С самых древних времен ученые задумывались над загадочным явлением сна, пытаясь его объяснить.
Мысль о том, что сон — следствие утомления, была естественной. К концу дня человек устает и неизбежно стремится уснуть. Но, приглядевшись к себе и к окружающим, мы не решимся утверждать, что утомление всегда ведет ко сну. Часто при переутомлении наступает не сон, а бессонница. Грудные дети спят очень много, а ведь они не утомляются. Кроме того, встречаются люди, которые работают мало, а спят много. Значит, дело не только в утомлении.
После сна человек встает отдохнувшим, бодрым. Отсюда возникло предположение, что сон как бы охраняет или защищает организм от истощения.
Сон считали своеобразным защитным движением животного, которому угрожает опасность: зверек, увидев сильного врага, иногда приходит в оцепенение, скованное состояние. На мертвого враг не нападает. И своей мнимой смертью зверек как бы защитился.
Безусловно, клетки мозга, погружаясь в сон, избавляют себя от истощения, но одним этим объяснить весь механизм сна нельзя, в возникновении сна играют роль ещё многие другие явления.
Изучая сонного человека, ученые нашли в его крови вредные продукты, отравляющие мозг. Из крови только что уснувшего человека была выделена углекислота, креатин и молочная кислота. Эти вещества вводились в кровь кроликов — кролики немедленно засыпали.
Французские ученые Лежандр и Пьерон поставили такой опыт: они не давали спать собакам по десять дней, затем брали у них сыворотку крови и вводили ее другим собакам, которые только что выспались. И эти животные тотчас же впадали в глубокий сон. Вещество, выделенное из крови, ученые назвали гипнотоксином, или сонным токсином. Это как бы шлак, который исчезает во время сна, освобождая, очищая мозг.
Работы этих ученых помогли проникнуть глубже в тайну сна, но все же тайна оставалась нераскрытой. Ведь если бы сон возникал только в связи с самоотравлением организма, то сонное состояние появлялось бы постепенно, по мере накопления вредных веществ в организме. Однако мы знаем, что сон. может наступить и внезапно.
Если бы причиной сна было только отравление, то сон наступал бы обязательно, едва лишь в крови накопятся вредные вещества. Но при больших волнениях, при увлекательной работе человек может не спать очень долго. Следовательно, ядовитые продукты не являются единственной причиной сна, хотя играют значительную роль в этом процессе.
В последнее время русские физиологи разработали учение о механизме сна. Всемирно известный физиолог, академик Иван Петрович Павлов, тщательно исследуя мозг, открыл главную причину сна.
Академик Павлов на опыте с собаками показал, как при повторении одного и того же раздражителя, например, монотонного стука, похлопывания, действия на кожу собаки тепла или холода, она засыпает. Сон мог сделаться настолько глубоким, что животное надо было расталкивать, чтобы разбудить.
Больше десяти лет работал академик Павлов над разъяснением вопроса, почему же собака засыпает при повторении раздражителя, и пришел к выводу, что при этом наступает так называемое торможение. Академик Павлов назвал его «внутренним торможением».
Торможение — это явление, обратное возбуждению.
Если в нервных клетках возникает возбуждение, то они посылают к органам — сердцу, желудку, мышцам — сигналы подобно электрическим и заставляют их работать.
При торможении, наоборот, деятельность клеток, составляющих органы, исчезает, она как бы остановлена тормозом. Торможение не остается только в клетке, оно распространяется все дальше и дальше и захватывает почти всю массу коры головного мозга — и тогда наступает сон.
По теории Павлова, сон может наступить, даже если раздражитель будет ничтожным, но длительным. Народ давно это подметил. На этом основаны колыбельные песни, однообразные, повторяющиеся, убаюкивающие мелодии.
Все знают, как хорошо подремать под шум дождя, стук колес поезда.
Отдельные клетки или группы клеток мозга обычно тормозятся и среди дня, но сон не наступает. Сон приходит, когда торможение охватывает почти, всю кору головного мозга. Но Павлов подметил, что и во время сна в коре головного мозга остаются «сторожевые пункты», «бодрствующие точки», через которые держится связь с внешним миром. Спящая мать просыпается немедленно, как только заплачет ее ребенок: плач ребенка «услышали» сторожевые пункты материнского мозга.
Торможение переходит от клетки к клетке, и чем большее количество клеток заторможено, тем глубже сон.
Повседневная наша жизнь является источником однообразных, повторяющихся раздражений, которые к концу дня затормаживают кору мозга и приводят ко сну. Торможению способствует утомление клеток мозга, или, как говорят, их истощение.
Продолжая разрабатывать учение о сне, ученые выяснили, что сон может возникать и вне зависимости от коры мозга. Животные — голуби, лягушки и другие — подвергались операции: у них удалялась кора мозга, и функций сна это не нарушало. У собак специально удалялась кора мозга, и без коры они все же засыпали. Так пришли к выводу, что в возникновении сна играет роль торможение не только коры мозга, но и его подкорковой части.
