Поступает ли часть биотоков от работающих мышц в центральную нервную систему и кору мозга? Да, конечно. Наше тело, особенно его нервные волокна и нервные ствопо лы, — неплохой проводник для тока. А как влияет биоток на состояние мозговой деятельности?

От работающих мышц нервные импульсы идут в кору головного мозга. Чем сильнее и продолжительнее движения, тем выше тонус коры, а значит, и выше уровень бодрствования. Но вот человек устал. Пока были силы двигаться, ему удавалось бороться со сном, но стоило присесть и расслабить часть мышц, как его сразу же стало неудержимо клонить в сон. А уж если представилась возможность прилечь, то сон и вовсе не побороть. Причем у физически утомленного человека расслабление мышц может быть очень глубоким, вплоть до степени относительной «электрической тишины», или «биоэлектрического молчания», в мышцах. Понятна индийская пословица: «Усталость — лучшая подушка».

Итак, биотоки, возникающие в мышцах в период их возбуждения, являются мощным раздражителем для нервной системы. Вот почему так важно овладеть способами произвольного регулирования этим раздражителем.

В наш век стремительного развития науки и техники, с его напряженным темпом жизни и все увеличивающимся потоком разнообразной информации нередко приходится слышать: «ничего не успеваю сделать за день», «не хватает дня на все дела, а еще хочется и почитать и в театр сходить». И многие, не умеющие как следует организовать режим дня, нередко экономят время за счет сна.

Результаты такой «экономии» сказываются довольно скоро. Человек не отдыхает за ночь, постепенно нарастает утомление, снижается работоспособность, а затем и сопротивляемость организма к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды. Может в дальнейшем развиться и бессонница.

А ведь сон — жизненно необходимая потребность организма, не менее важная, чем пища. Без пищи человек или животное может обходиться дольше, чем без сна. Физиологи экспериментально доказали, что, например, собака живет без пищи около месяца; если же ее лишить сна, она погибнет через 10—12 дней. Человек, попадая в особые, исключительные условия, может голодать в течение месяца и даже дольше; без сна он не проживет и полутора-двух недель.

Сон — естественный отдых для организма, поддерживающий нормальную жизнедеятельность. Он предохраняет клетки коры головного мозга от истощения и разрушения. Во время сна восстанавливается энергия нервной ткани, расходуемая в период бодрствования.

Известно, что в природе существует закон периодичности. Человек, как и всякое живое существо, подчиняется законам природы. Правда, периодичность наступления сна более сложна и более подвержена разнообразным влияниям, чем периодичность других явлений природы. У человека она зависит от особенностей типа высшей нервной деятельности, возраста, условий внешней среды и, самое главное, от того, каким был период бодрствования.

По мере развития естествознания возникали различные теории, пытавшиеся научно объяснить процесс сна. Один ученые считали причиной наступления сна отравление мозга особыми ядами — гипнотоксинами, образующимися в течение дня. Другие объясняли сон перераспределением крови: когда человек ложится, ухудшается кровоснабжение мозга. Третьи полагали, что человек засыпает в результате возбуждения «центра сна» в мозгу. Однако эти теории поясняли далеко не все, в частности не раскрывали природы чередования сна и бодрствования.

Сон — разлитое торможение коры больших полушарий, возникает по мере расходования нервными клетками энергии в течение дня и снижения их возбудимости. Распространение торможения на более глубокие отделы мозга — подкорковые образования, средний мозг обусловливает углубление сна. В состоянии торможения, покоя клетки полностью восстанавливают свои энергетические запасы. К моменту пробуждения, если сон был достаточно глубоким и полноценным, они снова готовы к активной работе.

Если записать биотоки мозга спящего человека с помощью электроэнцефалографа, то можно убедиться, что при разной глубине сна частота колебаний волн будет различной. Для глубокого сна характерна медленная активность, которая на электроэнцефалограмме дает запись воля с частотой колебания 1—3 в секунду. Во время бодрствования на кривой записи биотоков мозга преобладают волны с частотой колебаний 8—13 в секунду.

