Именно во время работы над диссертацией я впервые начал заниматься исследованиями в области сна. Я изучил электроэнцефалограммы пожилых людей на ранних стадиях деменции. Вопреки распространенному мнению, существует не один тип деменции. Болезнь Альцгеймера – это самый распространенный, но лишь один из многих типов деменции. По ряду причин, связанных с лечением, очень важно как можно раньше узнать, от какого типа деменции страдает человек.
Я начал изучать мозговую активность моих пациентов во время сна и бодрствования, ориентируясь на собственную гипотезу об уникальном специфическом почерке мозга, который может предсказать, к какому подтипу деменции предрасположен человек. Измерения, сделанные в дневное время, были неясными и не выявляли никаких четких закономерностей, и только в ночном океане сна записи мозговых волн четко определили будущую печальную судьбу моих пациентов. Открытие доказало, что сон может стать диагностическим тестом, который на самой ранней стадии покажет, какой подтип деменции разовьется у человека.
Сон стал моей навязчивой идеей. Ответ, который он мне предоставил, как и все хорошие ответы, привел к другим интереснейшим вопросам, среди которых был следующий: не усугубляло ли нарушение сна у моих пациентов проявления болезни, от которой они страдали, а может, даже вызывало некоторые ужасные симптомы, такие как потеря памяти, проявление агрессивности, галлюцинации, бред? Я прочел все, что смог найти, и начала проявляться правда, в которую едва можно было поверить: никто в действительности не знал, зачем нам нужен сон и что он делает. Я не мог ответить на свой собственный вопрос о деменции, если этот базовый вопрос останется без ответа. Тогда я решил попытаться взломать код сна.
После защиты диссертации я приостановил свои исследования по деменции и отправился через Атлантику, чтобы занять должность в Гарварде, где начал искать ответ на одну из самых сокровенных загадок человечества – ту, что ускользнула от многих лучших его умов: зачем мы спим? С истинной наивностью, а ни в коем случае не с высокомерной самонадеянностью, я полагал, что найду ответ в течение двух лет. Это было двадцать лет назад. Сложные проблемы не принимают во внимание мотивацию своих исследователей, они бесстрастно ставят перед ними новые препятствия.
После двух десятилетий моих собственных исследований, а также в результате тысяч исследований моих коллег по всему миру мы получили ответы на многие вопросы. Эти исследования увлекли меня в неожиданные путешествия не только по миру университетской науки, но и за его пределами. По вопросам сна я консультировал баскетболистов НБА, футболистов НФЛ и Британской премьер-лиги; давал рекомендации американской киностудии Pixar Animation, правительственным организациям, известным технологическим и финансовым компаниям; помогал в создании нескольких крупных телепрограмм и документальных фильмов. Результаты проведенных мною исследований, вкупе со сходными достижениями моих коллег по всему миру, также занимающихся вопросами сна, предоставят вам все необходимые доказательства жизненно важного значения сна.
И заключительное замечание по поводу структуры этой книги. Главы написаны в логической последовательности, в соответствии с которой повествование делится на четыре основные части.
Первая часть проясняет притягательный феномен, называемый сном: чем он является и чем не является; кто спит, как много, сколько люди должны спать (но не спят) и как сон меняется в течение вашей жизни или жизни вашего ребенка – к лучшему и к худшему.
Вторая часть подробно описывает хороший, плохой и губительный сон, а также потерю сна. Мы будем исследовать те безусловные выгоды, которые сон дает мозгу и телу человека, и подтвердим, что этот феномен действительно является универсальным ключом к здоровью и хорошей физической форме. Затем мы обратимся к вопросу о том, как и почему недостаток сна ввергает нас в трясину слабого здоровья, болезней и преждевременной смерти, – это будет своего рода тревожный сигнал к тому, чтобы начать спать.