Для доказательства ученые проделали много опытов. Выяснилось, что укол или раздражение электричеством серого подкоркового вещества у кошек немедленно приводит ко сну. Этот сон ничем не отличался от нормального сна. В дальнейшем подкорковый механизм сна был доказан и на людях. Во время операций мозга при раздражении серого подкоркового вещества у больных обычно наступает длительный сон. Исследование мозга умерших от сонной болезни (летаргического энцефалита) показало, что в глубине мозга, в подкорковой его области, произошли анатомические изменения.
У человека и у животных можно вызвать искусственный сон — наркотический или гипнотический.
Наркотический сон вызывается вдыханием паров эфира или хлороформа, введением в организм наркотиков. Кроме того, сон может наступить, если воздействовать на организм электрическими токами высокой частоты.
Особенно таинственным считался гипнотический сон. С явлением гипноза связаны были в прошлом мистические представления. Считалось, что люди, умеющие гипнотизировать, должны обладать сверхъестественной, магической силой. Полагали, что явление гипноза связано с какими-то тончайшими веществами — «флюидами», исходящими из звезд.
Флюиды обладают «магнетической» силой и передаются некоторым людям, которые и способны стать гипнотизерами.
Учение академика Павлова покончило с этими «теориями». Гипноз — это внутренний частичный сон. Загипнотизированный человек внешним видом напоминает сонного — те же закрытые глаза, та же пониженная деятельность мышц и внутренних органов.
Характерный признак, отличающий гипноз от сна, — это «рапорт» — непрерывная связь гипнотизера с гипнотизируемым.
Человек спит — у него наступило торможение коры. Но один участок коры «не спит», бодрствующие сторожевые клетки мозга продолжают выполнять функцию связиста гипнотизера с гипнотизируемым.
Второе отличие от сна заключается в том, что гипноз— искусственный сон, он вызывается искусственными раздражителями. Однообразное раздражение органов чувств — фиксация взгляда, однообразные звуки, словесное внушение — вызывает гипноз. По Павлову, словесные внушения — один из рефлексов. Внушить — это значит заставить делать что-то по воле другого.
Академик Павлов доказывал близость внушения с рефлексом на элементарном примере. В упрощенном виде этот пример осуществлен на собаке. Он путем раздражителей добился извращенного поведения собаки: собаку заставили делать не то, что она хотела. Так, голодная собака при виде мяса не тянулась к нему и ничем не проявляла аппетита.
Оказывается, что до этого собаку кормили мясом одновременно со световым сигналом. Когда он отсутствует, она не тянется к мясу.
Внушения у человека во время гипноза сложнее этого рефлекса; кроме того, во время сна торможение коры облегчает воздействие извне в силу ослабления контроля сознания и воли.
Разновидностью гипнотического сна является оцепенение, наступающее у многих животных, чаще всего у птиц, если мы быстро придадим им неестественную позу: например перевернем голубя или курицу на спину и на короткое время закроем им глаза. Животное как бы замрет, сохраняя полную неподвижность, оцепенелость в этой необычной позе. Эти явления оцепенения наблюдались учеными еще в XVIII веке. Такие явления называются животным гипнозом, или рефлексом мнимой смерти.
Кроме наркотического и гипнотического сна, есть еще один вид сна, который называют пассивным сном.
Пассивный сон очень похож на гипнотический и возникает не в результате внешних раздражений, а при полном выключении раздражений, когда человек совершенно ничем не интересуется и к окружающему относится пассивно. Известно, что при нарушении работы органов зрения или слуха наступает повышенная сонливость. Так, у одной больной был поражен слух, зрение, парализовано все тело, и осязание осталось только на правой руке. Женщина спала все время и просыпалась, только когда ее трогали за руку с сохранившимся осязанием. В другом случае у больного были поражены все органы чувств, кроме зрения в одном глазу. Но стоило лишь закрыть ему глаз, как он моментально погружался в сон.
Теория сна, созданная И. П. Павловым, признана во всем мире. У нас она разрабатывается отечественными физиологами: академиком Л. А. Орбели, академиком Л. С. Штерн, действительным членом Академии медицинских наук П. К. Анохиным.
На опытах профессора Анохина с неразъединяющимися близнецами подтверждается теория академика Павлова относительно роли движущегося торможения в коре мозга.
Близнецы-девочки с общим туловищем и двумя головами засыпали в разное время. Они имели раздельные нервные системы и общее кровообращение. Если бы была правильна вышеизложенная теория отравления организма накопленными в крови ядами, то близнецы должны была бы заснуть в одно и то же время.
Мы знаем, сто для нормального сна необходимо выключение всех внешних раздражений. Поэтому нормальный сон — это состояние отдыха, которое возникает периодически. В действии остаются те органы, которые жизненна необходимы: сердце, желудок, легкие. Торможение, постепенно проходя через все клетки мозга, обновляет их работу. Мозг в целом своей работы не прекращает. Связь с окружающим миром полностью не порывается. Сознание человека не выключается целиком, и в нем происходит особая работа, которая частично нами осознается, как сновидение.