предыдущая: Сон как биоритм	отрывки из книги известного сомнолога (специалиста, изучающего сон) из Швейцарии, президента Европейского сомнологического общества, профессора АЛЕКСАНДРА БОРБЕЛИ   "ТАЙНЫ СНА" перевод к.б.н. В. Ковальзона.
Если судить по "гамбургскому счету", как пошутил переводчик, профессор Цюрихского университета А. Борбели является вторым (после легендарного М. Жуве из Лиона) среди ведущих специалистов по сну в Европе и входит в пятерку крупнейших авторитетов мира.

Не так давно американский невролог и исследователь сна Эллиот Вейцман, его сотрудник Чарльз Цейслер и другие сообщили о необычном случае расстройства сна.

Молодой человек долгое время страдал от бессонницы - он не мог заснуть до двух часов ночи. По работе ему приходилось ежедневно вставать в 7 утра, так что всю неделю он сильно недосыпал. По выходным же он отсыпался до полудня. Все попытки решить эту проблему, от лекарств до психотерапии, были безуспешными. Вейцман и Цейслер догадались, что это оказался тот случай, когда нарушение ритма создало непреодолимое препятствие для сокращения цикла сон - бодрствование у больного до периода, меньшего 24 часов, так что он просто не мог заснуть раньше.

Как мы уже видели, смена часовых поясов с востока на запад (что приводит к удлинению циркадных ритмов) проходит обычно легче, чем смена их в обратном направлении. Помня об этом, Вейцман и Цейслер посоветовали больному ложиться спать не раньше, чем обычно, а позже. Таким образом, лечение заключалось в постепенном удлинении цикла сон - бодрствование, приводящем в конце концов к перемещению времени отхода ко сну в направлении по часовой стрелке (а не против нее, что безуспешно пытался сделать этот больной до начала лечения) до достижения желаемого фазового сдвига.

Практически это достигалось следующим образом: молодому человеку предложили ложиться спать каждый день на три часа позже, чем в предыдущий, постепенно сдвигая таким образом время сна. Через несколько дней этот больной уже спал днем и бодрствовал ночью. (Разумеется, он в это время не работал.) Через неделю цель была достигнута: он ложился в идеальное для себя время, в 11 вечера, и вставал, как и требовалось, в 7 утра. Таким образом, больного вылечили, но предупредили, что он должен строжайшим образом придерживаться установленного режима, чтобы вновь не "соскользнуть" в ту ситуацию, которая была до начала лечения.

После этого случая Вейцман и его сотрудники, а также другие исследователи описали и успешно вылечили целую группу подобных больных. Это расстройство сна получило наименование "синдром фазовой задержки сна".

Давайте рассмотрим теперь другой пример из области медицины, связанный с нарушением биоритма. В 1979 г. Том Вер, Анна Вирц-Джастис и другие исследователи из Национального института психического здоровья США опубликовали сообщение об успешном лечении одной женщины, страдающей глубокой эндогенной депрессией. До этого она безуспешно лечилась различными методами. Ученые решили помочь этой больной, сдвинув время ее сна вперед по часовой стрелке на 6 часов. Другими словами, чтобы она ложилась спать не в 11 часов вечера, как обычно, а позже - в 5 утра.

Теоретическая предпосылка данного метода лечения была такова: Вер и его коллеги обнаружили, что циркадные ритмы других депрессивных больных демонстировали ненормальную фазовую связь с циклом сон - бодрствование. Например, начало сна сочеталось с суточным температурным минимумом, а не с ниспадающей ветвью температурной кривой, как у здоровых. У этих депрессивных больных сон был, так сказать, внутренне задержан.

Тогда у исследователей возник вопрос: может такая ненормальная фазовая связь иметь отношение или даже быть причиной депрессивного состояния у этой больной? Если это так, то тогда нормализация фазовых соотношений должна привести к улучшению ее состояния. Действительно, при смещении времени сна вперед по ходу часовой стрелки наблюдался ожидаемый антидепрессивный эффект. Улучшение состояния продолжалось около двух недель, но к концу этого срока температурный ритм больной полностью адаптировался к новому ритму сна - бодрствования и вновь возникал все тот же фазовый дисбаланс. С этого момента депрессивные симптомы у больной снова усиливались. Когда вторично сдвинули вперед время ее сна, эти симптомы вновь на время исчезли.

У других больных подобное лечение оказалось успешным лишь отчасти, и необходимы дальнейшие исследования, прежде чем можно будет с определенностью утверждать, что новый метод лечения депрессии приносит пользу больным.

Эти сообщения Вейцмана и Вера об их двух больных, одного с нарушением сна, а другого с депрессией, имели одно общее: в обоих случаях лечение заключалось в изменении режима сна пациента. Это новый и оригинальный подход к лечению таких заболеваний, для которых ранее применялось главным образом медикаментозное лечение. Пока что эти методы находятся в стадии разработки и поэтому представляют больший интерес для ученых, чем для практических врачей, тем не менее несомненно, что они открывают интересные новые пути безлекарственного лечения.

