Промежуточная память и механизмы сна

Промежуточная память и механизмы сна

Как мы уже упоминали, после обработки в кратковременной памяти информация в конце концов попадает в долговременное хранилище, где время и объем хранения практически неограниченны. Однако при этом информация проходит через некоторую промежуточную инстанцию. Дело в том, что объем кратковременной памяти так мал, что для нормального взаимодействия человека с окружающей средой это хранилище необходимо каждые несколько минут освобождать для вновь поступающих сведений. Кроме непрерывного потока сигналов из внешней среды кратковременная память загружается еще и сигналами из долговременной памяти для проверки выдвигаемых гипотез при узнавании.

Современные представления позволяют утверждать, что из кратковременной памяти информация вначале попадает в промежуточную. Промежуточная память обладает существенно большей емкостью и длительностью хранения — информация может находиться в ней уже несколько часов. Вместе с тем временное накопление информации в промежуточной памяти не заменяет долго-временного хранения — ведь через несколько часов информацию следует перевести в долговременную память, чтобы промежуточная не переполнялась. Рассматривая предыдущие этапы сохранения информации в мгновенной и кратковременной памяти, мы уже акцентировали внимание на том, что она все время преобразуется, тем не менее главные этапы категоризации еще впереди.

Создается впечатление, что время ночного сна отводится организмом для очищения промежуточной памяти и категоризации информации, накопленной за прошедший день в этой памяти [86, 353]. Создав себе максимально безопасные и спокойные условия, организм отключается от приема внешней информации (не контролирует внешнюю среду) и, погрузившись в сон, переходит к решению упомянутых неотложных задач. По окончании сна промежуточная память опять готова к приему новой информации. Не противоречит ли такое представление накопленным фактам о функциональной роли сна?

Давно известно, что сон совершенно необходим для поддержания жизни, если лишить человека сна, то через несколько дней наступит смерть. Для человека жизнь без сна может продолжаться значительно меньше, чем без воды и пищи, — не более 12 суток [378]. Лишение сна вызывает отчетливые изменения в поведении. У человека, который спит менее трех часов в сутки, понижается уровень бдительности, нарушается выполнение вычислительных операций и ухудшается кратковременная память. Существенно изменяется внимание: человек временами как бы отключается. Так, например, в процессе длительного экспериментального бодрствования наблюдалось периодическое исчезновение альфа-ритма в электроэнцефалограмме испытуемых, что всегда является показателем снижения уровня внимания и бдительности [153]. Одновременно с его исчезновением наблюдались галлюцинации, которые отличались такой яркостью и отчетливостью, что могли изменить поведение испытуемых, например, некоторые испытуемые спотыкались о несуществующие предметы [56]. При недосыпании нарушается мышление и речь становится бормочущей, смазанной, с повторениями и ошибками. Изменения наступают и в эмоциональной сфере: наблюдаются экспансивность, эпизодические припадки ярости.

Необходимость сна не вызывает сомнений. Каковы функции сна, зачем мы тратим на сон одну треть каждых суток? Предложен ряд гипотез, каждая из которых акцентирует внимание на одной из сторон сложного феномена сна.

Согласно гипотезе И. П. Павлова [206], сон — это разлитое активное корковое торможение, отдых нейронов коры. В последнее время установлено, что во время сна мозговой кровоток не только не ослабляется, но даже усиливается, а потребление кислорода поддерживается на том же уровне, что и во время бодрствования. Активность нейронов в условиях сна остается в целом мало измененной, а в зрительной коре даже усиливается. Таким образом, сон необходимо рассматривать как активное достояние мозга.

Согласно другой гипотезе — гуморальной, сон — это состояние без мышечной активности. Он нужен для того, чтобы вывести из организма химические вещества, которые, накапливаясь в крови во время бодрствования вследствие мышечной активности, отравляют мозг [369]. Полнота такого представления о сне была поставлена под сомнение, когда выяснилось, что имеются такие заболевания, при которых больные малоподвижны (инфаркт миокарда, паралич и т. п.), но по-прежнему нуждаются во сне.

