Исследование работы мозга человека началось почти сто лет назад – именно тогда были изобретены электронные лампы-усилители, благодаря которым с помощью электродов стало возможно через череп точно измерять микротоки, возникающие в мозге. Первым ученым, который таким образом измерял электрический потенциал мозга человека, был психиатр Ханс Бергер. До него подобные измерения проводились только у животных: череп животного вскрывали и вживляли электроды прямо в мозг. В 1924 году Ханс Бергер с помощью новейшего полярографа обнаружил, что электрический потенциал мозга человека в расслабленном спокойном состоянии ритмично изменяется, совершая 8–12 колебаний в секунду. Записанные на бумагу такие колебания потенциала он назвал электроэнцефалограммами, а метод – электроэнцефалографией (ЭЭГ), она применяется и до сих пор.

В конце 1951 года активностью мозга во сне занялся Юджин Асерински. Асерински родился в Бруклине в семье еврейских эмигрантов из России, к 30 годам он все еще не имел диплома о высшем образовании. Его научным руководителем в Чикагском университете был Натаниэл Клейтман, тоже эмигрант из России (прожил 104 года). Клейтман был первым среди нейрофизиологов (нейрофизиология – это специализация ученого, изучающего функции нервной системы человека или животных), который занимался исключительно сном. Сначала Асерински по указанию руководителя наблюдал ночью за спящими младенцами и отметил у них движения глаз под веками. Он обратил на это внимание Клейтмана, и тот предложил выяснить причину этого движения глаз. С помощью старого полярографа, возможно, той же модели, на которой работал еще Бергер, Асерински регистрировал активность мозга в течение всей ночи – до этого никто не догадывался так долго анализировать работу мозга. Заодно снимал и показания движения глаз под веками. Первым испытуемым стал 8-летний сын Юджина Армонд, на электроэнцефалограмме которого на протяжении ночи были то практически ровные линии, то резкие провалы и пики. Такая парадоксальная активность мозга больше походила на работу мозга во время бодрствования, но никак не во время сна. Следующие два года Асерински уже проводил исследования на взрослых людях, и рисунки ЭЭГ повторялись: все те же резкие пики через определенные промежутки времени, 4–6 раз за ночь, совпадающие с быстрым движением глаз под веками. Результаты исследования были подтверждены Клейтманом и опубликованы в 1953 году в престижном журнале Scienсe. Фазу сна с парадоксальной мозговой активностью и быстрым движением глаз они назвали REM-фазой (от англ. REM – rapid eye movement), которая в русскоязычной литературе стала известна под фазой быстрого сна (ФБС), фазой быстрого движения глаз (БДГ-фаза) или фазой парадоксального сна. Эта работа принесла Асерински сразу научную степень доктора наук, минуя магистерскую степень. А в 1957 году Уильям Демент, продолжая работу Юджина Асерински под руководством все того же Натаниэля Клейтмана и анализируя те практически ровные линии на ЭЭГ медленного сна, выделил четыре его стадии. Медленный сон назван так из-за низкой мозговой активности и отсутствия движения глаз. Работы этих трех ученых стоят у истоков всей нынешней сомнологии – науки, изучающей сон. Стоит отметить, что хотя открытие фазы быстрого сна и ее связи со сновидениями признано за Ю. Асерински и Н. Клейтманом, еще в 1937 году появилась работа А. Лумиса[2] с соавторами, в которой он сопоставил электроэнцефалографические рисунки и выделил пять фаз сна.

Чтобы определить, в какой именно стадии сна находится человек, только электроэнцефалографии недостаточно. Необходимы еще данные электромиографии (ЭМГ) – регистрации электропотенциала, возникающего в мышцах, и электроокулографии (ЭОГ) – регистрации движения глаз и исследования глазных мышц. Но и эти данные, как и данные любого другого прибора, не скажут нам, видит ли спящий в данный момент сновидения. Схожие показатели характерны и для сна других млекопитающих, кроме дельфинов и китов – у них нет ФБС, а их полушария мозга спят по очереди для того, чтобы животное могло всплывать на поверхность и делать вдох. Такую особенность обнаружил российский сомнолог доктор биологических наук Владимир Ковальзон с коллегами.

