Как возникла наука о сне
И.М.Завалко, В.М.Ковальзон
Сомнология — одна из наиболее бурно развивающихся областей нейрона-ук, изучающая механизмы и функции сна, а также заболевания, связанные с его нарушением. [1—4]. Наука эта молодая (в прошлом году ей исполнилось 60 лет), однако сон и сновидения интересовали людей с древнейших времен. О том, как формировалась современная сомнология, и пойдет речь в нашей статье.
Сон всегда ассоциировался с чем-то магическим, а сновидения многие народы считали способом общения с потусторонним миром. В Древней Греции в храмах, посвященных богу врачевания Асклепию, по сновидениям «диагностировали» болезни. Во многих древних культурах сон рассматривался как состояние, промежуточное между жизнью и смертью. Об этом говорят существующие и в настоящее время поверья, согласно которым душа человека во время сна выходит за пределы тела и парит в «мировом космосе», а утром возвращается. Но если разрисовать лицо краской или изменить внешний облик человека, то душа не сможет узнать свое тело и человек умрет [5]. Такие представления опирались на отсутствие у спящего человека реакций на внешние воздействия, а также на нередкие случаи смерти во сне или при пробуждении (в современном понимании — от инфаркта или инсульта).
О связи сна со смертью упоминается и в древнегреческой
© Завалко И.М., Ковальзон В.М., 2014
Ирина Михайловна Завалко, младший научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН. Член молодежного комитета секции сомнологии физиологического общества им. И.П.Павлова, участница программы Европейского общества по исследованию сна. Основные научные интересы связаны с психофизиологическим и клиническим изучением сна.
Владимир Матвеевич Ковальзон, доктор биологических наук, нейрофизиолог, специалист по экспериментальному изучению сна, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН, председатель секции сомнологов физиологического общества им. И.П.Павлова. Занимается общей и экспериментальной сомнологией.
мифологии. Так, бог сна Гипнос приходился братом богу смерти Та-натосу и перевозчику душ умерших Харону. Такой же взгляд на природу сна отразился и в античной философии. Аристотель в дошедших до нас трактатах говорит о близости сна к состоянию смерти: «...сон же, по-видимому, принадлежит по своей природе к такого рода состояниям, как, например, пограничное между жизнью и не жизнью, и спящий ни не существует вполне, ни существует, ибо состоянию бодрствования жизнь присуща главным образом благодаря ощущению» [6].
Понимание сна как состояния, близкого к смерти, царило в умах европейцев до конца XIX века, что во многом задержало возникновение и замедлило развитие науки о сне. Однако на Востоке, в Индии и Китае, сон занимал более почетное место. Индийские религиозно-философские трактаты Веды и Упанишады, созданные неизвестными авторами, в течение многих веков передавались устно и, наконец, были записаны на санскрите на древесной коре и пальмовых листьях. В этих записях, чудом дошедших до наших дней, описывалось два вида сна — без сновидений (глубокий) и со сновидениями, причем сновидения рассматривались уже как отдельная форма сознания [7]. Такое понятие близко к со-
временным классификациям сна, выделяющим три функциональных состояния: бодрствование, медленный и быстрый сон*.
* Термины «медленный» и «быстрый» сон имеют около десятка пар синонимов (медленноволновый — быстроволновый; обычный, ортодоксальный — парадоксальный; сон без быстрых движений глаз — сон с быстрыми движениями глаз; телэнцефали-ческий — ромбэнцефалический; спокойный — активированный и т.д.). Единой общепринятой англоязычной терминологии пока не выработано. Здесь мы используем парные русскоязычные термины, рекомендованные основателем отечественной «медицины сна» и физиологии сна человека А.М.Вейном.
Асклепий врачует спящего пациента наложением рук. Барельеф, V в. до н.э. Археологический музей Пирея, Греция.
Ночь и двое ее сыновей — Сон и Смерть (фрагмент). Работа немецкого художника А.Я.Карстенса (конец XVIII в.). Веймар, Германия.
Предвестники современной сомнологии
Хотя представление о родстве сна и смерти и задержало его изучение на столетия, еще в Средневековье велись некоторые рассуждения о причинах возникновения сна. В XII в. монахиня Хильде-гарда из Бингена считала его сродни потреблению пищи и связывала с грехопадением Адама. В XVП—XVШ вв. причинами сна считали недостаток или избыток каких-либо основополагающих субстанций: недостаток «животного духа», расходующегося при физических нагрузках; нехватку «жизненного эфира», вызываемую утомлением; избыток «нервного духа», выделяемого во время бодрствования мозгом; сгущение крови, препятствующее току «духов», и т.д. [8].
В XIX в. мистические понятия постепенно стали уступать место физиологическим и химическим, но суть менялась не сильно. Приверженцы гемодинамической теории П.Кабанис и И.Мюллер связывали сон с застоем крови в мозге, а К.Бернар, А.Моссо и И.Р.Тарханов — с малокровием. Чешский анатом Я.Пуркинье полагал, что сон вызван приливом крови к нервным центрам, их опуханием, в результате чего проходящие через них волокна теряют проводимость и связь с другими отделами мозга. Выдвигались и еще менее правдо-
Анджело Моссо.
