Кому не хотелось бы получить средство, позволяющее спать и бодрствовать, когда и сколько нам вздумается? Кто не мечтал о неограниченной работоспособности, позволяющей круглые сутки продуктивно работать или веселиться на празднике ночь напролет, не мучаясь к рассвету от непрерывной зевоты и свинцовой тяжести в ногах? И наоборот: кто не хотел бы в нужный момент в любом месте мгновенно засыпать — чтобы отключиться от мучительных мыслей, или ускользнуть от чудовищной скуки, или просто насладиться без угрызений совести прекрасным, освежающим состоянием сна?
С незапамятных времен человечество мечтает о том, чтобы подчинить себе сон и бодрствование. Эта мечта с глубокой древности вела к экспериментам с самыми разными веществами. В результате мы получили такие ужасные вещи, как кока-кола, придуманная для того, чтобы дольше не спать, или «усыпляющие компакт-диски» со странными еле слышными звуками, якобы убаюкивающими наш мозг до состояния дельта-сна. Изготовители пищевых добавок и фармакологическая индустрия постоянно открывают и разрабатывают все новые и новые, более или менее удачные рецепты для быстрого засыпания или поддержания активности. Во всем мире снотворные и тонизирующие средства — самые популярные медикаменты после болеутоляющих. Ни одно из них не удовлетворяет всем требованиям, и абсолютно у всех имеются побочные действия.
Поиск идеального тонизирующего или совершенного снотворного до сих пор напоминает стрельбу в потемках с весьма скромными результатами. Не приходится удивляться, что желание управлять бодрствованием и засыпанием остается одним из мощных стимулов исследования сна. Во главе угла стоит вопрос о том, как наш мозг вообще управляет сном и бодрствованием. Поэтому ученые давно уже пытаются отыскать в мозге контролирующий и регулирующий центр сна, который наподобие коммутатора собирает поступающие из тела сигналы, чтобы в нужный момент передвинуть рычаг на сон.
Если бы удалось отыскать такой центр, легко было бы выяснить, какие биологические молекулы его возбуждают или блокируют, какие проводящие пути соединяют его с другими мозговыми центрами и какие сигнальные вещества он выделяет, чтобы вызывать в организме сонливость или бодрость. Тогда нетрудно было бы, вероятно, и сознательно влиять на его деятельность. Появилось бы множество мишеней, на языке фармацевтов называемых «таргетами», куда могло бы нацелиться новое поколение более совершенных снотворных и тонизирующих препаратов. Мы перестали бы быть рабами непредсказуемой потребности в сне и могли в любой момент свободно выбирать между двумя состояниями сознания.
Но это в теории. Сегодня, 90 лет спустя после первых попыток отыскать центр сна в мозге, специалисты смотрят на вещи более трезво: «Единого центра сна, который можно было бы просто вырезать из мозга, не существует, — пишет берлинский сомнолог Дитер Кунц. — Все полученные на данный момент результаты указывают на многочисленные ареалы мозга, связанные в единую сеть». Работа ученых, прослеживающих эту сеть участок за участком, — особая глава в истории нейробиологии. Она включает интереснейшие повествования о необычных психических расстройствах и педантичные эксперименты множества исследователей.
В поисках центра сна
В 1990 г. актеры Роберт де Ниро и Робин Уильямс снялись в голливудском фильме «Пробуждение», собравшем миллионную публику. Уильямс сыграл там, под именем доктора Сэйера, известного психиатра Оливера Сакса, который в своей книге «Пробуждения» рассказал историю, легшую в основу фильма и действительно произошедшую в конце 1960-х гг. В нью-йоркской больнице Маунт-Кармел под надзор Сакса попала странная группа из 80 пожилых пациентов, которые вот уже более 40 лет страдают от неизвестной болезни, пребывая в сумеречном состоянии, напоминающем аутизм или болезнь Паркинсона.
Пациенты словно заточены в непокорном им теле под властью злого духа. У них случаются припадки, во время которых они говорят измененными голосами, испытывают странные боли, страдают от тяжелых депрессий или на продолжительное время «замораживаются». Многие следуют навязчивым моделям поведения. Один из этих людей погружается в странный, гениально остроумный и называемый им самим
«мыслительным расстройством» нереальный мир. Другой в невероятном темпе и неизменной последовательности непрерывно хватает себя за уши, нос и очки. Женщина считает букву Е на обложках книг и читает целые предложения от конца к началу. Некоторые пациенты утратили речь. Все они испытывают большие трудности в установлении контакта с окружающей средой. Почти у всех заметно повышена потребность в сне. Некоторые просто почти все время спят.
