испанском или хинди, или как довольное мурлыканье кошки, только очень быстрое.
Слышимые звуки, — это сигма-ритм, или сонное веретено, — острая вспышка мозговой активности, которая часто отмечает конец каждой медленной волны. Сигма-ритм возникает не только при глубокой, но и во время более легких фаз медленного сна, еще до того, как мощные медленные мозговые волны глубокого сна начинают доминировать. Одна из многих функций сонных веретен — действовать как часовые, которые защищают сон, ограждая мозг от внешних шумов. Чем более сильны и часты сигма-ритмы человека, тем больше внешнего шума они заглушают. В противном случае шум разбудил бы спящего.
Вернемся к медленным волнам глубокого сна. Ученые также выяснили кое-что удивительное о месте их зарождения и о том, как они проносятся по поверхности мозга. Поместите свой палец между глаз, точно над переносицей. Теперь передвиньте его вверх на пять сантиметров. Когда вы ляжете спать, именно здесь будет генерироваться большинство мозговых волн глубокого сна: прямо посередине лобных долей головного мозга. Это эпицентр, или горячая точка, из которой приходит глубокий медленноволновой сон.
Однако волны глубокого сна не расходятся идеальными кругами. Вместо этого почти все мозговые волны глубокого сна будут идти в одном направлении: от передних долей мозга к задним. Они похожи на звуковые волны, исходящие из громкоговорителя, которые преимущественно идут в одном направлении — вперед от динамика (перед громкоговорителем они всегда громче, чем позади него). И как громкоговоритель, вещающий на обширное пространство, медленные волны, которые вы сгенерируете сегодня ночью, будут постепенно рассеиваться по мере продвижения к задней части мозга, не имея возможности обратного хода.
В 1950-х и 1960-х годах, когда ученые начали измерять эти медленные мозговые волны, было сделано понятное предположение: эти на вид неспешные, даже ленивые движения мозговых волн должны отражать деятельность мозга, который находится в бездействии или даже в спящем состоянии. Это было разумное подозрение, учитывая, что самые глубокие, самые неспешные волны медленного сна могут напоминать волны, которые можно наблюдать у пациентов под наркозом или даже в некоторых формах комы. Но это допущение оказалось в корне неверным, ничто не могло быть дальше от истины.
То, что человек на самом деле испытывает во время глубокого медленного сна, — одна из самых грандиозных среди известных нам демонстраций нейронного взаимодействия. Посредством потрясающего акта самоорганизации многие тысячи нейронов решили объединиться и синхронно «петь» или «гореть». Это поразительный акт нейронной синхронии, который внушает благоговейный трепет!
Вернемся к аналогии с микрофоном, свисающим над футбольным стадионом, и рассмотрим игру сна в действии. Толпа — тысячи отдельных мозговых клеток — перешла от болтовни друг с другом перед началом игры (бодрствование) к единому состоянию (глубокий сон). Голоса нейронов объединяются — теперь они звучат синхронно, подобно мантре — песне глубокого медленного сна. И вдруг раздается громкий вскрик, создающий высокий всплеск мозговой активности, затем голоса умолкают на несколько секунд, образуя глубокую, протяженную впадину мозговой волны.
Наш установленный на стадионе микрофон ловит четко определенный рев расположившейся внизу толпы, за которым следует долгая пауза, похожая на общий вдох. Осознавая, что ритмичная мелодия глубокого сна была на самом деле высокоактивным, тщательно скоординированным состоянием мозговой гармонии, ученые были вынуждены отказаться от поверхностных представлений о глубоком сне как о состоянии тупого оцепенения.
Понимание этой ошеломляющей электрической гармонии, которая каждую ночь сотни раз пульсирует по поверхности вашего мозга, также помогает объяснить потерю внешнего сознания. Она начинается ниже поверхности мозга, в таламусе. Как только мы засыпаем, таламус — эти сенсорные ворота, расположенные глубоко в центре мозга, — блокирует передачу воспринимаемых сигналов (звуков, зрительных образов, прикосновений и т. д.) к верхушке мозга и к его коре.
Прерывая перцепционные связи с внешним миром, мы не просто теряем чувство сознания (поэтому мы не видим сновидений в фазе медленного сна и не ведем осознанный отсчет времени), но и позволяем коре головного мозга «расслабиться», входя в режим пассивной работы. Такой режим пассивной работы и есть то, что мы называем глубоким медленноволновым сном, или состоянием неторопливой, но активной и предельно синхронизированной мозговой активности. Это пограничное состояние приближается к ночной мозговой медитации, хотя следует заметить, что оно очень отличается от работы мозга в бодрствующих медитативных состояниях.
В этом шаманском состоянии глубокого медленного сна может быть найдена настоящая сокровищница психических и физических благ для нашего мозга и тела — поистине, щедрый подарок. Еще одно из благ для мозга — сохранение воспоминаний — так же заслуживает упоминания, поскольку служит прекрасным примером того, на что способны глубокие медленные мозговые волны.