подобные теории. По одной из них, во время сна воспринимающие нейроны втягивают свои окончания, прерывая связь с внешним миром. Единственным, кто пытался доказать свою теорию, был Моссо. Он разместил человека на доске-весах и обнаружил, что при засыпании головной конец весов поднимается, а это свидетельствовало, казалось бы, об оттоке крови от головы. Однако изобретенный им же метод плетизмографии* показал, что наблюдаемый при засыпании подъем головной части весов обеспечивается притоком крови в конечности, а опускание при пробуждении — ее оттоком в брюшную полость, а вовсе не к голове. В свою очередь, перемещения массы крови в организме связаны с деятельностью симпатической нервной системы. При засыпании ее тонус снижается (сосуды рук и ног расширяются), а при пробуждении — повышается (сосуды конечностей сужаются) [9].
Следующим важным этапом в развитии сомно-логии стало изучение депривации (лишения) сна. Одним из первых ученых такие эксперименты на животных провела наша соотечественница М.М.Манасеина** (1843—1903). По ее представлению, сон — необходимый процесс, присущий всем млекопитающим. В экспериментах она не давала спать щенкам, и примерно через пять бессонных суток они погибали. Манасеина подробно описала физиологические изменения в организме и макроанатомические признаки нарушения мозгового кровообращения и дегенерации клеток головного мозга.
Результаты Манасеиной, опубликованные в немецких и французских журналах в 1880—1890-х годах, имели широкий резонанс в европейском научном сообществе и вызвали целый ряд аналогичных работ. В них тоже были выявлены значительные изменения в ткани головного мозга животных после депривации сна. На современном уровне опыты по длительному лишению сна были впервые выполнены лишь в 1983 г., т.е. через 100 лет после Манасеиной, А.Рекшаффеном с сотрудниками. Они использовали методику «карусели», которая позволяла лишать крысу до 90% су-
* Плетизмография — регистрация изменений объема части тела (головы или конечностей), связанных с изменениями количества крови, поступающей в обследуемый участок в ритме сердечной деятельности.
** Подробнее см.: Ковальзон В.М. Забытый основатель биохи-
мии и сомнологии // Природа. 2012. №5. С.85—89.
К. фон Экономо.
точного времени сна. Такие опыты (их продолжает и в настоящее время уже следующее поколение ученых) подтвердили, что длительное лишение сна действительно приводит к гибели животных в течение нескольких недель. Причины тому — катастрофическое разрушение иммунной системы и развитие сепсиса [1].
В 1877 г. немецкий физиолог В.Прейэр впервые предположил, что во время бодрствования в организме накапливается некое гипотетическое вещество (он назвал его поногенным, от греч. поvоZ — нагрузка, утомление), приводящее к развитию сна и в процессе сна разрушающееся. Прейэр считал, что этим веществом могли быть креатинин или мочевая кислота. После опубликования Манасеиной опытов по депривации сна предложенную ей методику стали использовать для подтверждения существования и поиска этого гипотетического «гипнотоксина». Р.Лежандр и А.Пьерон во Франции и К.Ишимори в Японии не только подтвердили значительные гистологические изменения в головном мозге депривирован-ных собак, но и показали, что если их сыворотку крови перелить собаке, которая спала достаточно, то она вновь погружается в сон. Проводились многочисленные опыты по поиску и выделению гипнотоксина, но они так и не увенчались успехом***. По современным представлениям, наиболее вероятным кандидатом может быть аденозин, который выделяется при расщеплении основного источника энергии в клетке — аденозинтрифос-фата (АТФ).
*** Подробнее см.: Ковальзон В.М. Поиски «гормона сна» // Природа. 1983. №4. С.13—21.
Примерно в те же годы был описан «центр» сна, что доказывало участие головного мозга в механизмах этого процесса. Во время Первой мировой войны австрийский невролог К. фон Экономо, исследуя мозг больных, умерших от инфекционного летаргического энцефалита, предположил, что в гипоталамусе существуют «центр сна» и «центр бодрствования» [1]. Это предположение подтвердил в 1924 г. швейцарский физиолог В.Р.Гесс в опытах по электрической стимуляции таламуса и гипоталамуса: раздражение таламуса слабым током вызывало у кошки сон, а более сильным — возбуждение. Работы Гесса по функциональной организации промежуточного мозга были удостоены Нобелевской премии в 1949 г.
Рождение современной сомнологии
Несмотря на блестящие работы Манасеиной, в начале XX в. сон как важный процесс, заслуживающий изучения ничуть не меньше, чем бодрствование, все еще не был признан. Так, великий физиолог И.П.Павлов продолжал считать сон «состоянием разлитого коркового торможения». Надо сказать, что такое чисто интуитивное понимание природы сна не расходится с новейшими экспериментальными да
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.