Через некоторое время после этого открытия другой итальянец, физик Алес
сандро Вольта, доказал ошибочность теории Гальвани в отношении источни
ка электричества, приводившего в движение лапку лягушки. Вольта показал
, что электрический потенциал (названный в честь ученого «voltage») происходил
из сочетания медной и стальной проволоки, контактировавшей с влажной тк
анью, Ц другими словами, из примитивной батареи, достаточно мощной для т
ого, чтобы стимулировать рефлекторную мышечную активность. Позже Гальв
ани все же доказал, что, как и было открыто, активность мышечных и нервных
клеток приводит к микроскопическим изменениям электрического заряда
Ц к «животному электричеству»!
К середине XIX века научное понимание электричества достигло уже достато
чного уровня, чтобы стало возможным качественное измерение электричес
кой активности нейронов на любом участке нервной системы. Когда одно око
нчание периферическою нерва подвергалось активной стимуляции, на друг
ое его окончание постоянно передавался электрический импульс. Ричард К
ейтон из Ливерпульского университета заключил, что это и есть способ пер
едачи импульсов по периферической нервной системе (к которой принадлеж
ат органы чувств и двигательные нервы, расположенные вне центральной не
рвной системы), а также, возможно, и в центральной нервной системе (головно
м и спинном мозге). Таким образом, если в результате измерения электропот
енциала мозга отмечаются какие-либо изменения, то они должны быть следс
твием сенсорной стимуляции мозга.
Начало эпохи электричества восходит к одному из самых знаменитых за всю
историю науки экспериментов, проведенному в XVIII веке итальянским физиоло
гом Луиджи Гальвани, Ц эксперименту, в ходе которого было открыто «живо
тное электричество». Гальвани был крайне удивлен, что когда он прикасалс
я к отсеченной лягушечьей лапке двумя кусочками различных металлов, то т
а начинала дергаться, как живая. Кроме того, когда Гальвани, подсоединив к
ней провода, сделал примитивное устройство для определение электропот
енциала, он обнаружил, что и в самом деле вырабатывается электричество. Н
а этом Гальвани и построил свою теорию о том, что нервы ноги служат источн
иком электричества, а затем обобщил предположение, заключив, что все тка
ни организма продуцируют «животное электричество» как результат проце
ссов жизнедеятельности живых существ.
Через некоторое время после этого открытия другой итальянец, физик Алес
сандро Вольта, доказал ошибочность теории Гальвани в отношении источни
ка электричества, приводившего в движение лапку лягушки. Вольта показал
, что электрический потенциал (названный в честь ученого «voltage») происходил
из сочетания медной и стальной проволоки, контактировавшей с влажной тк
анью, Ц другими словами, из примитивной батареи, достаточно мощной для т
ого, чтобы стимулировать рефлекторную мышечную активность. Позже Гальв
ани все же доказал, что, как и было открыто, активность мышечных и нервных
клеток приводит к микроскопическим изменениям электрического заряда
Ц к «животному электричеству»!
К середине XIX века научное понимание электричества достигло уже достато
чного уровня, чтобы стало возможным качественное измерение электричес
кой активности нейронов на любом участке нервной системы. Когда одно око
нчание периферическою нерва подвергалось активной стимуляции, на друг
ое его окончание постоянно передавался электрический импульс. Ричард К
ейтон из Ливерпульского университета заключил, что это и есть способ пер
едачи импульсов по периферической нервной системе (к которой принадлеж
ат органы чувств и двигательные нервы, расположенные вне центральной не
рвной системы), а также, возможно, и в центральной нервной системе (головно
м и спинном мозге). Таким образом, если в результате измерения электропот
енциала мозга отмечаются какие-либо изменения, то они должны быть следс
твием сенсорной стимуляции мозга.
В то же время мозг рассматривался всего лишь как нейронная сеть Ц орган,
всецело зависящий от внешних стимулов и сам по себе ничего не делающий; и
наче говоря, не способный давать что-либо, кроме ответов на заданные вопр
осы. И если такой мозг не был tabularasa, то лишь потому, что в нем остав
ляли след импульсы, поступавшие из органов чувств. В 1875 году Кейтон попыта
лся измерить предполагаемую реакцию мозга на сенсорную стимуляцию. Под
вергнув собаку анестезии, он вскрыл ей черепную коробку и обнаружил пове
рхность полушарии ее мозга. Когда Кейтон подсоединил электроды к коре го
ловною мозга собаки, у нее случился шок, и это не был электрошок. Собака бы
ла под анестезией, следовательно, возможности получать какую-либо сенсо
рную информацию у нее не было, и Кейтон не ожидал никаких физиологически
х изменений в ее мозговой активности. По, вопреки ожидаемой стабильности
потенциала, в мозгу собаки происходили непрерывные изменения, быстрые к
олебания напряжения. Произошедшее послужило явным доказательством тог
о, что мозг не является только лишь аппаратом реакций па стимулы: нейтрал
ьным его состоянием оказался не полный покой, а активность. По крайней ме
ре, это можно было утверждать о мозге «друга человека».