Уже довольно давно известно, что нарушения ритмов в окружающей среде могут оказывать существенное воздействие на наше самочувствие. Новым здесь является то, что определенные нарушения и заболевания, оказывается, могут быть вызваны скрытыми нарушениями биоритмов внутри нашего собственного организма. Возможно, что вскоре окажется возможным их лечение с помощью соответствующих форм ритмической терапии.

ДВА ПРОЦЕССА СНА:   МОДЕЛЬ РЕГУЛЯЦИИ СНА

Интересно, что ритм тяги ко сну находится в противофазе с ритмом температуры тела. Потребность во сне максимальна, когда температура достигает суточного минимума, и она понижена, когда температура находится в своем максимуме. Все эти наблюдения свидетельствуют, что потребность во сне определяется не только длительностью предшествующего бодрствования, но находится также под сильным воздействием циркадного процесса, независимого от сна и бодрствования. Очевидно, на циферблате наших "внутренних часов организма" время для сна четко отмечено самой природой.

В регуляции сна принимают участие оба процесса: длительность предшествующего бодрствования и циркадный ритм. Нами представлена модель, показывающая, как эти два фактора взаимодействуют друг с другом. Процесс S (от sleep - сон) указывает на уровень потребности во сне в дневное время и на глубину сна ночью. Эта кривая идет вверх во время бодрствования (по мере того как потребность во сне нарастает) и ниспадает во время сна (по мере снижения процента глубокого медленного сна). Процесс С (от circadian - циркадный) соответствует циркадному ритму потребности во сне, который независим от предшествующего сна или бодрствования. Его верхняя точка приходится на 4 часа утра, когда особенно трудно сохранять бодрствование, а нижняя на 4 часа дня. Кривая С (изображенная на рисунке I) показывает не сам процесс С, а его зеркальное отражение. Эту кривую С можно рассматривать как порог бодрствования, так как ее нижняя точка соответствует максимальной потребности во сне.

В этой модели предполагается, что процесс С находится под воздействием не только "внутренних часов" организма, но и внешних стимулов. Например, скучная лекция усиливает сонливость, а волнующий фильм, наоборот, может отодвинуть время засыпания.

Данная двухпроцессная модель предполагает, что потребность во сне в каждый данный момент представляет собой сумму процессов S и С. Это соответствует разнице (или интервалу) между кривыми S и С. Взглянув на рисунок I, мы можем проследить ход этих кривых и интервалы между ними по ходу суток. После пробуждения испытуемого в 7 утра кривые идут рядом все утро; это означает, что желание уснуть выражено слабо. После полудня интервал становится все больше и больше, пока не достигает максимума в 11 вечера. Ночью во время сна интервал между двумя кривыми постепенно уменьшается и доходит до нуля в момент пробуждения (в 7 утра).

На рисунке II показано что случится, если человек не поспит всю ночь и весь следующий день. Поскольку сон не наступает в 11 вечера, как обычно, процесс S продолжает нарастать. Интервал между S и С достигает первого максимума в 4 часа утра, в момент "кризиса". В последующие часы кривые вновь сближаются друг с другом, указывая на снижение тяги ко сну. К моменту, когда испытуемый наконец ложится спать, т. е. в 11 часов вечера на следующий день, S достигает уже значительной величины.

Большой интервал между двумя кривыми соответствует глубокому медленному сну в первую половину ночи, когда преобладают медленные волны ЭЭГ. Так как процесс спадает не линейно, а по экспоненте, продолжительность сна после депривации лишь немного больше, чем в норме. Эта модель тдкже объясняет результаты опытов, которые показали, что испытуемые утром спали лишь короткое время, несмотря на то что предшествующую ночь провели бодрствуя.

Хотя процент глубокого медленного сна зависит в основном от длительности предшествующего бодрствования, стадии парадоксального сна определяются главным образом циркадным ритмом. Соответственно в нашей модели принято, что потребность в парадоксальном сне отражается в процессе С. В более детальной версии этой модели, которая здесь не представлена, мы предположили, что парадоксальный и медленный сон оказывают тормозящее воздействие друг на друга. Такое взаимодействие может лежать в основе циклического чередования медленного и парадоксального сна.

Серж Даан и Домьен Беерсма из Университета Гронингена разработали компьютерную модель регуляции сна, основанную на сходных допущениях и показывающую, что можно смоделировать типичные изменения ритма сон - бодрствование, происходящие в условиях "изоляции от времени". Некоторые из этих изменений, такие, как внутренняя десинхронизация и 50-часовая периодичность, рассматривались выше.

Разумеется, представленная модель является только рабочей гипотезой; она, несомненно, не отражает всей сложности механизмов регуляции сна. Эти идеи, вероятно, потребуют в дальнейшем адаптации и модификации. Тем не менее такое моделирование полезно в двух отношениях: во-первых, оно позволяет поместить значительное число экспериментальных данных в единую концептуальную рамку; во-вторых, оно позволяет высказать некоторые предположения, которые могут быть проверены в дальнейших опытах. Уже существуют определенные указания относительно возможных биологических механизмов, лежащих в основе обоих вышеописанных процессов.

