Взгляд в прошлое

Тайна сна

Если изучение биологических процессов в высокоразвитых формах жизни заходит в тупик, то часто бывает полезным вспомнить об эволюционной истории. Насколько полезным может оказаться такой подход для понимания регуляции сна?

В соответствии с вышеописанной моделью мы допустили существование двух независимых процессов. Процесс С, который определяет циркадную динамику потребности в сне, можно проследить даже у простейших форм жизни. Мы уже видели, что циркадные ритмы можно обнаружить повсеместно в растительном и животном царстве и даже у одноклеточных организмов. Циркадные ритмы "покоя-активности", которые поддерживаются в организме независимо от цайтгеберов окружающей среды, описаны у насекомых и моллюсков. Разумеется, у таких существ нервная система организована совершенно по-другому, чем у позвоночных, и сон невозможно определить по критериям электроэнцефалограммы. Тем не менее их циркадный ритм "покоя-активности" можно рассматривать как предшественник ритма "сон-бодрствование", как уже указывалось ранее. Как появление в эволюционной истории циркадных ритмов, так и их распространенность в живой природе указывает, что приспособление к 24-часовому суточному ритму явилось чрезвычайно важным фактором для выживания организмов. С другой стороны, наличие циркадных биоритмов создает не только одни преимущества, так как эти ритмы обычно жестко запрограммированы и при изменении условий не могут быстро перенастраиваться. Логично предположить, что необходимо подключить дополнительный механизм (процесс S), который давал бы возможность более гибко приурочить время отдыха и активности в соответствии с окружающими условиями и текущими потребностями организма и вывести эти периоды из-под жесткого контроля. Этот эволюционно более молодой процесс регуляции сна делает организм значительно более гибким, легко приспосабливающимся к изменениям окружающей среды. В перспективе развитие сна создавало принципиальную возможность для живых существ "ускользнуть" из-под жесткого контроля биологических часов, не теряя при этом своих эволюционных преимуществ.

Теперь, обремененные всеми этими идеями, давайте по-новому взглянем на стадии сна. Исследователи склонны рассматривать парадоксальный сон в качестве примитивной формы сна, так как он в большей степени определяется циркадными факторами. Это допущение согласуется с тем фактом, что регуляция парадоксального сна довольно грубая. Так, парадоксальный сон не реагирует на депривацию в течение одной ночи или, наоборот, на дополнительный период дневного сна. Необходимо создать значительный дефицит парадоксального сна, чтобы возник регуляторный ответ.

Наоборот, глубокий медленный сон управляется тонкими регуляторными механизмами. Хотя он почти не подвержен влиянию циркадных факторов, глубокий медленный сон исключительно тонко реагирует на удлинение или укорочение периода предшествующего бодрствования. Лишение сна приводит к увеличению процентной представленности глубокого медленного сна; избыточный утренний сон или сон после обеда приводит к уменьшению доли глубокого медленного сна в последующую ночь. Вспомним, что процент глубокого медленного сна во всем медленном сне определяется по соотношению медленных волн в электроэнцефалограмме. По этой причине компенсаторные реакции, включающие в себя изменения представленности глубокого медленного сна, не обязательно должны отражаться в изменении всего времени сна. Медленные волны можно рассматривать как отражение интенсивности медленного сна; таким образом, внутри медленного сна можно выделить различные уровни интенсивности, однако ничего похожего нет в парадоксальном сне (внутри каждого эпизода парадоксального сна наблюдаются периодические нарастания и спады интенсивности физиологических процессов). Таким образом, компенсация дефицита парадоксального сна может осуществляться только за счет увеличения длительности этого состояния. Это, в свою очередь, означает, что восстановление утраченного парадоксального сна может произойти только за счет других стадий сна или даже за счет времени бодрствования, что создает дополнительный риск для организма.

Гипотеза, что парадоксальный сон представляет собой примитивную форму сна, соответствует существующим представлениям о том, что те нервные клетки, которые его запускают, находятся в стволе, древней и примитивной части головного мозга, выражаясь языком эволюционистов. С другой стороны, структуры, связанные с глубоким медленным сном, лежат в эволюционно более "новых" отделах переднего мозга. Наконец, парадоксальный сон появляется в индивидуальном развитии намного раньше, чем глубокий медленный сон. Тем не менее все эти рассуждения по поводу эволюционной стороны рассматриваемого вопроса нельзя принимать буквально, а только проявляя вполне уместную здесь осторожность, так как стадии сна, типичные для млекопитающих, нельзя однозначно идентифицировать у более простых видов животных.

Александр А. Борбели, 1989 год