В настоящее время считается, что расслабление мышц способствует сну, так как при этом уменьшается возбуждение двигательных центров мозга вследствие сокращения притока сигналов от мышц. Предполагалось также, что сон необходим для выведения из организма токсинов, возникающих вследствие активности не мышц, а самой нервной системы. Однако наблюдения, проведенные П. К. Анохиным [20] над двумя парами сросшихся близнецов, доказали преобладание у человека нервного механизма сна над гуморальным. Несмотря на общую кровеносную систему, когда один из близнецов спал, другой мог бодрствовать.

Еще одна гипотеза, которая кажется нам наиболее правдоподобной состоит в том, что отключение человека от внешней среды во время сна необходимо для содержательной обработки накопленной за день информации [353]. В период ночного сна информация малыми порциями в соответствии с ограниченным объемом кратковременной памяти поступает из промежуточной в кратковременную память, которая отключается для этого от внешней среды. Каждая порция обрабатывается последовательно в две фазы. Первая фаза — это логическая обработка порции информации, сопоставляемая с обнаруженной фазой «медленного» сна. Здесь информация обобщается и оценивается. Вторая фаза — обработанная информация пересылается в определенные участки структуры долговременной памяти, где связывается с хранящимся там материалом. Здесь новая информация включается в структуры двигательной, чувственной и словесной долговременной памяти, что сопоставляется с обнаруженной фазой «быстрого» сна. За время ночного сна основные фазы — медленный и быстрый сон — повторяются периодически 4–5 раз. Чередование указанных фаз и нормальная продолжительность сна (6–8 часов) — обязательные условия здоровья человека.

Однако известны существенные отклонения от обычной длительности сна как в сторону его уменьшения, так и в сторону увеличения. Есть люди которые вообще не спят. Так. известен югославский крестьянин, который получив в детстве черепно-мозговую травму перестал спать. Сообщалось и об одной женщине из Одессы, которая перенесла грипп и после этого перестала спать. Что же это такое? Пьерон писал о людях, которые не спят: «Не спит никогда тот, кто спит всегда» [369]. Действительно, показано, что те, кто не спит, фактически имеют очень дробный сон, продолжающийся всего несколько секунд в течение каждой минуты. Подобный дробный сон, как было экспериментально обнаружено, исключает определенные виды обработки информации во сне. Поэтому это не шаг вперед, в то «лучезарное» будущее, когда мы сможем не тратить треть жизни на сон, а эволюционный регресс (известно, что такой дробный сон, например, является обычным для волков).

Если разбудить испытуемых в фазе медленного сна и спросить, видели ли они сон, то в 80% случаев ответ будет отрицательным. Остальные 20% испытуемых сообщали о переживании психической активности, которая в большей мере носила характер логических построений и в меньшей содержала эмоциональную окраску и зрительные элементы. Такие переживания не имели характера непосредственного чувственного восприятия. Их содержание было непосредственно связано с реальными событиями прошедшего дня и скорее напоминало продумывание ситуации. В медленной фазе нет глазодвигательной активности, но наблюдается двигательная активность другого рода: именно с этой фазой связаны периоды снохождения (лунатизм) и сноговорения. Интересно обратить внимание на то, что фармакологическое подавление фазы медленного сна ведет к нарушению и быстрого сна, т. е. эти фазы глубинно связаны. Было обнаружено, что при высокой нагрузке на зрительный анализатор у человека удлиняется медленный сон; это подтверждает участие медленного сна в процессах переработки информации, поступившей в период бодрствования.

Идея о том, что во сне происходит обдумывание прошедшего в предыдущий день, высказывалась еще в древности. Так, Лукреций Кар [172] в трактате «О природе вещей» писал: «Если же кто-нибудь занят каким-либо делом прилежно или отдавался чему-нибудь долгое время и увлекало наш ум постоянно занятие это, то и во сне представляется нам, что делаем то же». По мнению Демокрита [24], сущностью сна является продолжающаяся деятельность ума при отсутствии восприятия. Более поздние данные, почерпнутые преимущественно из анализа биографий, не противоречат этой гипотезе (открытие Кеккуле структуры бензольного кольца, создание Тартини сонаты «Трель дьявола», завершение Г. Р. Державиным оды «Бог», создание Д. И. Менделеевым Периодической системы элементов и др.).

В многочисленных современных исследованиях также установлено, что после сна улучшается свободное воспроизведение менее осмысленных элементов заученного материала, требующих, по-видимому, для успешного усвоения и извлечения некоторой дополнительной переработки информации. В экспериментальных работах Л. П. Латаша [154], например, показано, что во время естественного ночного сна происходит такое преобразование мозгом полученной информации, которое способствует лучшей организации и использованию следов памяти.

