С началом ХХ века о сне чаще говорят, используя понятия поведенческой психологии. Ключевое положение в новой теории сна у исследований академика Павлова. Для Павлова сон- состояние торможения, которое охватывает весь мозг целиком. Фаза торможения всегда присутствует в работе нервной системы, но под конец дня или после длительного стимулирования мозга сложными задачами наступает тотальное торможение и мозг "отключается". Звучит убедительно, но Павлов не описал физиологию процесса. Это за него сделал другой русский академик- Владимир Бехтерев. Он считал, что человек засыпает тогда, когда срабатывает рефлекторная защита мозга от отравления продуктами метаболизма , накапливающимися в течение дня.
Сосудистая, нервная, биохимическая и другие теории сна строились на понимании сна как пассивного состояния мозга. Пассивную концепцию сна укрепили наблюдения за больным летаргическим энцефалитом. Это была загадочная болезнь мозга, предположительно вирусного происхождения, которая по непонятным причинам исчезла после эпидемии 1920-х гг. Больные летаргическим энцефалитом могли спать по несколько недель подряд. После того, как у них обнаружили дефекты в областях мозга, отвечающих за логические операции, был сделан вывод: сон наступает, когда мозг отключается.
Технологии исследования сна, в первую очередь запись волновой активности мозга с помощью ЭЭГ( Электроэнцефалография- метод, который позволяет считывать электрическую активность мозга с поверхности кожи головы), опровергли пассивную теорию сна во всех её разновидностях. Оказалось, что кора мозга во время сна не "отключается", а ведёт себя весьма активно.
С этим открытием связывают начало истории современной науки о сне. В 1950-х гг. была выявлена связь между движениями глаз спящего человека и волновой активностью мозга. Фазу сна, в которой мозг проявляет специфическую активность, подобную той, которую мы наблюдаем у бодрствующего человека, назвали фазой быстрого сна, или REM-сон (REM- rapid eye movement, что значит " быстрые движения глаз" Это исследование помогло продвинуться вперёд в понимании сна как физиологического процесса.
Ещё одна не менее важная фаза сна - медленный сон, или non-REM( non-rapid eye movement, то есть фаза сна без быстрых движений глаз.) В медленной фазе головной мозг меняет рисунок своей работы: нейроны начинают работать синхронно( в бодрствовании они работают каждый в своём ритме), а активизирующие центры начинают постепенно утихать вплоть до полного молчания. Считается, что именно в этой фазе происходят важнейшие процессы восстановления мозга и его очищение от метаболитов, накопившихся в течение дня.
Медицина всегда отставала от фундаментальных исследований сна. К началу ХХ века с медицинской точки зрения были описаны только два состояния: нарколепсия - заболевание нервной системы, которое характеризуется дневными приступами непреодолимой сонливости и приступами внезапного засыпания, внезапной утратой мышечного тонуса при ясном сознании; и сонная болезнь- африканский трипаносомоз, развивающийся из-за укуса мухи цеце. Возможен летальный исход.
Описание нарколепсии в 1880 году стало первым шагом к созданию клинической дисциплины , занимающейся расстройствами сна. До этого было описано состояние, известное в наши дни как синдром обструктивного апноэ во сне( на рушение сна, для которого характерны частые остановки дыхания во время сна, сопровождаемые храпом).
Во все времена самым распространённым расстройством сна была бессонница. Удивительно, но к целенаправленному изучению бессонницы приступили позже нарколепсии и апноэ. В 19-ом веке с ней боролись с помощью лекарств, в основном использовали соединения брома, служившие универсальным успокоительным средством.
Фрейд был прав, когда говорил о важности сновидений и о том, что они дают уникальную информацию о человеческой психике, особенно об эмоциональной сфере. Проблема в том, как Фрейд предлагал работать со сновидениями. Психоаналитическая интерпретация сновидений катастрофически субъективна и ничем не подкреплена с научной точки зрения. Спору нет, сновидения способны раскрыть наши желания. Но вряд ли для анализа этих желаний всегда нужно обращаться к понятию "бессознательного". К тому же в сновидениях проявляются не только желания, но и страхи- факт, который Фрейд так и не сумел объяснить.
В 1960-е годы врачи стали внимательнее относиться к связи бессонницы с психическими расстройствами, в особенности с депрессией. Сложно игнорировать очевидный круг причин и последствий: болезненное состояние психики нарушает сон, а нарушенный сон ухудшает психическое здоровье.
Современные исследования продемонстрировали, что нарушения сна связаны с увеличением концентрации в крови маркеров воспаления ( таких как С-реактивный белок и интерлейкин-6, которые являются предикторами депрессии). Более того, значительные отклонения в
длительности сна (меньше 6 часов или больше 8 часов за ночь) приводят к повышению уровня системного воспаления.
Методы нейровизуализации помогли лучше понять фундаментальную нейробиологию сна. Упрощённая схема перехода от состояния бодрствования ко сну выглядит так: во время бодрствования моноаминовая система тормозит ГАМК-нейроны, которые становятся активными во время сна и в свою очередь подавляют моноаминовые нейроны.
Моноаминовая система активируется импульсами из нейронов гипоталамуса, синтезирующих нейропептид орексин (нарколепсия связана с патологией орексиновых нейронов, которые синтезируются сравнительно небольшой популяцией клеток латерального гипоталамуса, чьи аксоны достигают практически всех регионов мозга). Последние получают возбуждающие сигналы от нейронов лимбической системы, супрахиазмального ядра ("главные часы" головного мозга), а также гипоталамических структур, анализирующих и регулирующих энергетический баланс. Отсюда следует, что бодрствование зависит от эмоционального состояния( лимбическая система), циркадных ритмов (супрахиазмальное ядро) и энергетического уровня организма.