3.2.4. Спячка

Совершенно особый феномен — спячка животных (в природе рас­ пространены зимняя и летняя спячки). В жаркое время, когда пере­ сыхают водоемы, в спячку впадают земноводные, в засушливых пус­ тынях — суслики. При наступлении холода и снижении температуры до +5° 8° наступает сон у насекомых, червей, земноводных, лету­ чих мышей, ежей, медведей. Водоросли, амебы, инфузории при ухуд­ шении условий среды перестают двигаться, принимают форму шара, покрываются толстой предохранительной оболочкой. Во время спяч­ ки у млекопитающих снижается газовый обмен, дыхание и сердце­ биение ослаблены и урежены, температура снижается до 0° 5°. В

опытах на ежах было показано, что снижение внешней температуры ведет к исчезновению биопотенциалов мозга, они сохраняются лишь в гиппокампе. Когда животные просыпаются, к ним возвращаются все навыки, имевшиеся до спячки. Механизмы столь точно управляе­мой гипотермии крайне интересны, так как снижение температуры тела — способ, которым пользуется медицина при лечении некоторых заболеваний.

186

Глава III. Ритмы. Функциональные состояния

Я. Психофизиология функциональных состояний

187

Среди животных, впадающих в спячку, есть своеобразные чемпио­ны. Это суслики-песчаники, впадающие в летнюю спячку в конце июля, которая переходит в зимнюю. Таким образом, спячка длится девять месяцев в году. В таком состоянии животные могут переносить очень низкую температуру и кислородную недостаточность, их орга­низм устойчив к некоторым инфекционным заболеваниям.

3.2.5. Значение сна

Как ни удивительно, но пока неизвестно, каково назначение сна. Ясно, что он представляет собой биологическую потребность нашего вида. Кто-то сказал, что сон существует для того, чтобы «помешать нам бродить в потемках и натыкаться на вещи». Тот, кто хоть раз уст­раивался на ночлег в дикой местности, как это делали наши прими­тивные предки, найдет в этой фразе больше здравого смысла, нежели простого остроумия.

Долгое время полагали, что сон — это полный отдых организма, позволяющий ему восстанавливать силы, израсходованные в период бодрствования. Действительно, недостаток сна иногда существенно сказывается на поведении: некоторые люди засыпают буквально стоя, галлюцинируют или начинают бредить после трех дней лишения сна; другие теряют даже способность нормально воспринимать осязатель­ные, зрительные или звуковые стимулы. Распространенное в про­шлом представление о том, что сон необходим для «отдыха» нейронов и характеризуется снижением их активности, в настоящее время пол­ностью опровергнуто. Во время сна в целом не происходит существен­ного снижения средней частоты нейронных разрядов по сравнению с состоянием спокойного бодрствования. В быстром же сне спонтанная активность нейронов нередко бывает выше, чем в напряженном бодр­ствовании. В медленном и быстром сне активность различных нейро­нов организована по-разному. Интенсивность энергетического обмена в мозговой ткани во время медленного сна почти такая же, как в состо­янии спокойного бодрствования, а во время сна значительно выше. Таким образом, можно утверждать, что мозг активен во время сна, хотя эта активность существенно иная, чем в бодрствовании и на раз­ных стадиях сна имеет свою специфику.

Возможно ли в принципе утомление нейронов? Известно, что цикл возбуждения и сокращения сердца длится несколько десятых долей секунды, отдых же занимает оставшееся время цикла (т.е. тоже десятые доли секунды). При этом не возникает необходимости в дли­тельном многочасовом прекращении деятельности сердца для отдыха. Цикл возбуждения нейрона намного короче и занимает тысячные

доли секунды. Нет основания думать, что для его восстановления не­достаточно микроинтервалов между проявлениями деятельности. Таким образом, ни экспериментально, ни теоретически не подтверж­дается мысль, что сон — результат утомления нейронов головного мозга. Тем не менее усталость, по-видимому, все же является факто­ром, способствующим наступлению сна. Речь идет прежде всего об усталости скелетной мускулатуры. Мышечное утомление заставляет человека принять горизонтальное положение и расслабить мышцы, что способствует наступлению сна, так как снимает мощный поток импульсов, идущих от сокращенных мышечных волокон. Умственная усталость тоже может быть важнейшим фактором наступления сна. Однако для понимания этого факта необходимо ознакомиться с новы­ми представлениями о функциональном назначении сна. Наиболее четко их сформулировал американский исследователь Гарднер. По его мнению, в течение дня мозг накапливает огромную информацию, дальнейшее усвоение которой становится затруднительным. Мозгу необходимо отобрать информацию, оформить ее в качестве програм­мы действия на будущее. Образно говоря, кратковременная память заполняется днем, а ночью содержащаяся в ней информация (не вся) медленно переходит в долговременную память.

Установлена роль двух факторов, вызывающих включение эндо­генных аппаратов: внутренние вегетативные ритмы и утомление из-за информационной перегрузки. Определенная роль во включении ак­тивных гипногенных аппаратов принадлежит и внешним факторам, таким, как свет, шум, мышечная активность, устранение которых спо­собствует наступлению сна. Все это в сумме составляет третью группу влияний, которые можно обозначить как рефлекторные.

Совершенно закономерен вопрос о том, что способствует включе­нию активирующих аппаратов восходящей ретикулярной формации ствола мозга, которая обеспечивает пробуждение. Ряд положений, за­тронутых выше, дает ответ на этот вопрос. Так, пробуждение обычно совпадает с началом подъема суточной температурной кривой, здесь сказывается роль ритмов.

Ясно, что речь идет не только о факторах, включающих аппараты сна и бодрствования. Возможно, что завершение рассортировки ин­формации, восстановление информационной емкости мозга также де­лает ненужным дальнейшее пребывание в состоянии сна. Вероятно, большую роль играют и внешние факторы, оказывающие стимули­рующее влияние на функциональное состояние активирующих меха­низмов. Проблема заключается в расшифровке функционального на­значения указанных состояний. Этот вопрос уже нельзя связывать с такими факторами, как внутренние ритмы или рефлекторные влия-

188

Глаиа III Ригмы Функциональные состояния

4 Механизмы isocприятия времени

189

ния, включающие активирующие или гипногенные системы. Информа­ционная же теория сна является попыткой представить функциональное назначение сна. Такое представление приходит на смену широко распро­страненным в прошлом взглядам об энергетической роли сна.