Сидарта Рибейро – Подсознание (страница 36)
Больше всего от скептиков досталось методу лишения сна. Цветочный горшок, который Мишель Жуве придумал использовать как средство депривации, сам по себе вызывает стресс. Если он слишком маленький — животное падает в воду при первых же признаках засыпания. Если чуть больше — то зверек достаточно глубоко засыпает и, когда мышечный тонус уже очень низок, скатывается с платформы. Неожиданное падение в воду после определенного порога атонии вызывает сильный шок. Очевидно, что ситуация, в которую попадают животные в подобных экспериментах, является противоестественной и стрессовой.
Помимо резкого пробуждения из-за падения в холодную воду, у крыс при этом серьезно ограничена возможность движений. После нескольких часов депривации сна они начинают ходить по затопленной клетке, оставаясь мокрыми. В результате у подопытных отмечается раздражение и общие метаболические изменения, в том числе выработка в гиппокампе глюкокортикоидов (гормонов стресса), способных оказывать пагубное влияние на память. При таком количестве побочных эффектов от самих условий эксперимента было бы вольностью связывать причину выявленного дефицита памяти только с недостатком сна.
Этот аргумент справедлив. Поэтому в новых экспериментах использовались менее стрессовые методы лишения сна. Докторант Уильям Фишбейн и его научный руководитель Уильям Демент воспользовались важными поведенческими особенностями грызунов. В отличие от тяжелых взрослых крыс массой более 300 граммов, маленькие легкие мыши (30 граммов) способны долго висеть на прутьях — на крыше клетки. Они часами ходят вниз головой и настолько свободно себя при этом чувствуют, что могут даже есть и пить.
«Метод цветочного горшка» не вызывал слишком сильного стресса у маленьких и легких мышей — они удерживались на платформе только в течение времени, когда действительно хотели спать. И все же эксперименты с лишением сна мышей тоже показали ухудшение запоминания, подкрепив выдвинутую гипотезу.
Тем не менее аргумент об излишне стрессовом методе звучал вновь и вновь. В качестве альтернативы стали применять мягкое, но эффективное вмешательство ученого каждый раз, когда животное пыталось заснуть. Очевидно, что успешность этого метода зависит от внимательности экспериментатора: отвлекись он — и качество данных ухудшится, а их интерпретация станет неубедительной. И вот начали сгущаться грозовые тучи протеста.
Два американских ученых, психиатр Джером Сигел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и нейроанатом Роберт Вертес из Флоридского атлантического университета стали известны благодаря убедительным аргументам против когнитивной гипотезы сна.
Вопросы, между тем, только множились. Если быстрый сон так важен для познавательной функции, то почему рептилии, птицы и даже млекопитающие вроде ехидны его лишены? Если он используется для усвоения нового, то почему его нет у такого умного животного, как дельфин, а у других, явно менее умных (например, у броненосца) его в избытке? Почему у людей от приема антидепрессантов он укорачивается, а дефицита обучаемости не возникает? Почему нет корреляции между временем, проведенным в фазе быстрого сна, и способностью человека к обучению?
Защитники теории возражали: мы не совсем уверены, что у дельфинов нет фазы быстрого сна — его эпизоды могут быть просто слишком короткими и не поддаваться записи. Кроме того, дельфины произошли от наземного млекопитающего, попавшего в водную среду. Вероятно, у китообразных быстрый сон оказался сокращен или исключен, чтобы предотвратить полную атонию в водной среде — это может привести к утоплению. В контексте специализации, вызванной пребыванием в новой среде, когнитивные функции быстрого сна могли быть заменены другими, эквивалентными (с метаболической точки зрения) процессами.
Броненосец много времени проводит под землей. Данные последних 20 лет показали: вопреки предыдущим представлениям, у ехидны, птиц и даже рептилий быстрый сон все-таки есть.
Лечение антидепрессантами повышает уровень нейромедиаторов — норадреналина, дофамина и серотонина, важных для формирования воспоминаний. Так что вполне вероятно: консолидация памяти во время бодрствования компенсирует последствия укорочения фазы быстрого сна.
Дебаты усилились, а их тон ужесточился в 1980-е годы. Ученые четко поделили территорию в соответствии со взглядами на когнитивные свойства сна. Какое-то время все походило на диалог глухих. Обескураженные ожесточенной атмосферой конференций по исследованию сна и все более агрессивными анонимными рецензиями на статьи ветераны начали постепенно уходить из этой сферы. За десять с лишним лет научный интерес к изучению связи сна и обучения значительно снизился.