На основе показаний ЭЭГ, ЭМГ и ЭОГ Информационный центр исследования мозга выделяет три различных состояния человека: бодрствование, медленный сон и быстрый сон. Бодрствование, в свою очередь, тоже разделяется на три вида, в зависимости от мозговой активности: от высокой при серьезном обдумывании, например, как клеить обои – встык или внахлест, до вялого состояния наподобие транса или медитации, возникающего после того, как вы эти обои наконец поклеили. Транс и медитация нас тоже интересуют, поэтому мы и эти состояния рассмотрим, но позже. А сейчас познакомимся с особенностями быстрого и медленного сна на примере цикла сна здорового человека с обычным режимом сна.

Когда мы улеглись в кровать и укрылись теплым одеялом, мы все еще бодрствуем, и это состояние названо фазой W. Подключив нас к полярографу, сомнолог зарегистрирует альфа-ритм Бергера – показатель нормальной электроэнцефалограммы с частотой 8–12 Гц, глаза под веками немного подергиваются, а тело напряжено.

Ученые подсчитали, что на засыпание у нас уходит около семи минут (ах, как иногда хочется, чтобы это было действительно так), после которых мы попадаем в фазу 1 медленного сна. Это то состояние, которое мы называем дремотой, или неглубоким сном: тонус (напряжение мышц) на том же уровне, как при бодрствовании, либо несколько ниже, альфа-ритм уменьшается, наблюдается медленное движение глаз. Характерная особенность, которую достаточно легко обнаружить при засыпании, – возникновение гипнагогических (ведущих ко сну) образов, берущих начало из мечтаний, абсурдных или галлюциногенных мыслей. Иногда возникают интересные идеи, решения проблем, но чаще это лишь иллюзия – утром, как правило, эти идеи будут казаться бредовыми, но может попасться и крупица стоящих мыслей. Если вас разбудить в этой фазе, то вы даже не почувствуете, что спали. Спустя 7–10 минут вы попадаете во вторую фазу.

Обратите внимание перед засыпанием на гипнагогические образы. Это те яркие образы, картинки и небольшие (около 1–2 секунды) сценки, которые возникают перед глазами во время засыпания и которые так быстро сменяют друг друга, что сложно вспомнить, о чем думал еще 10 секунд назад. Такие образы более четкие и живые, чем те, что появляются во время мечтаний, воспоминаний или при планировании. Наблюдая за ними, вы сможете уснуть крепче. Добившись мастерства концентрации, вы будете хвататься за эти образы и погружаться в сновидение, сохраняя сознание, а значит, так у вас при засыпании будет начинаться осознанный сон. Если образы, возникающие при засыпании, называются гипнагогическими, то те, которые появляются сразу после пробуждения, называются гипнопомпическими, и они также выглядят очень реальными.

Фазу 2 называют также неглубоким, или легким, сном. В этом состоянии у нас тонус снижается, глаза неподвижны, а ЭЭГ регистрирует в основном тета-волны (4–8 Гц) с появлением сонных веретен – сигма-ритма (12–20 Гц). В первый раз за ночь вторая фаза длится около 20 минут, в последующие циклы она сокращается. Разбуженные в этой фазе сна рассказывают о длительных, ярких и часто логических, менее причудливых сновидениях, чем в ФБС.

Наступающие затем фаза 3 и фаза 4 часто объединяют, так как это уже глубокий, или дельта-сон, отличающийся лишь продолжительностью дельта-волны (2 Гц). Глаза не двигаются, тонус низкий либо высокий, например при лунатизме. На глубокий сон приходится от 15 до 23% всего времени ночного сна, первый раз он длится 30–45 минут, а в последующие циклы продолжительность сокращается. Любопытно, женщины в глубоком сне проводят больше времени, чем мужчины. Но и мужчину, и женщину в этом состоянии сложно разбудить, а те, кто все же просыпался, в 80% случаев рассказывали о виденных только что сновидениях, правда, сюжеты скудные и отрывочные. Разбуженные часто чувствуют себя растерянными, им сложно отвечать на вопросы, и единственное, чего они хотят, – вернуться обратно в постель. Именно в фазах глубокого сна люди разговаривают, приступы лунатизма и ночные ужасы приходятся тоже на эти фазы сна. Затем снова наступает фаза 2, после которой следует первый период быстрого сна.