За два десятилетия, прошедшие со времени открытия связи между быстрыми движениями глаз (БДГ) и сновидениями, было получено много новых сведений о сне. Исследователи сна добыли эти сведения с помощью электроэнцефалографа. Этот прибор регистрирует слабые электрические импульсы мозга и записывает их в виде электроэнцефалограммы (сокращенно ЭЭГ). Подобно тому, как стереосистема усиливает импульсы, зафиксированные в фонографической записи, а затем передаст эту информацию на громкоговорители в виде звука, электроэнцефалограф преобразует наши мозговые волны в графические картины, которые исследователь может увидеть и расшифровать.

Независимо от того, спим мы или бодрствуем, мозг непрерывно посылает разнообразные импульсы. Когда мы работаем, мозг выдаст импульсы определенного типа. В состоянии релаксации генерируются те же альфа-волны, что и в зоне сумерек. Когда мы спим, волны изменяются в соответствии с различными стадиями сна. Перья электроэнцефалографа выписывают эти изменяющиеся импульсы на движущейся бумажной ленте. На основе таких волновых картин была принята формальная классификация стадий сна — она состоит из четырех различных стадий небыстрых движений глаз (НБДГ) и одной стадии быстрых движений глаз (БДГ).

Путешествуя по ночному миру, мы входим в эти стадии и выходим из них, так что можно насчитать от четырех до шести повторяющихся циклов в зависимости от того, сколько времени длиться сон. Каждый цикл продолжается около девяноста минут и состоит из фазы НБДГ и следующей за ней фазы БДГ (см. рис. 1, дающий графическое отображение типичных стадий сна).

Рис. 1. Различные стадии ЭЭГ в течение трех ночей. Толстые линии над линией ЭЭГ обозначают периоды, во время которых наблюдались быстрые движения глаз. Стрелки показывают начало одного цикла ЭЭГ и начало следующего. Вертикальные линии над каждым графиком указывают на движение тела: длинные линии отмечают крупные движения, изменения в положении тела, короткие линии обозначают малые движения.

Используя ЭЭГ и различные приборы для измерения движения глаз, мышечной активности, дыхания и других функций, исследователи установили четкую картину процесса сна. На основе этих данных мы теперь можем представить, как на географической карте, "горы и долины", встречающиеся нам в путешествии через ночь. Мы можем детально описать явления, происходящие с нами в той части нашей жизни, которая отдана сну.

Что происходит с нашими чувствами в мире сна? Много ли мы можем слышать? Каковы движения наших глаз, когда мы «смотрим» сны? Почему мы поворачиваемся ночью, меняя позу?

Мы спим.

Зона сумерек осталась позади, и мы полностью погрузились в мир сна. На этой стадии нас еще легко разбудить и тогда мы, вероятно, будем утверждать, что вообще не спали. Но нечто значительное уже произошло, даже если мы этого не осознаем: мы стали функционально слепы.

В нормальном бодрственном состоянии наши глаза постоянно двигаются, словно два дула двустволки, они поворачиваются вместе, "в унисон". Когда мы проходим через зону сумерек, эти скоординированные движения глаз постепенно замедляются, зрачки сужаются, затеняя свет. К моменту вступления в мир сна наши глаза совершают медленные вращательные движения. Опыты показали: даже если веки остаются открытыми и перед нами вспыхивает свет во время сна, человек не замечает и не помнит этого. Этот точный тест, свидетельствующий о функциональной слепоте, был проведен многократно в лабораториях по изучению сна. Всякий, кто имел когда-нибудь кошку или собаку, мог сам заметить случаи функциональной слепоты животных. У собаки, спящей на диване, глаза могут оставаться открытыми, но если перед ее глазами помахать рукой, она не реагирует. В сущности, для людей тоже не так уж необычно спать с открытыми глазами — это можно наблюдать, например, у солдата на ночном посту.