В течение этого бурного периода здоровенный чудак-канадец Карлайл Смит, психолог из Трентского университета, почти в одиночку стоял на защите когнитивной роли быстрого сна. В ходе ряда экспериментов на грызунах он показал его положительный эффект в определенные промежутки времени после дрессировки и установил периоды большей уязвимости памяти к лишению сна.
Но одинокий воин Смит не смог переломить мнение критиков когнитивной теории сна, и ситуация оставалась тупиковой до начала 1990-х годов. И вот на сцену вышло новое неожиданное действующее лицо, склонившее чашу весов в свою пользу в результате экспериментов на людях.
У американского психолога Роберта Стикголда сложились три совершенно отдельные научные карьеры. Впервые его интерес к исследованиям пробудился в шестом классе. Учитель показал простой опыт: на пришкольной лужайке он отошел на большое расстояние и ударил в музыкальные тарелки. Стикголд находился достаточно далеко, чтобы заметить временн
Много лет спустя, уже на первом курсе медицинского факультета, его увлекла статья Фрэнсиса Крика в журнале Scientific American о только что открытом генетическом коде. Стикголд потратил ночь на упорные попытки разобраться в тексте и решил стать биохимиком. Следующим летом ему удалось устроиться ассистентом в лабораторию Фрэнсиса Нейгауза в Северо-Западном университете и заняться выращиванием бактерий в 22-литровых стеклянных бутылях.
Спустя четыре месяца он опубликовал свою первую статью в Journal of Biological Chemistry о биосинтезе клеточной стенки бактерий. Статью зачли как дипломную работу.
Стикголд окончил Гарвард и защитил докторскую диссертацию по биохимии в Висконсинском университете в Мадисоне. Еще будучи аспирантом, он заинтересовался взаимосвязью между разумом и мозгом, но решил, что это пока еще не наука, и поэтому прошел курс физиологической психологии. Был далекий 1965 год, и область исследований, которую однажды назовут когнитивной нейробиологией, только начинала формироваться.
Стикголд начал писать научную фантастику и в 1970-х добился на этом поприще определенных успехов. А потом вернулся к изучению мозга — и на этот раз навсегда. Смена направления началась в 1977 году. Он уже защитил диссертацию и работал научным сотрудником. Кто-то показал ему статью британского нейробиолога Дэвида Марра.
Тот был еще очень молод, однако уже разработал получившие признание гипотезы о функционировании мозжечка, неокортекса и гиппокампа. Влиятельные теории Марра были основаны на коннекционистском[109] предположении: поведение и мысли — это эмерджентные свойства сети, состоящей из взаимосвязанных элементарных единиц. Система имеет простое локальное строение и способна генерировать глобальную сложность благодаря широкому диапазону паттернов, которые она может усваивать.
Сходство с нейронными сетями — это не просто совпадение. Марру не удалось превратить Стикголда в поборника коннекционизма, но эти идеи окончательно изменили представления Стикголда о мозге.
Толчок к изучению сна и сновидений дала теория активации-синтеза Аллана Хобсона и Роберта Маккарли. С 1990-х годов, уже в среднем возрасте, биохимик и писатель устроился техническим специалистом в лабораторию Хобсона в Гарварде и начал с нуля постигать новую область психологии и нейробиологии. Его карьера стремительно рванула вверх. Вопреки традициям, Стикголд вскоре был повышен до доцента и, наконец, стал профессором и директором Центра изучения сна и сознания в Гарвардской медицинской школе.
Совершив разнообразные фундаментальные открытия, Стикголд в том числе впервые продемонстрировал онейрическое отражение образов из компьютерной игры. Этот эффект он обнаружил в переходном состоянии, включающем две первые подстадии медленного сна и называемом гипнагогическим сном.
В эксперименте использовался классический «Тетрис»: из верхней части экрана выпадают блоки разной формы, игрок должен успеть повернуть каждый из них так, чтобы он точно попал в подходящую выемку в виртуальном полу, который в процессе игры поднимается. Задача усложняется по мере накопления вставленных блоков, удерживая внимание и эмоции игрока.
Онейрическая реверберация «Тетриса», обнаруженная командой Стикголда, была настолько яркой, что случалась даже у пациентов с амнезией из-за обширных двусторонних поражений гиппокампа. Эти пациенты не помнили, как играли в эту игру, но сообщали о постоянно падающих геометрических фигурах во сне. Эксперименты были опубликованы в 2000 году. Они показали, что человеческие сны действительно содержат элементы, связанные с переживаниями во время бодрствования, то есть дневной остаток по Фрейду. Исследование ознаменовало возвращение снов на страницы журнала Science — впервые с 1968 года.