Советское поле экспериментов: зачем убивали генетику в СССР

Советское поле экспериментов: зачем убивали генетику в СССР

Инсайт под одеялом: что можно узнать во сне

Ученый, который так старательно думал, что во сне додумался, — вполне расхожий образ: Альберту Эйнштейну приснилось решение задачи, которое привело к созданию теории относительности, а Фридрих Кекуле увидел во сне структуру бензола. Но гении спят точно так же, как обычные люди. Каждого из нас готова навестить десятая муза, муза сна, чтобы подарить небольшое озарение. Разбираемся, как можно использовать сон в целях познания.

Почему мы спим

Что происходит, когда мы надели пижаму, натянули на себя одеяло и легли? В гипоталамусе — части промежуточного мозга — расположен набор нейронов, который называют вентролатеральным преоптическим ядром.

Пока мы вертимся в кровати, стараясь уснуть, эти нейроны подавляют систему бодрствования — ретикулярную активирующую систему (РАС) в стволе мозга. Ее нейроны отключаются, активность мозга замедляется, двигаться всё тяжелее, глаза закрываются, голова падает на подушку…

Готово. Вы спите. И завтра ночью будете спать, и послезавтра.

За циркадный ритм — 24 часа чередования сна и бодрствования — отвечает супрахиазматическое ядро, еще один участок гипоталамуса. Когда темнеет, светочувствительные клетки глаза сообщают прямо (не прибегая к осознанию-посреднику) супрахиазматическому ядру: «Походу, пора спать», — или: «Оп, утречко». Словом, этот ритм ведет нас параллельно циклу смены дня и ночи Земли.

Что происходит с мозгом во сне

То, что вы отключились, не значит, что выключился и ваш мозг. Город заснул — мафия проснулась. Сейчас ученые предполагают, что в фазе медленного сна (она же SWC-сон или nREM-сон) мы просто восстанавливаемся, а во время фазы быстрого сна (REM-сна) ожесточенно шевелим мозгами. Кровообращение некоторых зон мозга во время REM-сна увеличивается по сравнению с бодрствованием — то есть нейронная активность во сне там даже выше, чем днем. Например, когда мозг входит в фазу быстрого сна, растет кровоток в ассоциативной зрительной области и уменьшается в нижней лобной доли.

Исследователи предполагают, что это тот момент, в который мы «видим» сны — не глазами, а сразу мозгом; но, так как лобная доля не в деле, сны всегда немного дурковаты.

Что такое осознанные сновидения

Возникающее во время REM-сна осознание «да мне это снится!» называют осознанным сновидением. Его нейробиологическая основа пока не совсем ясна (в нем точно как-то замешана дорсолатеральная фронтальная кора), но, возможно, осознанные сновидения нам еще пригодятся. Например, они хороши как добавление к гештальт-терапии, чтобы бороться с кошмарами, и для исследований психоза потенциально полезны: зоны коры, активируемые во время осознанного сновидения — ровно те же, что ослаблены у пациентов в психозе. REM-сон, кстати, нейробиологически схож с шизофренией. Мы такие сложные, что орать хочется. Как там говорил Шопенгауэр: «Жизнь есть ночь, проводимая в глубоком сне, часто переходящем в кошмар».

Почему сон помогает запоминать

Пока мы спим, мозг ожесточенно работает. Именно ночью мы запоминаем всё, что видели днем. Нейробиолог Дэвид Марр (рано умерший, но очень талантливый и очень знаменитый) был первым, кто предложил двухчастный механизм формирования памяти. По его мысли, дневные впечатления сначала кодируются в гиппокампе, где хранится недавняя информация. Туда они быстро умещаются, но нестабильны — новые знания быстро вытеснят их. Поэтому, пока мы спим, впечатления реактивируются вновь и вновь, пока не переместятся в неокортекс, где будут храниться долго. С ним согласились ученые, изучавшие повреждения мозга: если поражен гиппокамп, разрушается способность запоминать новые вещи, но старые воспоминания остаются на месте.