После фазы медленного снаследует быстрый сон, который связан со сновидениями. В этой фазе чувствительность к внешним воздействиям продолжает понижаться, т. е. сон становится еще более глубоким. Однако по характеру преобразования информации быстрый сон оказался более похожим на бодрствование, чем на сон, и поэтому получил еще одно название — парадоксальный сон. В чем парадоксальность? С одной стороны, — это глубокий сон, поскольку пороги чувствительности к внешним стимулам при быстром сне выше, чем при медленном. Кроме того, в быстрой фазе сна наблюдается резкое угнетение мышечного тонуса. Это показатели пассивного состояния. С другой стороны, — это активная деятельность, поскольку наблюдается усиление электрической активности мозга, учащение пульса и дыхания, подъем давления и выраженная глазодвигательная активность. Если разбудить испытуемых сразу после завершения фазы быстрого сна, они в 80% случаев утверждают, что видели эмоционально окрашенные сны. Организованный характер сновидений с отражением их в сознании, разнообразие сюжетов и иногда их повторяемость свидетельствуют о содержательности соответствующих процессов переработки информации мозгом в фазе быстрого сна.

Исследования сна подтверждают, что быстрый сон особенно значим для адаптации к необычной, эмоционально значимой ситуации. Если количество таких ситуаций велико, то продолжительность фаз быстрого сна увеличивается. Исключение фазы быстрого сна нарушает адаптацию человека, а также ухудшает запоминание личностно значимых фактов, вызывающих эмоциональное напряжение.

Особенно таинственным кажется человеку не сам акт сна, а содержание сновидений. С глубокой древности люди пытались понять смысл сновидений. Несмотря на седую древность интереса к сновидениям, первый существенный шаг в направлении их понимания сделал Фрейд. Согласно его гипотезе [277], сновидения обеспечивают психологический комфорт, уменьшая возникшую в течение дня эмоциональную напряженность и вызывая этим чувство удовлетворенности. С этой точки зрения, сновидение служит для символической реализации нереализованных желаний человека (рис. 8). В этом смысле сновидения охраняют наш сон.

Рис. 8. Пример реализации в сновидениях желания, не исполнимого наяву.

(Эликсир для волос — Из кн.: Херлуф Бидструп. Львов, 1960.)

Они до некоторой степени разряжают очаги возбуждения, возникающие из-за неоконченных дел и тревожных мыслей. Приведем пример. 18 участникам эксперимента в Нью-Йоркском университете в течение восьми часов не давали ни пить, ни есть. Когда они после этого явились в лабораторию, им предложили ужин из острых блюд. В результате в последующую ночь по меньшей мере одно сновидение у каждого было связано с темой жажды. На протяжении следующей ночи магнитофон мучил их бесконечно повторяемой фразой: «Ни с чем не сравнимый освежающий глоток холодной воды». Это соблазнительное предложение отразилось в сновидениях, и число снов, в которых фигурировала жидкость, возросло. Некоторые испытуемые «утоляли» жажду в своих снах, другие — нет. Важно подчеркнуть, что тот, кто достаточно «пил» во сне и, следовательно, «утолил» свою жажду, утром пил меньше, чем остальные, которые во сне не смогли «удовлетворить» своего желания.

Таким образом, сновидение не нарушает сон, а оберегает его, включая в фабулу сна то, что мешает нам спать, хотя нам кажется, что мы спали бы лучше, если бы некоторых сновидений не было. При этом сновидение не просто отражает какое-нибудь определенное желание, а устраняет, уничтожает его при помощи особого рода переживания. Это представление созвучно древней позиции Платона, который писал, что хорошие люди довольствуются сновидениями о том, что дурные совершают на самом деле [219].

Сновидения возникают как бы в результате конфликта антагонистических тенденций: вытесненных переживаний, с одной стороны, и бдительного контроля сознания, приобретающего характер «цензуры», — с другой. В период ночного сна контроль ослабевает, хотя и не настолько, чтобы неприемлемые мотивы могли осознаваться в их истинном виде. Для того чтобы иметь возможность проникнуть в сознание, такие мотивы и представления трансформируются, маскируются в непонятные для сознания образы сновидений, и таким путем обходят цензуру. Проникновение преобразованных мотивов в сознание ведет к частичному снятию эмоционального напряжения. Функция сновидения с этой точки зрения состоит в психическом уравновешивании человека: при сновидении он отчасти, в символической форме удовлетворяет желания, реализация которых наталкивается на этические или физические препятствия [353].