Наверняка, многим, путешествуя на машине, случалось замечать, что в какой-то момент сигнал FM-радиостанции, которую они слушали, начинает слабеть? И напротив, сигналы AM-радиостанций остаются сильными. Возможно, вы, заехав еще дальше, попытались поймать другой FM-сигнал, но потерпели неудачу. Переключившись на AM-полосу, вы обнаружили несколько все еще доступных каналов.
Объяснение кроется в самих радиоволнах, точнее в разных скоростях передачи этих волн — FM и AM. Станции FM используют короткие радиоволны, амплитуда колебаний которых намного чаще амплитуды волн АМ. Преимущество радиоволн FM заключается в том, что они могут нести более значительную информационную нагрузку и, следовательно, звучат лучше. Но есть большой недостаток: волны FM быстро исчерпывают свои возможности, как спринтер, который может бежать только на короткие дистанции, хотя и имеет весьма развитую мускулатуру.
Радиостанции, работающие в диапазоне AM, используют гораздо более медленные, точнее более длинные радиоволны, сходные с поджарым бегуном на дальние дистанции. В то время как радиоволны AM не могут соответствовать динамичному качеству радио FM, их неторопливая поступь способна покрывать большие расстояния с меньшим угасанием сигнала. Таким образом, вещание на дальние расстояния возможно лишь с помощью медленных AM-радиоволн, которые в состоянии обеспечивать стабильную связь между самыми отдаленными географическими районами.
Когда происходит переход работы мозга от быстрочастотного во время бодрствования к более сдержанному при медленной фазе глубокого сна, возникает то же самое преимущество коммуникации дальнего действия. Устойчивые, медленные, синхронные волны, которые проходят через мозг во время глубокого сна, открывают коммуникационные возможности между отдаленными долями мозга, позволяя им совместно отправлять и получать различные блоки хранимого опыта.
В этом плане можно думать о каждой отдельной волне медленного сна как о курьере, способном разносить посылки с информацией между разными мозговыми центрами. Безусловная польза от таких путешествующих в глубоком сне мозговых волн — это перенос информационных файлов. Каждую ночь мозговые волны глубокого сна и дальнего действия будут перемещать эти посылки (недавние впечатления) из хрупкого краткосрочного хранилища в более постоянное и, таким образом, более безопасное долгосрочное хранилище.
Следовательно, работа мозга в период бодрствования главным образом связана с восприятием внешнего сенсорного мира, в то время как фаза глубокого сна отражает внутреннее состояние рефлексии, которое способствует передаче информации и очищению воспоминаний.
Если во время бодрствования господствующее положение занимает прием, а во время фазы медленного сна — рефлексия, что же тогда происходит во время фазы быстрого сна — во время сновидений?
Вернемся к рисунку с импульсами энцефалограмм. Последняя линия электрической работы мозговых волн — это те импульсы, которые бы обнаружились в мозге, когда он находится в фазе быстрого сна. Несмотря на то что человек спит, сопутствующая сну деятельность мозговых волн не имеет сходства с работой мозга во время глубокого медленного сна (средняя линия на рисунке). Более того, работа мозга в фазе быстрого сна представляет собой почти точную копию работы в период активного бодрствования — на рисунке это верхняя линия.
В самом деле, недавние исследования с помощью аппаратов МРТ обнаружили, что существуют отдельные участки мозга, проявляющие большую активность во время быстрого сна, чем во время бодрствования, — разница может составлять до 30%!
По этим причинам быстрый сон также называют парадоксальным: мозг остается бодрствующим, а тело явно спит. Часто бывает невозможно отличить быстрый сон от бодрствования по одной только энцефалограмме.
В фазе быстрого сна происходит возвращение асинхронных высокочастотных мозговых волн. Многие тысячи мозговых клеток в коре головного мозга, которые ранее во время фазы медленного сна объединились в медленном и синхронном гомоне, теперь вернулись к бешеной обработке разных информационных блоков на разных скоростях, в разное время и в разных участках мозга — что типично для бодрствования. Но человек в это время не бодрствует, скорее он крепко спит. Так какая же информация подвергается обработке, раз в данный момент это уж точно не информация из внешнего мира?
Как и во время бодрствования, во время быстрого сна сенсорные ворота таламуса вновь распахиваются. Но природа этих ворот меняется. Во время БДГ- сна в кору головного мозга пропускаются не ощущения внешнего мира; это эмоциональные импульсы, мотивации и воспоминания (прошлые и нынешние) проигрываются на больших экранах наших зрительных, слуховых и кинестетических сенсорных участков коры головного мозга. Каждую ночь быстрый сон приглашает вас в театр абсурда, где разыгрывается странный, предельно ассоциативный спектакль с автобиографическим сюжетом.