Ученым удалось установить, что при глубоком сне в коре мозга животного остаются бодрствующие участки. Например, у голодной кошки во сне сохраняется активность лобной доли больших полушарий, где находятся так называемые пищевые центры. Стоит кошке ввести глюкозу, как эта деятельность мозга угасает и на электроэнцефалограмме появляются волны, характерные для глубокого сна. И многие люди не могут уснуть или засыпают с трудом на голодный желудок. Это происходит вследствие возбуждения пищевых центров.

Во время сна в коре мозга могут быть и другие «сторожевые пункты». Мать немедленно просыпается при малейшем движении ребенка; спящий меняет во сне неудобную позу, раскрывается или, наоборот, укрывается потеплее, когда меняется температура воздуха в комнате, без будильника точно просыпается тогда, когда ему нужно встать.

Известны примеры, когда люди во сне решают сложные математические задачи. И это помогли объяснить физиологи. В процессе поисков решения в мозгу образуется сильный очаг возбуждения — «сторожевой пункт». Когда человек бодрствует, многие другие внешние раздражители отвлекают, как бы оттягивают часть энергии от этого пункта. Во время сна другие раздражители отсутствуют, и вся энергия концентрируется в «сторожевом пункте», что и приводит к успешному решению задачи.

Итак, сон, как неоднократно подчеркивал академик И. П. Павлов, — это победа торможения над возбуждением. Но все же нельзя поставить знак равенства между сном и торможением. Между ними есть существенная разница. Торможение существует постоянно, а сон наступает временами.

Сон со сновидениями свидетельствует о неполном торможении коры головного мозга. Для выяснения природы сна и сновидений в лаборатории записывали электрическую активность мозга животных во время сна. Оказалось, что спустя примерно час после засыпания медленные волны глубокого сна на некоторое время сменяются быстрыми волнами, характерными для пробуждения. Однако животное при этом продолжает спать. Эта фаза сна получила название парадоксального сна. В течение последующего периода происходит чередование обычного сна с парадоксальным.

В дальнейшем аналогичные наблюдения были проведены в клинике и дали те же результаты. В связи с этим ученые и сформулировали современные представления о сне. В нем различают две фазы: с медленной электрической активностью — медленный сон и с быстрой электрической активностью — быстрый, или парадоксальный, сон.

Парадоксальный сон появляется периодически на фоне медленного сна и занимает примерно одну четверть времени всего сна. Ученые предполагают, что сновидения возникают именно в процессе парадоксального сна. В этой фазе у спящего человека могут двигаться глазные яблоки, сокращаться мышцы лица, появляется жестикуляция. Иногда он стонет во сне, произносит отдельные слова и фразы. Во время парадоксального сна изменяются и другие функции организма; учащаются пульс и дыхание, иногда меняется их ритм, повышается артериальное давление. Для этой фазы типично наиболее глубокое расслабление скелетных мышц. Их биопотенциал снижается до нулевой линии, что увязывается с понятием о более глубоком отдыхе клеток мозга.

Это надо учесть тем, кто бездумно принимает снотворные. Они в своем большинстве укорачивают и подавляют фазу этого сна.

Что же такое сновидения?

Современной наукой установлено, что в сновидениях нет ничего мистического, таинственного, вещего, как думали раньше. Многообразные раздражения, исходящие из внешнего мира и внутренней среды организма, запечатлеваются в коре головного мозга и хранятся в ней годами как следы впечатлений. Во время сна на фоне неполного торможения коры эти следы как бы оживают иногда в причудливой, беспорядочной, искаженной форме. Но сновидения всегда отражают то, что человек знает, видел, слышал. Например, громкий стук, хлопанье дверьми вызывают у спящего представление о раскатах грома, орудийной стрельбе и т. п.