Третья часть будет переходом от собственно сна к фантастическому миру сновидений и их научному объяснению. Мы заглянем в мозг человека, видящего сны, чтобы понять, как сновидения порождают идеи, которые изменяют мир и достойны Нобелевской премии. Помимо этого мы узнаем, возможен ли на самом деле контроль над сновидениями и разумен ли такой контроль, – все будет раскрыто.
Четвертая часть объясняет многочисленные нарушения сна, включая бессонницу. Я раскрою очевидные и не столь очевидные причины того, почему многие из нас ночь за ночью не могут выспаться. Затем последует откровенное обсуждение снотворного, основанное на научных и клинических данных, а не на слухах и рекламе. После этого я познакомлю вас с новыми и более эффективными способами безмедикаментозного лечения расстройств сна. Оставив в стороне собственную постель, мы обратимся к обществу и узнаем, какое реальное воздействие недосыпание оказывает на сферу образования, медицины, здравоохранения и бизнеса. Имеющиеся у нас доказательства напрочь развеивают убежденность некоторых людей в том, что долгое бодрствование и короткий сон способствуют достижению целей в каждой из этих сфер деятельности. Заканчивая книгу в оптимистическом ключе, я составлю дорожную карту идей, тех, что могут объединить человечество на основе сна, которого ему явно недостает, – словом, я постараюсь представить новое видение феномена сна в XXI веке.
Следует заметить, что вам нет необходимости читать эту книгу в заданной автором последовательности. Каждая глава может быть прочитана отдельно, вне существующего порядка, без особого ущерба для смысла. Я приглашаю вас потребить эту книгу целиком или продегустировать отдельные фрагменты – как вам больше придется по вкусу.
В завершение я могу предложить вам даже антирекламу. Если вы почувствуете сонливость и заснете, читая эту книгу, в отличие от большинства авторов я не расстроюсь. В самом деле, учитывая тему и содержание моей книги, я буду активно поощрять в вас подобную реакцию. Учитывая то, что я знаю о связи между сном и памятью, я сочту величайшей наградой, если вы, читатель, решите закрепить полученные из книги знания и лучше запомнить то, что я вам расскажу, именно с помощью сна. Так что, прошу: не стесняйтесь, и уплывайте в сон, и приплывайте в сознание на протяжении всей книги. Я нисколько не обижусь. Напротив, буду только рад.
2. Кофеин, джетлаг и мелатонин
Как ваш организм узнаёт, что пора спать? Почему происходит нарушение ваших биоритмов, когда вы оказываетесь в другом часовом поясе? Как вы преодолеваете джетлаг[4]? Почему эта акклиматизация вызывает еще большее нарушение биоритмов по возвращении домой? Почему некоторым людям приходится принимать мелатонин, чтобы побороть это расстройство? Почему (и как) чашка кофе помогает вам бодрствовать? И пожалуй, самый важный вопрос: каким образом вы узнаёте, достаточно ли вы спите?
Есть два главных фактора, определяющие, когда вы хотите спать и когда вы хотите бодрствовать. В этот момент, когда вы читаете эти самые слова, оба фактора оказывают серьезное влияние на ваш мозг. Первый фактор – это сигнал, посылаемый вашими внутренними суточными часами, расположенными глубоко в мозге. Эти часы задают цикличный суточный ритм, который в одно и то же время заставляет вас чувствовать себя уставшим или бодрым соответственно. Второй фактор – химическое вещество, которое накапливается в вашем мозге и вызывает непреодолимое желание спать. Чем дольше вы бодрствовали, тем больше этого вещества накапливается в организме и, соответственно, тем бóльшую сонливость вы ощущаете. Именно от соотношения двух этих факторов зависит, насколько вы бодры и внимательны в течение дня, насколько вы чувствуете себя уставшим и готовым ко сну поздним вечером и отчасти – насколько хорошо вы будете спать.
Есть ритм?