Причудливость сновидений, их алогичность различные исследователи объясняют по-разному. Фрейд считал, что особый и непонятный язык сновидений связан с тем, что побуждение, вытесненное в подсознание, извращает способ своего выражения во сне для преодоления цензуры моральных и социальных табу. Согласно представлениям Ф. Б. Бассина, причудливость снов связана с тем, что во сне происходит возврат к форме мышления, свойственной детям на ранних этапах развития, к оперированию конкретными зрительными представлениями. В этом смысле сновидение носит характер символических подстановок, где зрительные образы заменяют собой абстрактные понятия, логические и языковые формы, которыми обычно пользуются взрослые [28]. С этой позиции в сновидениях совершается как бы обратный, регрессивный переход от абстрактных символов к наглядным формам. Например, трудные жизненные решения у взрослых могут реализоваться сном о школьном экзамене. При неврозе, когда, человек испытывает особые трудности в принятии решения, типичным является сон о длинном гостиничном коридоре с бесконечным рядом одинаковых дверей, среди которых он никак не может отыскать свои двери.

По концепции «фрагментарности» И. Е. Вольперта [66], сновидение — это осколок переживаний, который приобретает характер символа только потому, что в нем в силу закономерностей физиологического порядка оказалась воспроизведенной та или другая черта или деталь, относящая человека к сложному переживанию. Такой пример показан на рис. 9.

Необходимо отметить, что изложенные гипотезы о языке сновидений не имеют пока прямых и однозначных экспериментальных доказательств, они опираются главным образом на наблюдения и аналогии.

Новые сведения о свойствах и состояниях нервной системы в период сна породили гипотезы его механизмов, учитывающие и другие грани этого сложного явления. Интересен подход, согласно которому предполагается, что человеку, необходима определенная информационная нагрузка, а дефицит ее восполняется сновидениями, поставляющими недостающую информацию [312]. Эта гипотеза основана на экспериментах, выявивших специфику восприятия и преобразования информации в условиях различных форм сенсорной изоляции, показавших, как мы уже упоминали, что недостаток информации порождает яркие сны и зрительные галлюцинации.

Рис. 9. Пример включения в сновидения различных воздействий реальных физических раздражителей.

(На лоне природы. — Из кн: Херлуф Бидструп. Львов, 1960)

Известный спелеолог Сиффр пробыл в одиночестве в глубинах земли (в пещере) более двух месяцев. С течением времени он все хуже переносил одиночество и стал замечать, что просыпается с трудом и ему снятся особо яркие и необычайно приятные сны [244].

Допускают, что во время быстрого сна, при сновидениях происходит синтезирование текущей информации и прошлого опыта и функционируют характерные для данного человека формы психологической защиты. Коль скоро конфликтная или трудная ситуация вновь переживается после сновидений, то человек относится к ней спокойнее и разумнее, испытывая меньшую тревогу. К представлениям Ф. Б. Бассина близка гипотеза Френча и Фромма [341], согласно которой в сновидениях используются механизмы так называемого первичного (образного) мышления для решения мотивационных конфликтов, которые не удается разрешить с помощью логического анализа во время бодрствования. Конфликт устраняется в сновидении с помощью языка образов, а не на основе логического анализа и не путем трансформации или псевдообъяснения человеком своего поведения, что характерно для психологической защиты (о последней мы будем говорить подробно в разделе о сознании). Сновидения, согласно упомянутой гипотезе, представляют собой самостоятельный механизм психологической защиты, и ухудшение самочувствия в связи с лишением быстрого сна можно объяснить тем, что выключается один из важных механизмов защиты, нарушая баланс психологической стабилизации человека [350].

Все люди видят сны, но не все помнят о них. Количество запоминающихся сновидений увеличивается при возрастании психологической нагрузки. Само содержание сновидений, особенно если оно повторяется неоднократно, может указывать на начальные этапы функциональных нарушений. Так, например, для начинающихся сердечных заболеваний характерны специфические сны. Человеку снится, что его преследуют, догоняют, убивают и т. д. Он просыпается в холодном поту, с сильным сердцебиением обычно около трех часов ночи. Чем обусловлено такое содержание сна? Дело в том, что сновидения — охранители сна. Травмирующее воздействие трансформируется таким образом, что входит в сюжет сновидения, утрачивая иногда свое пробуждающее значение [362].