Итак, если уж мы уснули, нас, скорее всего не будет беспокоить свет. Но вот резкий, необычный звук вполне может нас разбудить. Однако шум сам по себе необязательно мешает спать или не дает уснуть. Можно научиться спать, несмотря на близкие звуки строительства нового здания, если мы к ним привыкли. Солдаты могут спать на поле боя, не обращая внимания на выстрелы. Некоторые люди спят только в присутствии определенного рода шумов, они предпочитают засыпать под звуки радио или телевизора. Одна молодая женщина из Сан-Франциско рассказывала в газетном интервью о том, что может заснуть, только слушая рок-музыку, а поскольку громкая музыка беспокоит ее родителей, она приспособилась ложиться в постель с наушниками.

Несмотря на то, что мы можем спать в шумной обстановке, а иногда она нам даже требуется, мы все-таки весьма избирательно реагируем на звуки, действующие на нас во время сна. Некоторые знакомые шумы нисколько нас не тревожат и даже могут «убаюкивать», но внезапный, непривычный шум сразу нас разбудит. Почти невозможно подкрасться к спящему животному в диких условиях или даже в зоопарке. Так же и человеческий слух остается настороже всю ночь по отношению к необычным звукам. Чувствительность слуха во сне демонстрируют мать или отец, немедленно просыпающиеся при плаче младенца в соседней комнате. Сон часто начинается с подергивания, как стартовый рывок поезда или автобуса. Это внезапное судорожное движение, которое происходит на первой стадии НБДГ, называют миоклонной судорогой. Она вызвана резкой вспышкой электрической активности мозга. Миоклонная судорога подобна миниатюрной версии эпилептического приступа, но это — вполне нормальная часть мира сна. В большинстве случаев мы ее не осознаем, и наше тело снова релаксирует, когда мы продолжаем путешествовать в ночи.

Теперь мы полностью вошли в первые две стадии сна. На стадии НБДГ-1, легкого сна, ЭЭГ показывает картину, похожую на ряд букв «m», написанных быстрыми судорожными каракулями. В этой стадии мы пребываем всего минут пять. Затем мозговые волны снова изменяются, наступает стадия НБДГ-2. В лаборатории изучения сна перья энцефалографа будут двигаться рывками, записывать новый графический рисунок, похожий на ряд острых зубцов. Стадия 2 есть, по-видимому, переход между первой стадией сна и более глубоким сном, наступающим в стадиях 3 и 4.

Теперь нас полностью охватывает мир сна, относя к бескрайнему горизонту. Для обеих стадий, 3 и 4, характерны крупные, медленные, «перекатывающиеся» мозговые волны. Если сравнить мозговые волны во время активного бодрствования с малыми, быстрыми волнами ряби у океанского берега в ветреный день, то медленные волны в стадиях 3 и 4 можно было бы описать в виде высоких, длинных, набегающих на берег волн, идеальных для серфинга. Эти медленные волны никогда не возникают у нормальных людей при дневном бодрствовании, хотя их иногда находят у лиц, страдающих поражением мозга. Здесь мы снова имеем ясное свидетельство того, сколь фундаментально различны физиология сна и физиология бодрствования.

Волны на стадиях 3 и 4 синхронизированы, в отличие от волн при бодрствовании. В бодрственном состоянии мозг вынужден иметь дело с таким множеством разных, иногда внезапных и часто сложных видов деятельности одновременно, что волны, записанные на ЭЭГ, десинхронизированы, они имеют вид быстрых нерегулярных всплесков, поскольку различные отделы мозга выполняют свои специальные задачи. Но чем глубже сон, тем меньше число функций, требующих концентрации и готовности, которые приходится контролировать мозгу. В результате полной релаксации, характерной для глубокого сна, волны все больше и больше синхронизируются, показывая, что тело и мозг плавно «затихают», подобно машине на холостом ходу.

Итак, мы глубоко уснули. Глаза у нас двигаются очень слабо, тело полностью отдыхает в той или иной позе сна. Но появляется и кое-что новое, чего не было в состоянии бодрствования. Речь идет о некоторых биологически активных веществах семейства аминов, подача которых начинает возрастать, и они накапливаются в различных клетках и клеточных группах мозговой ткани. Если мы не спим достаточное время, то этот процесс не будет идти с должной регулярностью — и это одна из причин того, что недостаток сна в течение долгого времени оказывает ослабляющее действие на функционирование организма.