Рис 1. Открытие Жака д’Орту де Мерана (1729 год) Mimosa pudica раскрывает листья днем и сворачивает ночью, но происходит это не под воздействием света, так как когда мимозу помещают в темную комнату, она продолжает раскрывать листья «днем» и сворачивать «ночью». Следовательно, «у мимозы есть внутренние часы».
В ту эпоху растительное и животное царства часто сравнивали друг с другом. В своей книге «Человек-растение» Жюльен Оффрей де ла Меттри (1748) рассчитал, что семяизвержение у растений длится только две секунды. «Почему же у нас оно длится намного дольше?» — задавался он вопросом…
Эти представления о внутренних часах, «запрятанных» внутри мимозы или в человеке, впоследствии были забыты, так как сталкивались с непреодолимыми эпистемологическими трудностями: ведь периодическая природа чередования дня-ночи или бодрствования-сна до 1970 года связывалась исключительно с гомеостатической системой. То есть в ходе сна либо энергия или вещества, которые использовались головным мозгом в период бодрствования, восполняются, либо «токсические вещества», накопившиеся при бодрствовании, обезвреживаются. Опыты, проведенные Пьероном, которые показали, что можно усыпить собак, вводя им в желудочки мозга спинномозговую жидкость, взятую у других собак, лишенных сна, были, соответственно, интерпретированы в пользу понятия о «гипнотоксинах». Позднее, в 1963 году, Натанаэль Клейтман писал следующее: «Развитие и поддержание у человека 24-часового ритма бодрствования-сна и температуры связаны с тем фактом, что этот человек родился и прожил жизнь в окружающей среде, подчиненной ритмическому чередованию света и темноты, связанному с вращением Земли вокруг своей оси». И наконец, понятие биологических часов входит в противоречие с концепцией Клода Бернара, согласно которой «внутренняя среда постоянна и изолирована от внешней среды: если она постоянна, то никаких биологических часов быть не может».
С другой стороны, я сам долгое время рассматривал себя в качестве «ксенохрона» (чуждого ритму). Со времен Шеррингтона нейрофизиология строилась на опытах, проводимых в основном на кошках. Действительно, грандиозное развитие физиологии сна началось после открытия двух состояний сна именно у кошек в начале 1960 года, в момент зарождения хронобиологии. Но именно у кошек нет циркадианного ритма сна и температуры тела
[24]! Почему же эндогенные циркадианные биологические часы существуют у всех, начиная от прокариота и вплоть до человека, и только у кошачьих отсутствуют? Отсутствие циркадианного ритма у кошек — одна из причин длительности и трудности процесса включения циркадианных ритмов в физиологию сна. Действительно, фундаментальные книги в области хронобиологии тех лет — Симпозиум в Колд Спринг Харбор (1960), Дж. Л. Клаудсли-Томпсон (1961) и Е. Бённинг (1965) — и в самом деле, не содержат никаких ссылок на сон.
И наоборот, гипнологи совершенно не интересовались циркадианными ритмами (хотя ультрадианный ритм парадоксального сна стал их увлекать).
В ежегодной библиографии публикаций по сну (Annual Sleep Bibliography) за 1969 год нашлась единственная ссылка на циркадианный эндогенный ритм, а на ультрадианный — 153. И должно было пройти почти двадцать лет, чтобы исследования, проведенные на крысах и на человеке, помогли циркадианным ритмам занять свое достойное место (5 % из 1673 ссылок в Annual Sleep Bibliography за 1989 год). С давних пор в гипнологии была осознана необычайная сложность сна и сновидений и, чтобы не исчезнуть как науке, ей надо было заняться мультидисциплинарными исследованиями. По этой причине изучение циркадианных ритмов стало плодотворной ветвью физиологии сна грызунов и человека. Эти исследования внесли свой вклад в модель, связывающую реактивный гомеостаз (фактор S) (чем дольше я бодрствую, тем более длительным и/или глубоким будет мой последующий сон) и предиктивный гомеостаз (или циркадианный фактор)
[25].
И заключительная ремарка по поводу взаимоотношений между циркадианными ритмами и сном: человек спит ночью, а крыса — днем. И человек проводит опыты над крысами, а не наоборот. Очевидно, что легче и удобней работать днем, и мне редко встречались статьи таких экспериментаторов, которые бы работали ночью («днем» для крыс) или же с инвертированным крысиным ритмом (темнота в течение дня и наоборот). Вот почему многочисленные эксперименты, проводимые на крысах днем, слишком «смело» интерпретируются. Что означает эффект инъекции какого-то лекарства или пептида на память крысы, разбуженной между 10 и 12 часами утра? Эффект действительно возникает из-за воздействия на процессы памяти, или это просто неспецифический результат пробуждения? Предоставим будущим историкам возможность детального изучения всех достоинств и недостатков «хроноантропического» аспекта взаимоотношения человек-крыса
[26].
Не надо, наконец, забывать, что может быть множество разных видов ритмичности: на самом деле физиологические регуляторные системы обязательно осциллируют во всех гомеостатических процессах из-за петель обратной связи и внутреннего гистерезиса. В частности, существует взаимная регуляция эффекторных механизмов теплопродукции и теплоотдачи, создающая колебания температуры тела, подобно гистерезису систем домашнего отопления, колебания которого стремятся нейтрализовать разницу между заданным уровнем (или установленной точкой, set point) и реальной температурой в доме.
Общепринятое понятие эндогенного ритма возникло недавно. Между 1960 и 1970 годами появились многочисленные книги и статьи, касающиеся «примерно 24-часового» ритма (или циркадианного: от лат. circa — «около» и dies — «день»). Тогда же были установлены критерии эндогенного ритма:
— стабильность этого ритма при отсутствии всякого периодического внешнего влияния;
— циркадианная периодичность должна сохраняться, если окружающая среда проявляет иную периодичность;
— медленное изменение фазы после резкого изменения периодичности окружающей среды.
Именно депривация сна у человека представила доказательства существования эндогенного ритма. Во время продолжительной депривации сна наблюдается постоянное «давление сна», нарастающее в целом по ходу депривации, но которое резко снижается каждый раз к вечеру, чтобы снова усилиться к утру. Проверка когнитивных и психомоторных способностей выявила ту же периодичность. Удивительно, но максимум потребности во сне возникает в момент пробуждения, а минимум — непосредственно перед привычным временем засыпания. Усиление давления бодрствования в конце периода бодрствования (перед самым открытием «врат сна») не поддается пока исчерпывающему объяснению, что дает основание для предположения о наличии некой «странности» в работе биологических часов, управляющих бодрствованием.