То, что забываешь меньше, если в некоторый интервал времени после изучения нового успел поспать, заметили еще в 1885 году (то, что ни хрена не запоминаешь, если не спишь, — лет через десять).

Более того, исследования показали, что лучше лечь побыстрее, чтобы запомнить побольше: например, поспать спустя три часа после того, как учил слова, выгоднее, чем отложить сон более чем на десять часов.

Пока непонятно, как это работает, но это определенно связано с REM-сном.

Также выяснилось, что запоминание во сне работает результативнее, когда субъекты понимают, что обучаются, и планируют как-нибудь использовать новые знания — словом, когда у них есть мотивация. Предположительно, это префронтальная кора в сотрудничестве с гиппокампом решают, насколько вот эта конкретная информация нам релевантна и полезна, а дирижируют процессом нейромодуляторы, в частности дофамин.

Как недосып делает нас унылыми

Доказывая, что спать — очень хорошо, ученые проверили и тезис «не спать — плохо». Так, давным-давно, в 2000 году, исследования по нейровизуализации с использованием ПЭТ (позитронно-эмиссионной томографии) показали, что из-за депривации сна в участках мозга, которые отвечают за внимание, обработку информации и исполнительный контроль, снижается метаболическая активность. Проще говоря, не спамши, начинаешь медленнее шевелить мозгами. Среди таких участков — префронтальная кора, передняя поясная кора, таламус, базальные ганглии и мозжечок.

При этом не имеет большого значения, провел ты ночь на вечеринке или каждый день недосыпаешь по часу: согласно исследованию из замечательного журнала «Сон», с точки зрения ослабления когнитивных функций недосыпать две недели — то же самое, что не спать два дня.

Вдобавок без сна приунываешь, валишь всё на других и медленно врубаешься в сарказм — что засвидетельствует каждый после бессонной ночи.

Как во сне рождается инсайт

И снова от бессонницы ко сну. Все слышали, что сон порой помогает дойти до сути — так, в 1776 году Уильям Оттс, успешно растолковав свой сон, изобрел дроболитейные башни.

В 2004-м несколько ученых экспериментально показали, что сон помогает не только запомнить, но и понять. Осознать. Догадаться. Словом, получить инсайт — это как интуиция, но более-менее научная вещь. Чтобы исследовать инсайт, в ходе эксперимента в каждом задании испытуемые должны были преобразовывать ряд из восьми цифр, последовательно применив два простых правила к каждой цифре, чтобы в итоге получить новый. При этом все ряды чисел объединял скрытый общий принцип. Определить, что испытуемого внезапно озарило, было довольно просто: он переставал применять два правила, а просто называл финальное решение.

66 подопытных прошли три блока заданий, чтобы получить о них представление, затем восемь часов одни из них спали, вторые бодрствовали ночью, а третьи бодрствовали днем — и снова вернулись к заданиям.

Оказалось, что вздремнувшие испытуемые более чем в два раза чаще (59 %) догадывались насчет скрытого принципа после сна, чем после бодрствования в любое время суток.

Чтобы убедиться, что испытуемые тупят не от усталости, их предварительно проверили: те, кто не спал днем, были примерно на том же уровне усталости, что вздремнувшие, а не спавшие ночью оказались самыми усталыми (разумеется).

Таким образом, нейронные «отпечатки» дневных впечатлений во время сна не только активизируются, чтобы переместиться из гиппокампа в неокортекс — они еще и реструктуризируются, чтобы обеспечить инсайт.

Как сознательно использовать сонные состояния себе на пользу

Решить все проблемы, немного поспав, — невероятно соблазнительно. Например, вся книга «Сеть и бабочка» посвящена тому, как с наибольшей вероятностью и эффективностью выдоить из своего ума немного инсайтов.

