Демент изучил многие аспекты цикла человеческого сна. Он начал со следующего: «спящий» мозг, подобно солдатам на поле боя, вовлечен в жестокое биологическое сражение. Конфликт включает спланированные сражения между двумя сильными противниками, каждый из которых имеет легионы солдат – клеток мозга и биохимических веществ с различным принципом действия. Хоть театром военных действий служит голова, отголоски сражения влияют на каждую клетку организма. Это столкновение иногда называют моделью «противостоящих процессов».
Когда Демент взялся за определение противоположных движущих сил, он заметил в происходящем нечто странное. Во-первых, эти силы задействованы не только ночью, когда мы спим, но и днем, во время бодрствования. Во-вторых, они действуют по определенному графику, согласно которому по очереди выигрывают и проигрывают бои, циклично проходя весь путь побед и поражений каждый день и каждую ночь. В-третьих, ни одна из сторон не выходит окончательным победителем в этой войне. Это и обусловливает непрерывный цикл бодрствования и сна, проживаемый нами каждый день (и ночь) на протяжении всей жизни.
Демент не работал в одиночку. Его наставник, талантливый нейрофизиолог Натаниэль Клейтман, поделился с ним своими наблюдениями. Этот ученый проводил эксперименты не только на себе, но и на своих детях. Когда стало известно, что его коллега открыл REM-сон[33], Клейтман тотчас провел эксперимент на своей дочери и получил подтверждение открытия. Но один из наиболее интересных опытов ученый провел в 1938 году, когда вместе с коллегой спустился в Мамонтову пещеру в Кентукки на глубину 45 метров, где они пробыли целый месяц.
Ученые хотели проверить, является ли цикл сна и бодрствования автоматическим и сохранится ли он в отсутствие солнечного света и распорядка дня. Результаты наблюдений были различными, но этот эксперимент стал первой подсказкой о том, что человеческому организму свойствен автоматизм. Сегодня известно, что организм человека функционирует по внутреннему распорядку, который контролируется отдельными областями мозга, обеспечивая регулярный ритм бодрствования и сна. Не правда ли, удивительное сходство с кварцевым кристаллом в наручных часах? Часть гипоталамуса, называемая супрахиазмальным ядром, регулирует суточные ритмы, разумеется, отличные от работы обычных часов.
Клейтман и Демент определили, что этот автоматический ритм задается противодействием двух сил. Исходя из того, что эти силы подвержены внутреннему контролю, мы можем изучить их работу детальнее.
Одна армия, состоящая из нейронов, гормонов и различных химических веществ, отвечает за бодрствование. Эту армию называют циркадианной системой (или «процессом Б»). Если выиграет она, человек будет постоянно бодрствовать. К счастью, ей противостоит другая армия с равными силами, которая тоже состоит из клеток мозга, гормонов и различных химических веществ. Эта воюющая сторона делает все, чтобы уложить вас спать. Она называется гомеостатическим механизмом сна («процесс С»). Если она одержит победу, вы уснете и больше не проснетесь.
Это весьма странная, даже парадоксальная война. Чем дольше одна из армий сдерживает противника, тем ближе она к проигрышу битвы. Похоже, каждая армия утомляется от своей победы и поднимает на время белый флаг. Действительно, чем дольше вы бодрствуете (участники процесса Б совершают круг почета в мозге), тем выше вероятность, что циркадианная система уступит поле битвы своему врагу – и вы отправитесь спать. Для большинства людей этот акт капитуляции происходит спустя 16 часов пребывания в активном сознании. Это произойдет, даже если находиться в это время в пещере.
В свою очередь, чем дольше вы спите (процесс С победоносно марширует), тем более вероятно, что гомеостатический механизм сна уступит место противнику, который, разумеется, заставит вас проснуться. В основном время до капитуляции составляет половину периода действия противника, то есть около восьми часов блаженного сна. И пробуждение, безусловно, произойдет, даже если вы живете в пещере.
Для всех, за исключением членов тех 20 семей, страдающих постоянной инсомнией, такая регуляция сна и бодрствования считается нормальной – даже критически важной – частью повседневной жизни, что удалось определить Клейтману, Дементу и другим исследователям. Таким образом, ежедневное сражение с победами и поражениями циркадианной системы и гомеостатическим механизмом сна настолько предсказуемо, что его можно изобразить в виде графика. Научно доказано, что процесс С определяет длительность и интенсивность сна, в то время как процесс Б – тенденцию и время потребности во сне.