Что касается обработки информации, необходимо думать о состоянии бодрствования главным образом как о принятии(человек ощущает и постоянно изучает окружающий мир), в то время как фаза медленного сна — это отражение (выборочное усиление сырых ингредиентов новых фактов и умений), а фаза быстрого сна — своего рода интеграция (объединение этих сырых ингредиентов друг с другом и со всем прошлым опытом, в ходе которого выстраивается еще более точная модель функционирующего вокруг нас мира, включая понимание его сути и способность к самостоятельному решению задач).
Поскольку электрические импульсы мозга во время быстрого сна и бодрствования так похожи, как же можно определить, в каком из этих двух состояний человек пребывает, лежа в спальне лаборатории сна рядом с контрольной комнатой? В этом случае сигнальным устройством станет его тело — а точнее, мышцы.
Прежде чем уложить испытуемого в постель в лаборатории изучения сна, необходимо закрепить электроды на его теле — в дополнение к тем, которые прикреплены к его голове. В состоянии бодрствования, даже когда человек, расслабившись, лежит в постели, в его мышцах сохраняется некоторая степень общего напряжения, или тонус. Это ровное мышечное гудение легко определяется с помощью датчиков, которые прислушиваются к его телу. Когда человек входит в фазу медленного сна, часть этого мышечного напряжения исчезает, но значительная доля остается.
Однако, когда спящий человек готовится к прыжку в быстрый сон, происходит впечатляющая перемена. Буквально за несколько секунд до начала фазы сновидений, быстрого сна, он оказываетесь полностью парализованным. В произвольных мышцах его тела нет тонуса. Ни малейшего. Если бы я в этот момент тихо вошел в комнату и попытался поднять спящего, конечно стараясь при этом не разбудить, то столкнулся бы с его совершенно обмякшим, словно тряпичная кукла, телом. Будьте уверены, что непроизвольные мышцы — те, что контролируют инстинктивные сокращения, такие как дыхание, — продолжают действовать и поддерживать жизнь во время сна. Но все остальные мышцы расслабляются.
Это свойство, обозначаемое термином «атония» (отсутствие тонуса, здесь относящееся к мышцам), вызывается мощным блокирующим сигналом, который передается из мозгового ствола по всей длине спинного мозга. Как только этот сигнал передан, постуральные мышцы тела, такие как бицепсы и четырехглавые мышцы ног, теряют все напряжение и силу. Они больше не отвечают на команды мозга.
Фактически человек стал пленником, заключенным в тюрьме быстрого сна. К счастью, отбыв срок фазы БДГ-сна, тело освобождается от физического плена. Это поразительное разделение, возникающее в фазе сновидений, когда мозг высокоактивен, а тело неподвижно, позволяет ученым легко распознавать — а значит, и разделять — мозговые волны быстрого сна и бодрствования.
Почему эволюция исключила мышечную активность во время БДГ-сна? Потому что, блокируя мышечную активность, человеческий мозг не позволяет нам разыгрывать опыт сновидений. В период быстрого сна в мозге проносится шквал моторных команд, порожденных динамичными сновидениями. В таком случае очень мудро со стороны природы сшить физиологическую смирительную рубашку, которая запрещает этим вымышленным движениям воплотиться в реальность, особенно если учесть, что человек перестает осознанно воспринимать его окружение.
Мы без труда можем представить губительные последствия участия в приснившейся драке или безудержное бегство от приближающегося во сне врага, в то время как наши глаза закрыты, а окружающий мир мы и вовсе не воспринимаем. Вряд ли нам потребовалось бы много времени, чтобы покинуть генофонд. Мозг парализует тело, чтобы разум мог безопасно видеть сны.
Откуда может быть известно, что, пока человек спит, все эти двигательные команды действительно выдаются, кроме как от проснувшегося человека, который расскажет, что ему приснился побег или драка? Печальный ответ заключается в том, что этот парализующий механизм у некоторых индивидуумов может давать сбой, особенно на поздних отрезках жизни. И как следствие, они переводят эти связанные со снами моторные импульсы в мир реальных физических действий. Последствия, к сожалению, могут быть трагическими.
И последнее, что заслуживает описания при создании картины БДГ-сна, — это сама причина его названия — соответствующие быстрые движения глаз. В фазе медленного сна глаза человека неподвижны. Однако, когда он начинает видеть сон, электроды, которые закреплены вокруг его глаз, рассказывают совсем другую историю.
Во время быстрого сна возникают моменты, когда глазные яблоки начинают безостановочно двигаться, слева направо, справа налево и так далее. Сначала ученые предположили, что эти дерганые движения глаз соответствуют отслеживанию визуального опыта в сновидении. Это неверно. Движения глаз тесно связаны с физиологическим созданием быстрого сна и отражают нечто даже более экстраординарное, чем пассивное восприятие движущихся объектов внутри пространства сна.
Об этом и не только на сайте: https://znakizodiaka.info/