Основой многих вопросов, заданных в начале главы, является мощная формирующая сила вашего суточного ритма, известная также как ваш циркадный, или околосуточный, ритм. У любого живого существа вырабатывается собственный циркадный ритм (circa означает «около», а dian – производное от diam, означающего «день»). Действительно, у каждой живой твари на нашей планете с продолжительностью жизни более нескольких дней вырабатывается этот естественный цикл. Внутренний 24-часовой механизм в вашем мозге посылает свой сигнал о циркадном ритме каждому участку мозга и каждому органу вашего тела.
Ваш суточный ритм определяет, в частности, когда вы предпочитаете бодрствовать и когда хотите спать. Но он также контролирует и другие ритмические схемы. К ним относятся ваши заданные во времени желания есть и пить, настроение и эмоции, количество выделяемой мочи[5], базовая температура тела, скорость обмена веществ и выработка многочисленных гормонов. Не случайно, что вероятность побить олимпийский рекорд четко привязана ко времени суток: она максимальна в естественный пик человеческого циркадного ритма, чуть позже полудня. Даже процесс рождений и смертей демонстрирует циркадную ритмичность благодаря заметным колебаниям в жизненно важных обменных, сердечно-сосудистых, температурных и гормональных процессах, которые контролирует этот ритмоводитель.
Задолго до того, как мы открыли этот задающий общий ритм биологический фактор, в одном оригинальном эксперименте было осуществлено нечто совершенно замечательное: остановлено время – по крайней мере, для растений. В 1729 году французский геофизик Жан-Жак Дорту де Меран нашел первое доказательство того, что жизнь растения определяется его собственным внутренним временем.
Де Меран изучал движение листьев растений, которые демонстрировали гелиотропизм, то есть феномен, когда листья или цветок следуют траектории солнца при его движении по небосводу. В частности, де Меран заинтересовался одним растением, которое называется мимоза стыдливая (Mimosa pudica)[6]. Листья этого растения не только описывают дугу, следя за движением солнца по небу, – они сворачиваются ночью, словно увядая. С наступлением следующего дня абсолютно здоровые листья вновь раскрываются, словно зонтик. Такой образец поведения повторяется каждое утро и каждый вечер, из-за чего знаменитый биолог-эволюционист Чарльз Дарвин назвал их «спящими листьями».
До эксперимента де Мерана многие считали, что раскрытие и сворачивание листьев растения было обусловлено исключительно восходом и заходом солнца. Вполне логично: дневной свет (даже в пасмурные дни) побуждал листья широко раскрываться, а последующее наступление темноты командовало листьям закрывать лавочку и сворачиваться. Эта версия была опровергнута де Мераном. Сначала он поместил растение на воздухе, где оно могло получать сигналы света и темноты, которые, по всей вероятности, ассоциировались у него с днем и ночью. Как и ожидалось, листья раскрывались при дневном свете и сворачивались ночью.
А затем произошел гениальный поворот. Де Меран на сутки поместил растение в плотно закрытую коробку, окутав его полной темнотой днем и ночью. В течение этих двадцати четырех часов абсолютной тьмы он время от времени подсматривал за растением и, не нарушая режима темноты, изучал положение листьев. Несмотря на то что растение было лишено влияния солнечного света, оно все равно вело себя так, будто купалось в лучах солнца. Его листья гордо раскрывались на восходе, затем, словно по команде, в конце дня оно сворачивало листья, по-прежнему не получая сигнала от светила, и в таком состоянии листья оставались всю ночь.
Это было революционное открытие: де Меран показал, что живой организм ведет отсчет своего собственного времени, а не является рабом периодических команд солнца. Где-то внутри растения существовал генератор суточного ритма, который мог отслеживать время без подсказок внешнего мира. Это растение имело не просто циркадный ритм, а эндогенный, или самогенерирующийся, ритм. Подобное явление весьма похоже на самовоспроизводящееся биение сердца. Разница лишь в том, что ритм вашего сердца гораздо быстрее, обычно один удар в секунду, а не в сутки, как в случае циркадного ритма.
