Зачем мы спим

Оригинал взят у

maslyaev в Зачем мы спимНедавно товарищи по ЖЖ развели меня (или я их развёл на то, чтобы они меня выслушали?) на прогон по этой вот загадочной теме. Чтобы насовсем не потерялось, запощу этот материальчик в свою жэжэшку.

Во первых строках нужно отметить, что вопрос кажется простым и ответ очевидным ("чтобы отдохнуть"), но ответ этот неправильный. Вернее правильный лишь наполовину, ведь чётко различимых фаз сна у нас две - медленный сон ("регламентные работы" с полным отключением сознания, и учёным более-менее понятно, что там в это время смазывается/прочищается/продувается) и парадоксальный сон. Вот по поводу того, зачем нужно периодически включать это состояние контролируемого безумия, у имеющейся в настоящее время науки, что называется, no idea.

Для того, чтобы разобраться в этом не простом вопросе (не зря ведь лучшие умы человечества не могут найти на него ответ, правда?), нужно научиться рассуждать о мозге не как о баллоне, в который закачана какая-то эфироподобная хрень, называемая нами разумом, и не как об устройстве, в котором каждая деталюшка и каждая связь спроектирована гениальным инженером, а как о самоорганизующейся системе, в которой великое множество отдельных живчиков живут каждый своей жизнью и играют в некую смешную игру, которая, будучи рассмотренной как единый макро-процесс, и является этим самым загадочным разумом.

Если мы пытаемся рассмотреть мозг как самоорганизующуюся систему, то сразу с размаху утыкаемся в маленькую проблему: в настоящее время наука не выработала понятийного аппарата для рассуждения о таких системах. Для рассуждения о бесконечно малых и бесконечно больших величинах понятийный аппарат есть, для рассуждения об износостойкости дорожных покрытий аппарат есть, а для рассуждений о самоорганизующихся системах - нет. Такая вот печалька. Единственное разумное, что можно предложить в такой ситуации - это воспользоваться аналогиями. Это, конечно, не совсем то, что хотелось бы поскольку всякая аналогия хромает, но в данном случае нам тупо некуда деваться.

Аналогией будет рыночная экономика. Тоже самоорганизующаяся система. Многочисленные "автономные юниты" (физ. и юр. лица) играют в игру с бумажными фантиками преследуя каждый свой смешной интерес по максимизации фантиков, но результатом оказывается общий полезный эффект, что и жилища построены, и электричество в розетка, и пиво в холодильниках, и байки в интернетах.

В мозгах тоже наверняка есть нечто, что придаёт юнитам (в данном случае нейронам) системность, Некий системообразующий фактор. Скорее всего, это какие-то вещества, но, может быть, и нет.

Итак, экономика. Каждый занят своим локальным делом, и общее правило гласит, что каждый получает фантики только когда хоть кому-то приносит пользу. А когда у тебя совсем нет фантиков, ты становишься внесистемным юнитом, и вырабатываемые системой блага получать тебе не обязательно. Это правило, конечно, частенько нарушается, но в 99% случаев оно работает (там, где оно действительно нужно).

Естественно, не бывает так, чтобы абсолютно все юниты абсолютно всё время были востребованы. Летом не нужны лыжи, зимой - ролики. Когда вырубился свет, не нужен телевизор, когда врубился - фонарик. И так далее. А кушать юнитам хочется всегда. Временно невостребованные юниты жёстко голодают или меняют специализацию (старую при этом безвозвратно теряют). А потом, когда ситуация возвращается в исходное положение, вдруг оказывается, что старые спецы уже или вымерли или уже ни на что не годятся.

Поэтому разумно с некоторой регулярностью вводить систему в состояние безопасного контролируемого сумасшествия. Устраивать что-то вроде фестиваля, когда юниты в игровой форме демонстрируют прежнее мастерство, за что получают игровые фантики, за которые получают уже совсем не игровую еду.

Парадоксальный сон - именно такое состояние безопасного сумасшествия, позволяющее:
а). Избежать массового апоптоза нейронов.
б). Сохранять "про запас" цепи и взаимосвязи, которые были востребованы в прошлом, но в силу изменившихся обстоятельств не востребованы сейчас.

Есть несколько фактов о сне, которыми можно проиллюстрировать полезность этих соображений.