Чтобы сделать записи мозговой активности добровольцев из человеческог
о племени, пришлось ждать изобретения альтернативной экспериментально
й техники, поскольку иначе потребовалось бы вскрывать слишком много чер
епных коробок. Дело в том, что биоэлектрический потенциал мозга очень сл
аб Ц порядка милливольта и меньше (милливольт Ц одна тысячная вольта; д
ля сравнения: напряжение в обычной пальчиковой батарейке равняется пол
угора тысячам милливольт). Очевидно, электропотенциал мозга достаточно
слаб даже при измерении его непосредственно на поверхности мозга, и во м
ного раз слабее, если ему приходится преодолевать сопротивление оболоч
ек, особенно костной. Даже самые чувствительные приборы, применявшиеся в
XIX веке, не были достаточно чувствительны, чтобы воспринимать и записыват
ь сигналы, амплитуда которых не превышала нескольких микровольт (миллио
нные доли вольта). Изобретение электронной лампы-усилителя в начале XX век
а обеспечило возможность ведения измерений с необходимой точностью, а т
акже обусловило появление высококачественной звукозаписи, радио и тел
евидения.
Этим не преминул воспользоваться Ханс Бергер, немецкий нейропсихиатр, п
олучивший возможность при помощи новых приборов записывать электричес
кую активность человеческого мозга, не нарушая целостности черепов доб
ровольцев. Каково же было его удивление, когда результаты оказались не м
енее сенсационными, чем открытие, сделанное Кейтоном за 50 лет до него. В оп
ытах с человеком Бергер ожидал получить такие же беспорядочные колебан
ия напряжения, как и при проведении опытов с животными: кроликами, кошкам
и, собаками, обезьянами. Но колебания напряжения у представителей челове
ческой расы оказались неожиданно ритмичными. Бергер назвал записи мозг
овых волн электроэнцефалограммой (ЭЭГ) и отметил, что, как только субъект
был в состоянии лечь, закрыть глаза и расслабиться, колебания его мозгов
ых волн становились регулярными, с периодичностью повторения примерно
10 раз в секунду. Это и был знаменитый «альфа-ритм» (названный так его перво
открывателем), свидетельствующий о состоянии расслабления (равно как и о
погружении в медитацию). Бергер обнаружил, что частота (количество пиков
в секунду) колеблется между 8-ю и 12-ю, и альфа-ритм исчезает, как только из вн
ешнего мира поступает неожиданный стимул (например, звук щелчка пальцам
и). Наконец-то у науки появилось окно, открытие которого обещало пролить с
вет на природу сознания.
Занятно, что наблюдения, сделанные Бергером, поначалу были восприняты в
научных кругах с изрядной долей скепсиса. Большинство электрофизиолог
ов сочли обнаруженный Бергером альфа-ритм результатом определенного р
ода ошибки в измерениях, а не следствием естественной активности мозга.
Эксперты двояко обосновывали свои сомнения: во-первых, они были уверены,
что единственный тип электрической активности мозга Ц это «пиковые [spike]
всплески потенциала», связанные с работой мозговых клеток; во-вторых, в а
льфа-ритме, о существовании которого заявил Бергер, наблюдалась регуляр
ность такой степени, которую в живой природе встретить никто не ожидал; т
ак что полученный результат проще было приписать сбоям в работе аппарат
уры. Лишь после повторения этого опыта исследователями из Кембриджског
о университета, основополагающее открытие Бергера было наконец принят
о, и тем самым положено начало энцефалографии как науки. Среди исследова
ний связи между состоянием сознания и состоянием мозга (в которых Бергер
также был пионером) была и первая электроэнцефалограмма спящего челове
ка.
Исследования изменений ЭЭГ в процессе сна, впервые выявленных Бергером,
были продолжены в 30-е годы в Гарвардском университете.

Loomis, A. L.; Harvey, E. N.; and Hobart, G., 'Cerebral states during sleep as studied by human brain potentials,“ Journal of Expericnrial Psychology, 21 (1937): 127-44.