Авторы Кабейн и Поллак рассказывают, что исполнительная сеть — группа участков в лобно-теменной части головного мозга ближе к черепу — отвечает за то, чтобы сознательно решать задачи, а вот совершать внезапные открытия помогает сеть пассивного режима работы мозга.

Она состоит из задних нижних теменных долей, правой височной извилины, височно-теменного соединения и поясной извилины. Сеть пассивного режима активируется, когда мы занимаемся спортом, смотрим в окно, спим — словом, всегда, когда мы не пытаемся сознательно решать задачи. Поток ассоциаций, связывающий вместе идеи, приводит к инсайту.

Ну, конечно, если до этого мы мучительно обдумывали и исследовали проблему; сеть пассивного режима оперирует имеющейся информацией, а не салютом из ноосферы. «Заевшая» в голове попсовая песня или рекламный слоган — тоже её рук дело, когда никаких более интересных материалов для жонглирования в мозге нет. Кстати, именно с остановки блужданий мысли и со снижения активности сети пассивного режима и начинается медитация.

Для достижения инсайта во сне Кабейн и Поллак предлагают сразу два способа. Можно воспользоваться потенциалом гипнагогического состояния перед засыпанием или гипнопомпического — сразу после пробуждения.

Чтобы задействовать первый способ, нужно: зачистить комнату, чтобы ничего не отвлекало; приготовить бумагу с ручкой; завести таймер на 15 минут, немного подумать о проблеме; расслабиться и задремать; проснуться — и записывать.

В книге «50 магических секретов мастерства» Сальвадор Дали уверяет, что повзаимствовал такой гипнагогический способ у толедских монахов-капуцинов. По его замыслу, днем сон должен длиться всего секунду: художник садится в кресло, зажав в руке тяжелый ключ над дном фарфоровой тарелки. Как только он засыпает, пальцы разжимаются, ключ падает, шум будит спящего… и пора работать.

Техника Дали «сон с ключом в руке» довольно широко известна, но на деле он применял и гипнопомпический способ.

Для этого способа требуется заранее подготовить мозг к ночной работе: погулять, посмотреть документальный фильм, чтобы узнать что-нибудь новое, или перечитать книгу / пересмотреть старые фотографии, чтобы обратиться к уже знакомому. И, опять же, приготовить бумагу с ручкой.

Дали предлагает, прежде чем взяться за важную и нужную картину, вздремнуть, и поясняет:

«Именно во сне, когда кажется, что вы бездействуете и совсем не думаете о замысле, который готовитесь воплотить, именно тогда в глубине вашего существа подспудно разрешается большая часть самых сложных и тонких технических проблем, которые вы были бы не в состоянии решить сознательно. И тогда, пробудившись от этого бесценного предшествующего работе сна, вы ощутите, как все внутри вас сладострастно потягивается и выходит из оцепенения, готовясь к непорочному зачатию вашего девственно нетронутого полотна. Тогда вы можете, не боясь преувеличений, сказать себе, что главное — работа над картиной во сне — уже позади!»

«Переспать с этой идеей» каждый раз, когда возникло затруднение, старался Адам Чейер, изобретатель Siri: за ночь сеть пассивного режима подкидывала ему решений для разработки искусственного интеллекта.

Часть крупных компаний считает, что сотрудники вполне могут (немного!) поспать на рабочем месте: уголки, чтобы вздремнуть, есть в Google, PricewaterhouseCoopers, Cisco, Nike, Uber, Zappos. Хотя, справедливости ради, это скорее забота о самочувствии работников и красивый жест, чем попытка вызвать у них инсайт.

Сфера топ-менеджмента, наоборот, характеризуется соревнованием, кто меньше спит: Марисса Майер — 46 часов, Том Форд — 3, Дональд Трамп уверяет, что спит 34 часа…

Умение быстро отдохнуть считается эволюционным преимуществом в мире бизнеса. Возможно, эти люди просто не видят хороших снов — или не знают прелести инсайта.