Поскольку сон защищает нас от перенапряжения и перевозбуждения, то лучший способ избавиться от тяжелого беспокойства или значительно уменьшить его — это выспаться. Винер называл сон «непатологическим очищением». Наблюдения показали, что если введено правило, по которому жалобы можно подавать только на второй день после происшествия, то количество поданных жалоб уменьшается на 60%. Такой эффект, возможно, объясняется тем, что после ночного сна человек меньше возбужден и способен более разумно отнестись к возникшему конфликту.

В последние годы много писали о способе обучения во время естественного сна — гипнопедии [234, 392]. Как представить себе механизм этого способа обучения и проникновения новой информации в мозг спящего человека? Мы уже отмечали, что обработка информации во сне носит фазный, периодический характер и медленный сон связан с переводом информации из промежуточной памяти в кратковременную. Поскольку эта фаза сопровождается отключением памяти от приема информации извне, то обучение в этой фазе маловероятно. Быстрый сон сопоставляется с переводом информации в структуры долговременной памяти. В этой фазе кратковременная память освобождается, и в нее может быть введена информация либо из промежуточной памяти, либо из внешней среды. В последнем случае может происходить обучение, при этом на долговременное хранение будут передаваться не накопленные в предыдущий день сведения из промежуточной памяти, а только что введенные. Перевод процессов обработки информации на новые рельсы может приводить к тому, что обычной продолжительности ночного сна не хватит на обработку всей информации, накопленной за предыдущий день. Обучение во сне при большой информативной нагрузке днем может приводить к накоплению усталости и таким тяжелым последствиям, как невроз. Таким образом, с одной стороны, действительно можно ввести в память информацию и во сне. Мало того, она вводится практически без помех, фона, смешения с другими событиями дня и без личностных, не всегда положительных оценок, т. е. при весьма благоприятных условиях. С другой стороны, нежелательно прибегать к этому виду обучения без особой необходимости, поскольку, как было показано, во время ночного сна происходит очень важная и совершенно необходимая для нормального самочувствия человека обработка информации. Поэтому не следует рассматривать обучение во сне как перспективный метод, а только как возможность обучения в особых обстоятельствах.

Оперативная промежуточная память страдает при недосыпании — человек помнит старую информацию, но с трудом вспоминает содержание новых сообщений. Сон — очень чувствительный процесс, он связан с механизмами психологической защиты, поэтому потребность во сне у людей с повышенной чувствительностью большая.

Существенна непрерывность сна, многократно прерываемый сон не приносит должного чувства отдыха, поскольку нарушается нормальная структура фаз сна (соотношение фаз). Хроническое утомление хорошо знакомо матерям с грудными детьми и всем, кто по роду профессиональной деятельности имеет дробный сон, хотя общая продолжительность сна у них может даже превосходить норму. Полезно согласовывать распорядок сна и бодрствования с динамикой своих физиологических ритмов. С этой позиции всех людей можно грубо разделить на две группы: сов и жаворонков. Жаворонками называют тех, кто рано и легко встает поутру, имеет большую работоспособность утром и в первую половину дня, а совами — тех, кто просыпается и встает утром с трудом, имеет лучшую работоспособность вечером и даже ночью. Учет индивидуальной динамики сна позволяет эффективнее распределять нагрузку в течение рабочего дня и уменьшить психологическую напряженность.

Обычно при нормальном сне, как уже говорилось, происходит общее расслабление, расслабляются мышцы, сердечный ритм замедляется, а дыхание становится глубже. У страдающих бессонницей не наблюдается релаксации, и поскольку они не могут расслабиться, они ближе к состоянию бодрствования. Как следует из рассмотренного, засыпанию способствует уменьшение потока поступающих в мозг импульсов, что может быть достигнуто и с помощью полноценного мышечного расслабления — релаксации. Она позволяет научиться быстро засыпать и полноценно спать, а также оказалась полезной не только людям с нарушениями сна, но и лицам, которые в связи с особенностями профессии вынуждены спать короткими интервалами и в промежутках интенсивно работать [395].