Итак, противостояние двух армий не происходит бесконтрольно. Внутренние и внешние силы регулируют необходимую продолжительность сна. Мы рассмотрим две из этих внутренних сил – хронотип и зону короткого дневного сна. Для того чтобы понять, как они работают, нужно ненадолго отвлечься от хитросплетений противостояний и понаблюдать за жизнью художника-аниматора и редактора рубрики советов. И еще поговорим о птицах.
Бывший редактор рубрики советов Анна Лэндерс с негодованием в голосе сказала: «Пусть никто мне не звонит, пока я не буду готова!» – и ее телефон был выключен примерно между часом ночи и десятью утра. Почему? Обычно в это время Анна спала. Художник-аниматор Скотт Адамс, автор комиксов о Дилберте[34], никогда не начинал свой день в 10 утра. «Я полностью погружен в свой ритм, – говорит он. – Весь творческий процесс происходит до полудня… Я начинаю работать над комиксами с 6–7 утра». Рабочий день одного из этих двух креативных, состоявшихся профессионалов начинается тогда, когда второй уже заканчивает его.
Между часом ночи и десятью утра – очень похоже на Дилберта из комиксов Адамса. В научной литературе таких людей называют жаворонками (или менее благозвучно – «ранний хронотип»). В общем, жаворонки отличаются наивысшей активностью около полудня, и максимальная продуктивность у них отмечается за два часа до обеда. Им не нужен будильник, так как они всегда просыпаются раньше, чем он прозвенит, – чаще около шести утра. Жаворонки признаются, что их любимый прием пищи – завтрак, и обычно они потребляют меньше кофе, чем другие люди. С наступлением вечера они становятся сонными; большинство жаворонков ложатся спать (или хотят спать) около девяти часов вечера.
Жаворонки противостоят каждым двум из десяти человек на противоположном конце спектра сна – «поздним хронотипам», или совам. В общем, наибольшая активность сов приходится на шесть часов вечера, а наивысшая продуктивность – на поздний вечер. Они редко ложатся раньше трех часов ночи. Совам обязательно нужен будильник, чтобы проснуться утром, а для истинных сов – даже несколько, для верности. Если бы совы могли выбирать, они не просыпались бы раньше десяти утра. Неудивительно, что излюбленный прием пищи поздних хронотипов – ужин, и они выпивают литры кофе, чтобы не уснуть в течение рабочего дня. Если вы думаете, что совы не так хорошо спят, как жаворонки, в современных условиях, то попали в точку. Действительно, у сов обычно накапливается огромный «недостаток сна» на протяжении жизни.
Поведение жаворонков и сов крайне специфично. Исследователи считают, что данные модели хронотипов определяются еще в раннем детстве и записаны в генотипе, управляющем циклами сна и бодрствования. Результаты одного исследования подтверждают, что если мать и отец – жаворонки, половина их детей тоже будут вставать спозаранку. Жаворонки и совы составляют около 30 процентов всего человечества. Остальная часть – колибри. Некоторые колибри больше похожи на сов, а некоторые – на жаворонков, остальные посредине континуума. Насколько мне известно, для людей, которым требуется всего четыре-пять часов сна, еще не подобрали соответствующего названия. Их относят к страдающим легкой бессонницей.
Так сколько часов сна необходимо человеку? Принимая во внимание недавно приобретенные нами знания о том, как и когда мы спим, можно предположить, что исследователи дадут ответ на этот вопрос в ближайшее время. Более того, ответ уже имеется: мы не знаем. Вы правильно поняли. После многовекового опыта нам все еще неизвестна оптимальная продолжительность сна человека. Общие правила здесь не работают: у каждого человека вы найдете больше отличий, чем сходства. Более того, график сна часто меняется – в зависимости от возраста, от пола. На него также влияет погода, или беременность, или половое созревание. Следует принимать во внимание и множество переменных факторов. Так что, похоже, мы задали неправильный вопрос. Давайте его переформулируем. Сколько нам не нужно спать? Иными словами, каковы временные рамки сна, негативно влияющего на нормальное функционирование организма? Это очень важный вопрос, так как избыток или недостаток сна может привести ко всевозможным дисфункциям. Независимо от необходимой продолжительности сна, при отклонении от нормы (в любую сторону) с вашим мозгом происходят плохие вещи.