Удивительно, но понадобилось еще двести лет, чтобы доказать: у людей имеется похожий циркадный ритм, генерируемый внутри нашего организма. Был поставлен эксперимент, который привнес нечто неожиданное в наше понимание внутреннего отсчета времени. Шел 1938 год. Профессор Натаниэл Клейтман из Чикагского университета вместе со своим научным ассистентом Брюсом Ричардсоном собирались провести еще более радикальный научный эксперимент. Он требовал от ученых такой самоотверженности, что до сегодняшнего дня мы вряд ли можем с чем-либо сравнить ее.
Клейтман и Ричардсон собирались стать подопытными кроликами в собственном эксперименте. Собрав запас еды и воды сроком на шесть недель, взяв с собой пару разборных больничных кроватей, они направились в Мамонтову пещеру в штате Кентукки – одну из самых глубоких на планете, настолько глубокую, что в ее дальние уголки никогда не проникает солнечный свет. Именно в этом мраке Клейтман и Ричардсон собирались доказать, что биологический ритм человека составляет приблизительно одни сутки (циркадные), а не в точности сутки.
Кроме еды и воды ученые взяли с собой массу измерительных приборов для определения температуры тела, а также ритмов сна и бодрствования. Область, где проводились необходимые замеры, образовывала центр их жизненного пространства, огороженного с обеих сторон кроватями. Высокие ножки кроватей были поставлены в ведра с водой – подобно замкам, обнесенным рвами, чтобы отпугнуть бесчисленных маленьких (и не очень маленьких) тварей, скрывающихся в глубинах Мамонтовой пещеры, и не позволить им забраться в постели.
Вопрос, на который должен был ответить эксперимент Клейтмана и Ричардсона, был простым: когда их биологические ритмы сна и бодрствования будут изолированы от ежедневного цикла света и темноты, станут ли они, вкупе с их температурой тела, непостоянными или останутся такими же, как у людей внешнего мира, находящихся под воздействием суточного светового ритма? В целом они провели тридцать два дня в абсолютной темноте. Во время этого эксперимента они не только обзавелись внушительной растительностью на лице, но и сделали два революционных открытия. Первое заключалось в том, что при отсутствии солнечного света люди, подобно гелиотропным растениям де Мерана, вырабатывают собственные эндогенные циркадные ритмы. То есть ни Клейтман, ни Ричардсон не опустились до беспорядочного чередования периодов бодрствования и сна, а демонстрировали предсказуемый и повторяющийся образец продолжительного периода бодрствования (примерно пятнадцать часов), прерывающийся примерно девятичасовым сном.
Вторым неожиданным и более важным результатом было то, что протяженность их неизменно повторяющихся циклов сна и бодрствования составила не привычные двадцать четыре часа, а стабильно дольше, чем привычные земные сутки. Цикл сна и бодрствования Ричардсона, которому было за двадцать, составил от двадцати шести до двадцати восьми часов. Цикл Клейтона, которому тогда было за сорок, был чуть ближе к двадцати четырем часам, но опять-таки больше суток. Таким образом, в условиях изоляции и в полной темноте внутренне генерируемые сутки каждого из них составили несколько больше двадцати четырех часов. Как неточные часы, Клейтман и Ричардсон к каждым проходящим реальным суткам начали прибавлять время, основываясь на собственном хронометраже.
Поскольку наш внутренний биологический цикл составляет не в точности двадцать четыре часа, а около того, потребовалось ввести новый термин: циркадный ритм – то есть ритм, период которого приблизительно равен протяженности суток, а не в точности двадцати четырем часам[7]. За семьдесят с лишним лет после плодотворного эксперимента Клейтмана и Ричардсона мы уже установили, что средняя продолжительность периода эндогенного циркадного ритма взрослого человека составляет примерно двадцать четыре часа пятнадцать минут. Не слишком далеко от 24-часового оборота Земли, но и не настолько точно, чтобы любой уважающий себя швейцарский часовщик был доволен.