Факт первый. "Сам себя считаю городским теперь я/ здесь моя работа, здесь мои друзья,/ но всё так же ночью снится мне деревня,/ отпустить меня не хочет родина моя".
Ещё учась в институте, я заметил, что когда живу в общаге, снится дом, а общага не снится. А когда приезжаю домой на каникулы - всё наоборот.
Всё правильно: ну зачем моим нейронам "фестивалить" по теме "общага", если они и так уже сегодня по этой теме продуктивно потрудились и вкусно поели?
Кстати, этот же принцип работает, когда солдат, побывавшему на войне, обречён всю оставшуюся жизнь смотреть сны про войну - тягостные, мерзкие, страшные. По сути, у него есть единственный способ избавиться от этих снов - опять отправиться на войну. Там этих снов не будет, но кошмар станет реальностью. Тут ещё дело осложняется тем, что события на войне очень животрепещущие (конечно, постоянное решение вопросов жизни и смерти), поэтому полученный опыт сразу помечается как "жизненно важный", который терять нельзя ни в коем случае.

Факт второй. Старикам нужно меньше сна, чем молодым. Младенцы вообще спят почти всё время. Дело тут в том, что кора больших полушарий головного мозга у новорожденного младенца - это чистый лист. Универсальный вычислитель, который может быть запрограммирован на выполнение любой полезной работы, но пока ни на что не запрограммирован. У младенца нейроны коры "голодают" практически непрерывно. Только почти постоянный сон позволяет держать их "накормленными" и тем самым избежать массового апоптоза.
По мере взросления формируются всё новые и новые цепи, эти цепи универсализируются. В пожилом возрасте, как в зрелой экономике, почти всем находится занятость при любой конъюнктуре, и поэтому потребность в "фестивалях" немножко снижается.

Факт третий. Хищники спят много, травоядные - мало. Травоядное животное занято своим "основным видом деятельности" (поеданием травы) практически всё время. Жизнь травоядного однообразна и размеренна. Хищник же охотится эпизодически. Он, в принципе, может по какой-то причине вообще неделями или даже годами не участвовать в охоте, получая пищу от других членов стаи, но терять навыки охоты ему ни в коем случае нельзя. Единственные способы держать в актуальности мозговые цепи, управляющие охотой - это игра и сон.

Факт четвёртый. Когда целый день занимался тяжёлым умственным трудом, решал всякие мутные головоломки, пытался принять решения в условиях неопределённости и т.п., спать под вечер хочется дико. А если весь день развлекался, общался и танцевал, спать совсем не хочется. Казалось бы, этот факт противоречит теории, однако нет. При тяжёлой умственной работе нагрузка на мозг сильно несбалансированная. Всего лишь какая-то жалкая сотня нейронов заняты на полную катушку, а все остальные, отвечающие за координацию движений, пространственную ориентацию, обсчёт "физики" мира, межличностные отношения, распознавание зрительных образов и т.п. - все сидят зубы на полку. Собственно то, что мы принимаем за интеллектуальную усталость - это как раз не результат того, что перетрудились, а результат сильной недозадействованности, которая лечится понятно чем - сном.

Это, конечно, не подтверждение теории. Проверять теории подтверждениями - глупейшее занятие, давайте оставим его неучам, ни разу не слышавшим о Карле Поппере. Это всего лишь иллюстрации. Проверять теории нужно попытками их сфальсифицировать. Могу с ходу предложить два способа сфальсифицировать фестивальную теорию сна:
1. Если когда-нибудь будет изобретено лекарство, избавляющее от необходимости спать, теория отправляется в мусор, потому что из этой теории следует, что необходимость спать - совершенно никак не устранимая "фича".
2. По этой же причине теория отправится на помойку, если будет найден хотя бы один человек, который не спит уже достаточно большой (месяц, год, несколько лет) промежуток времени. Периодически в разнообразных жёлтых СМИ проскакивают материалы про таких уникумов, но доверять им вряд ли стоит. Дело в том, что есть одно весьма безобидное расстройство сна, при котором субъект дрыхнет всю ночь без задних ног, но утром он просыпается в стопроцентной уверенности, что не спал ни секунды. Тут нужны полноценные исследования. И при этом не плохо бы учесть, что вариант сна правым и левым полушариями головного мозга по очереди тоже не исключён.