Уильямс, играющий Сакса, возвращает пациентов к реальности с помощью нового разработанного им лекарства Левадопа. Они почти забыли предшествующие десятилетия, зато хорошо помнят время до болезни. Один из пациентов вдруг начинает рисовать автомобили, какими они были 40 лет назад, как будто время для него остановилось в этом периоде. Все переживают великолепный период нормально функционирующего, бодрствующего сознания. «Я не могу без сильнейшего волнения вспоминать это время — оно было важнейшим, самым захватывающим как в моей жизни, так и в жизни пациентов. Все мы в больнице Маунт-Кармел были переполнены эмоциями, возбуждением, восторгом, почти благоговением», — пишет Сакс.
К сожалению, новое лекарство, предшественник нейромедиатора дофамина, используемого обычно для лечения болезни Паркинсона, действует лишь недолгое время, а его побочные действия становятся все более непредсказуемыми. В конце концов психиатр вынужден отменить препарат. «Пробуждение» несчастной кучки больных оказывается слишком кратким.
Пациенты Сакса были последними остававшимися в живых жертвами загадочной эпидемии, внезапно начавшейся в Европе зимой 1916— 17 года, перекинувшейся затем на весь мир и унесшей в период после Первой мировой войны жизни 5 млн человек. В 1927 г. эпидемия внезапно прекратилась. Заболевшие погружались во внезапную апатию и страдали от высокой температуры, нарушений зрения и галлюцинаций. Затем болезнь переходила в хроническую форму, симптомы которой были настолько разнообразны, что врачи затруднялись поставить диагноз и предполагали горячку, полиомиелит, шизофрению, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, атипичное бешенство — все эти болезни будто бы вдруг появились в новом, заразном варианте.
Венский невролог барон Константин фон Экономо не желал верить в одновременное появление такого количества новых возбудителей. Он первым составил обобщающее описание болезни и обнаружил при этом важнейший общий для всех инфицированных признак: все они страдали серьезным расстройством сна. Больные спали слишком много. Примерно треть пациентов неделями, месяцами, а то и годами просыпалась лишь ненадолго для приема пищи и питья. Многие умирали, так и не проснувшись. Зато небольшая часть заболевших почти не могла спать. Такие люди чувствовали крайнюю усталость, однако засыпали лишь ненадолго, быстро просыпались и остаток дня уже не могли заснуть вновь.
Фон Экономо назвал эту болезнь летаргическим энцефалитом, что означает в переводе «воспаление мозга, погружающее в сон». Ее называют также «болезнь Экономо» или «европейская сонная болезнь». Возбудитель болезни, по всей вероятности вирус, так и не был обнаружен. Зато Экономо обнаружил нечто, до сих пор занимающее умы сомнологов. Он обследовал мозг скончавшихся от болезни пациентов и обнаружил общую для всех анатомическую особенность: на определенном участке промежуточного мозга у них наблюдалась массовое отмирание нервных клеток.
Этот участок мозга называется гипоталамусом, поскольку расположен под таламусом, зрительным бугром. Мы уперлись бы в него, если бы могли прямо вставить указательный палец в голову на уровне переносицы. Это один из важнейших мозговых центров, управляющих бессознательной вегетативной нервной системой; он регулирует, в частности, температуру тела, кровяное давление, аппетит, сексуальную потребность и жажду. Всего этого Экономо, разумеется, не знал. Однако он заподозрил, что здесь должен находиться центр, управляющий сном. Сегодня это кажется очевидным, учитывая другие функции этой области мозга.
Экономо пошел еще дальше. Он обнаружил, что у всех больных, имевших проблемы с засыпанием и продолжительным сном, были задеты лишь клетки переднего гипоталамуса. «Видимо, — заключил он, — эти клетки делают что-то, благодаря чему мы засыпаем». Тем самым Экономо стал одним из первых исследователей, понимавших сон как активный, управляемый мозгом процесс. Большая часть пациентов, которая спала слишком много, напротив, имела повреждения в заднем гипоталамусе, на границе между промежуточным и средним мозгом. «Вероятно, — писал Экономо, — именно здесь возникают или передаются возбуждающие сигналы, рождающие состояние бодрствования».