Например, нарастание процесса S в ходе бодрствования и его падение во время сна хорошо соответствуют колебаниям уровня эндогенного вещества сна, существование которого предсказывалось гипотезой Пьерона и его последователей. Процесс С, по-видимому, отражает работу "внутренних часов", расположенных в супрахиазматических ядрах межуточного мозга, которые могут регулировать, кроме сна, различные ритмические процессы (такие, как колебания температуры тела и уровень кортизола). Важно подчеркнуть, что представленная модель, в отличие от некоторых других, предполагает существование только одного-единственного осциллятора-ритмоводителя.

РЕГУЛЯЦИЯ СНА И ДЕПРЕССИЯ

Как мы уже упоминали, больные, страдающие эндогенной депрессией, обычно спят плохо, но парадоксальным образом их состояние может улучшаться после лишения сна. Вышеприведенная модель регуляции сна дает, можно сказать, ключи к механизмам, связующим сон и депрессивное заболевание.

Работая совместно с Анной Вирц-Джастис (нейрохимиком и хронобиологом из Базельского университета в Швейцарии), мы обнаружили, что у больных эндогенной депрессией может быть нарушен связанный со сном - бодрствованием, процесс S. Вследствие этого в ходе бодрствования он не достигает нормального уровня, как видно на рисунке III. В результате уменьшение интервала между кривыми S и С приводит к снижению потребности в сне. Таким образом, гипотеза о нарушении процесса S может помочь в объяснении тех трудностей, которые испытывают обычно депрессивные больные при засыпании, а также их частых ночных пробуждений. Кроме того, рисунок III показывает, что кривые S и С пересекаются раньше, чем им положено в норме. Это соответствует слишком раннему утреннему подъему - другому частому расстройству сна у депрессивных больных.

Как же может лишение сна приводить к лечебному эффекту? Для его объяснения Анна Вирц-Джастис и мы прибегли к следующему допущению: мы предположили, что ненормально низкий уровень процесса S не только оказывает воздействие на сон больного, но и причинно связан с симптомами депрессии. Такая связь может помочь в объяснении того факта, что депрессия часто сильнее выражена сразу после утреннего пробуждения (на нижней точке кривой процесса S) и постепенно ослабляется в течение дня.

Следуя данной гипотезе, можно видеть, что депривация (лишение) сна приведет к повышению процесса S до более высокого уровня, как видно на рисунке III. Возрастание процесса по направлению к норме и служит, в соответствии с данной моделью, основой антидепрессивного эффекта лишения сна. Однако этот позитивный эффект не может длиться долго, так как первый же период сна (сочетающийся с падением процесса S до низкого уровня) обычно вновь вызывает впадение в депрессию.

В сотрудничестве с Дэвидом Купфером, психиатром и исследователем сна из Университета Питтсбурга, и его исследовательской группой моя группа в Цюрихе недавно проанализировала ЭЭГ во время сна у депрессивных больных, и полученные результаты подтверждают нарушение процесса S. В настоящее время другие исследовательские группы занимаются проверкой этой гипотезы. Если выяснится, что их наблюдения и выводы не согласуются с предложенной моделью, то будут рассмотрены другие варианты. В любом случае существенным является уже то, что модель, разработанная для объяснения нормальной регуляции сна, может быть перенесена и на некоторые его патологические отклонения.

ВЗГЛЯД В ПРОШЛОЕ

Если изучение биологических процессов в высокоразвитых формах жизни заходит в тупик, то часто бывает полезным вспомнить об эволюционной истории. Насколько полезным может оказаться такой подход для понимания регуляции сна?

В соответствии с вышеописанной моделью мы допустили существование двух независимых процессов. Процесс С, который определяет циркадную динамику потребности во сне, можно проследить даже у простейших форм жизни. Мы уже видели, что циркадные ритмы можно обнаружить повсеместно в растительном и животном царстве и даже у одноклеточных организмов. Циркадные ритмы покоя - активности, которые поддерживаются в организме независимо от "цайтгеберов" окружающей среды, описаны и у насекомых и моллюсков.

Разумеется, у таких существ, где нервная система организована совершенно по-другому, чем у позвоночных, "сон" невозможно определить по ЭЭГ-критериям. Тем не менее их циркадный ритм покоя - активности можно рассматривать как предшественник ритма сон-бодрствование, как уже указывалось ранее. Как появление в эволюционной истории циркадных ритмов, так и их распространенность в живой природе указывают, что приспособление к 24-часовому суточному ритму явилось чрезвычайно важным фактором для выживания организмов. С другой стороны, наличие циркадных биоритмов создает не только одни преимущества, так как эти ритмы обычно жестко запрограммированы и при изменении условий не могут быстро перенастроиться.

Логично предположить, что необходимо подключить дополнительный механизм (процесс S), который давал бы возможность более гибко приурочить время отдыха и активности в соответствии с окружающими условиями и текущими потребностями организма и вывести эти периоды из-под жесткого контроля. Этот эволюционно более молодой процесс регуляции сна делает организм значительно более гибким, легко приспосабливающимся к изменениям окружающей среды, создает принципиальную возможность для живых существ "ускользнуть" из-под жесткого контроля биологических часов, не теряя при этом своих эволюционных преимуществ.