Сон — это сама память, изменяющаяся прямо на глазах (Берт Стейтс)
Ночью мозг поразительно активен, и не только когда подсовывает нам сценарий, согласно которому мы обретаем способность летать — сами по себе, без помощи аэроплана. Используя те же нейронные цепи, которые позволяют нам существовать в дневном мире, мозг, заступая в ночную смену, принимается выполнять грандиозный набор важных когнитивных задач.
Например, когда мы только засыпаем, нам видятся некие лишенные сюжета образы, связанные с одной из важнейших функций, выполняемых мозгом по ночам. Он заново прокручивает все, что мы испытали в период бодрствования, дабы извлечь из этого опыта самое существенное, то, что будет отправлено в долговременную память.
Так обновляется внутренняя модель мира, которая руководит нашим дневным поведением.
Ученый Мэтью Уилсон провел эксперимент, в ходе которого ему привалила редчайшая удача воскликнуть «Эврика!». Уилсон и его сотрудники натренировали крыс бегать по лабиринту в поисках аппетитно пахнувших шоколадом кусочков пищи. С помощью имплантированных в мозг животных сенсорных датчиков они постоянно регистрировали импульсы, исходящие от скоплений нейронов, отвечающих за ориентацию крыс в пространстве.
Но они также фиксировали, что происходило в этих клетках, когда крысы спали. Когда спящие крысы входили в фазу REM (быстрый сон) и, как принято считать, видели сны, импульсы возникали в тех же скоплениях нейронов, что и при дневной беготне по лабиринту. Только представьте себе!
Повторы импульсов были настолько точными, что Уилсон мог даже показать какому именно месту в лабиринте соответствовал тот или иной импульс — где находилась крыса во время дневного своего путешествия и двигалась ли она в этот момент или стояла на месте. При этом путешествие крысы по лабиринту во сне занимало столько же времени, сколько занимало и путешествие наяву.
«Это было потрясающее переживание — наблюдать, как животные в течение двух минут снова бегали по лабиринту. Но то был „бег в уме“, во время сна», — восторженно рассказывает ученый.
Особенности мозга: система удаления «мусора»
Мозг имеет уникальную систему «удаления мусора», отдельную от остальных частей тела. Она включает спинномозговую жидкость специфического состава, которая окружает головной мозг и спинной. Она не взаимодействует с лимфатической системой или системой кровообращения за пределами своего региона. Исследователи, проводя эксперименты на животных, определили особые пути в мозге, которые задействованы в процессе «удаления мусора».
Зачем мозгу нужен сон?
Это образование работает как система канализации в мозге для удаления отходов жизнедеятельности. Во время сна нейроны сокращаются примерно на 60%, а каналы по всему мозгу и между клетками увеличиваются и заполняются спинномозговой жидкостью. Окружающие глиальные клетки активируют свои насосные системы, проталкивают спинномозговую жидкость через эти дополнительные пространства и вымывают образующиеся конечные метаболиты. Эта отработанная жидкость, в конечном счете, выделяется вне мозга и позвоночника в сосудистую циркуляцию, а некоторая ее часть — в лимфатическую систему, смешиваясь с остальными отработанными веществами тела.
Когда человек бодрствует, эти пути закрываются, и спинномозговая жидкость возвращается к своей исходной функции. Она окружает поверхность головного и спинного мозга, обеспечивая защиту от обезвоживания, и участвует в метаболизме центральной нервной системы. Во время бодрствования процесс очистки происходит только в пределах 5% его производительности по сравнению со сном. Этот процесс настолько энергоемкий, что полноценно он может работать, только когда наступает глубокий сон.
