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 пе-

ренесла 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 биогра-

фий, 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 адап-

тацию 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, cновидение 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 устраняняет, 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 сновидeния c этoй точки зpeния сocтоит в псиxичecком 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 : Херяуф 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].