На основе записей ЭЭГ бодрствования и сна пяти уровней там пришли
к заключению, что сновидения имеют место во время более поверхностного с
на. В подобной же серии исследовании в Чикагском университете изучалась
разница между изменениями умственной активности у бодрствующего и у сп
ящего субъекта. Был сделан вывод, что в фазе глубокого сна сны снятся очен
ь редко.
Blake, H; Gerard, R.W.; and Kleitman, N., „Factors influencing brain potentials during sleep“, Journal ofNeurophysiology 2 (1939): 48Ц 60.
Эти исследования позволили предположить, что изучение сновидени
я могло бы стать более объективным и научным, если бы существовали какие-
то способы удостовериться, видит данный человек сны, или нет Ц и если вид
ит, то когда. Но прежде чем ученые реализовали эту возможность, прошло нес
колько десятилетий.
В конце 40-х было обнаружено, что стимуляция нервной структуры ствола мозг
а (основания мозга), называемой ретикулярной формацией, ведет к активиза
ции коры больших полушарий. Стимуляция ретикулярной формации у спящей к
ошки, к примеру, приводила к пробуждению, а разрушение приводило, наоборо
т, к состоянию перманентной комы. А коль скоро главным источником активи
зации ретикулярной формации являются сенсорные сигналы, была предложе
на теория, согласно которой сон может порождать процессы торможения в ре
тикулярной системе. Так что погружение в сон может зависеть от снижения
ретикулярной активности вследствие уменьшения количества поступающи
х сенсорных сигналов.
Отношение к засыпанию как к пассивному процессу, по всей видимости, засл
уживало внимания. И в самом деле: разве в темной, тихой комнате заснуть не
проще, чем в шумной и ярко освещенной?! Но теория засыпания как всего лишь
пассивного следствия снижения количества информации, воспринимаемой о
рганами чувств, имела явные недостатки. В конце концов, как бы тиха и темна
ни была комната, если вы не хотите спать, вы не уснете. С другой стороны, есл
и вы не выспались и очень устали, вы будете в состоянии уснуть где угодно,
даже стоя на рок-концерте! Таким образом, совершенно очевидно, что засыпа
ние не могло быть объяснено только этой теорией. Поэтому обнаружение чер
ез некоторое время в основании мозга, лобных долях и других его частях ак
тивных гипногенных центров, электро Ц или нейрохимическая стимуляция
которых вела к засыпанию, не было неожиданностью.
К концу 40-х годов это было существенным достижением в научном изучении би
ологии сна. Сон рассматривался как конец континуума бодрствования. В дру
гом конце этого континуума было состояние полного бодрствования, подел
енное на промежуточные стадии: от расслабления, через состояние внимани
я и до состояния полной умственной подвижности, достигающей крайней сте
пени в маниях или в панике. В каком месте этой шкалы вы находитесь, зависит
от состояния вашей ретикулярной формации. При таком подходе сон станови
тся банальностью, и степень погружения в него определялась по шкале бодр
ствования. Сновидения, отмечавшиеся чаще всего во время неглубокого сна
, выглядели как занятные отклонения в сторону состояния частичного бодр
ствования при частичном функционировании аппарата мышления.
С течением времени эти взгляды были вытеснены новыми, возникшими в резул
ьтате важных событий 50-х годов.

Сновидение и БДГ-сон

В 1952 году студент Чикагского университета Юджин Асерински, работая под ру
ководством Натаниэля Клейтмана, изучая картину сна у младенцев, сделал в
ажное наблюдение. Он заметил, что периоды движения глаз и других проявле
ний активности регулярно перемежаются периодами относительно спокойн
ого сна. Эти повторяющиеся периоды быстрых движений глаз (БДГ) легко набл
юдать при помощи электродов, прикрепленных у глаз наблюдаемого. Получив
шуюся запись назвали электроокулограммой (ЭОГ). Одновременное снятие за
писей ЭЭГ и ЭОГ показало, что периоды БДГ соответствуют поверхностному с
ну. Больше того, когда субъекты (в данном случае Ц взрослые) бывали разбуж
ены после БДГ-периодов, они обычно сообщали об очень ярких снах; после же
пробуждения от других фаз сна они рассказывали, что видели сн
ы только в одном случае из пяти (другие фазы называются не-БДГ-сон, или НБД
Г). Aserinsky, E. and Kleitman, N.,
„Regularly occurring periods of eye motili-tyand concomitant phenomena during sleep“, Science,118 (1953): 273-74.

Наконец-то у науки появился ключ к снам или, по крайней мере, к разрешению
таких загадок, как частота и длительность сновидений, а также вопроса о т
ом, бывают ли люди, невидящие снов, или они их просто не помнят.
Среди тех, кто работал в лабораториях Клейтмана, был медик-второкурсник
Уильям К.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39