Сто років тому вчені думали, що сон - це своєрідне отруєння. За час неспання, як вважалося, в організмі накопичуються якісь отрути, кров приносить їх до мозку, отруює його, настає сон. За час сну отрути руйнуються, видаляються з крові, і вранці ми знову бадьорі і свіжі. Були факти, що підтверджують такий погляд, але були факти, які врешті-решт його спростували (зокрема, спостереження над зрощеними близнюками). Так, у Москві перед війною спостерігали рідкісний випадок подвійного потворності. Народилися дві дівчинки, названі Ірою і Галею, які зрослися в нижній частині тіла. У них були дві головки, чотири ручки, два серця, а ніжки і нижня частина тіла були загальні. Прожили ці близнюки 1 рік 22 дні, померли від запалення легенів. Спостереження показали, що коли одна головка спить, інша може сміятися, спати. Ясно, що якби настання сну залежало від отрут, разносимых кров'ю (а кров у обох полуорганизмов була загальною, змішувалася), обидві головки повинні були б спати завжди синхронно. Вчені колишніх часів не могли зрозуміти причин сну, оскільки не знали його природи, не знали, як сон пов'язаний з іншими властивостями мозку. Справді наукова теорія сну стала складатися лише завдяки роботам В. П. Павлова. Для розуміння природи сну і сновидінь нам потрібно згадати і розглянути тут два моменти.
По-перше, завдяки условнорефлекторным зв'язків між слідами різних вражень мозок фіксує і, головне, може у разі необхідності знову використовувати будь-яку прийшла до нього інформацію. Починаючи від колиски, коли виникають перші асоціації (дитина пов'язує відчуття матері з зовнішнім виглядом, звуком голосу, словом «мама»), і далі протягом усього життя те нове, що приходить в мозок, залишає там слід і вступає в зв'язок з тим старим досвідом, який є. Одне враження нанизується на інше, і в кінці кінців кора мозку перетворюється в людини в свого роду мозкову кіноплівку з сотнями мільярдів «кадриків» - слідів та асоціативних зв'язків між ними. В них відображається і може бути витягнуто на світ все, що ми бачили, чули, читали, думали, що переживали протягом життя, весь життєвий досвід.
По-друге, на підставі закономірностей руху процесів збудження і гальмування В. П. Павлов зробив висновок, що сон - це процес гальмування, що охопила основні райони кори і спустився вниз, на середній мозок. Павлов рішуче відкидав уявлення про наявність спеціальних інстанцій в мозку, які відають станами неспання і сну, про що в ті роки йшла жвава дискусія в літературі.
Павловська теорія сну була важливою віхою у розвитку нейрофізіології, але сьогодні вже значною мірою переглянута. Розкрито функція важливих структур мозку, що об'єднуються під назвою ретикулярної формації або сетевидного освіти. Ці структури впливають на ступінь активності кори мозку, причому можна виділити центри, порушення яких пов'язано із станом неспання, і центри, мають право іменуватися центрами сну. Не підтвердилося й уявлення про стан сну як розлитому гальмування кори великих півкуль. Спеціальні дослідження показали, що в охопленому сном мозку частка збуджених нервових центрів ще більше, ніж в стані неспання. Як вдалося отримати такі відомості?
Неоціненну допомогу у цій справі надали вченим біоструми мозку. В мозкову тканину тваринного вживляли до 100 микроэлектродов, які повідомляли про стан електричної активності відповідних мозкових структур. Саме ці «герої» і донесли звістка про те, що сон не пов'язаний з гальмуванням більшості коркових центрів. Павлівське положення про те, що сон не пасивний стан нервової тканини, а активна відновлювальна робота мозку, блискуче підтвердилося, але не в тому плані, як вважав учений. Він говорив про активний характер процесу гальмування, що охопило мозок. Виявилося ж, що і гальмування при зануренні в сон стає в принципі не більше, ніж було в стані неспання, тобто активність сплячого мозку - це активність справді збудженої нервової тканини. Як все сказане зрозуміти?
При дослідженні здорових людей біоструми записують з поверхні голови, куди, розсунувши волосся, накладають пластинки електродів. Кожен такий електрод збирає інформацію від мільярдів нервових клітин. Спостереження показують: чим активніше стан неспання, тим беспорядочнее гра зубців на електроенцефалограмі (так називають запис біострумів). Панівними є рівні частот цих хвиль від 10 до 40 в секунду. Навпаки, коли людина глибоко спить, відмічаються правильні повільні хвилі частотою 2-4 Гц - так звані дельта-хвилі. Подібна картина електроенцефалограми означає, що мільярди мозкових клітин працюють тепер якось злагоджено, організовано, вони синхронізовані, в той час як при активній діяльності в стані неспання вони діють асинхронно.
Сьогодні нейрофізіологи вважають, що в мозку діють дві системи. Десинхронизирующая система охоплює ті мозкові механізми, які функціонують в періоді неспання і здійснюють зв'язок із зовнішнім середовищем; в цю систему включені центри неспання. Інша, синхронізуюча, система містить мозкові механізми, що діють під час сну і пов'язані з відповідними центрами, які прискорюють його наступ. Зміна збудження і гальмування - реальний факт. Однак полягає він у тому, що при пильнуванні збуджена десинхронизирующая і загальмована синхронізуюча система, а при розвитку сну, навпаки, збуджуються синхронізуючі механізми і загальмовуються десинхронизирующие. В нашому мозку живуть як би два мозку - денний і нічний, регулярно змінюють один одного на вахті життя.
