Наверняка для вас не станет сюрпризом, что недостаток сна вредит учебе. Студентка с высокой успеваемостью может провалить экзамены, если просто изменить длительность ее сна. Предположим, студентка А входит в десятку лучших, что бы она ни изучала. Согласно результатам эксперимента, если она будет спать в течение недели по семь часов и на 40 минут дольше на выходных, ее результаты снизятся на 9 процентов по сравнению с показателями тех, кто не страдает от недосыпания. Накапливающийся недостаток сна в течение недели добавляется к дефициту сна на выходных — и, если его не наверстать, будет перенесен на следующую неделю.

Эксперимент, проводившийся с участием солдат, ответственных за сложную военную технику, показал, что одна бессонная ночь приводит к снижению общих когнитивных способностей на 30 процентов, что сказывается на выполнении работы. Увеличив этот период до двух ночей, мы получим уже 60 процентов. В других экспериментах этот факт был исследован более детально. Время сна ограничили шестью и менее часами в течение пяти ночей, и когнитивная активность при этом оказалась такой же, как и после 48 часов без сна.

Недавние исследования должны были пролить свет на другие функции, на первый взгляд, не связанные со сном. При недосыпании способность человека, например, переваривать пищу снижается на треть. Выработка инсулина и получение энергии из самого излюбленного мозгом десерта, глюкозы, тоже уменьшается. По мере того как растет потребность во сне, в организме стремительно повышается уровень гормонов стресса. Если продолжать в том же духе, частично ускоряется процесс старения. Например, для тридцатилетнего здорового человека недосыпание в течение шести дней (в среднем, в рамках эксперимента, четырехчасовой ночной сон) вскоре приводит к тому, что его биохимические показатели становятся такими же, как у шестидесятилетнего. И для восстановления, то есть возвращения к нормальным для тридцатилетнего организма показателям, ему понадобится неделя.

И самое главное: недосыпание ухудшает мыслительную деятельность по всем возможным показателям, доступным для измерения. Недостаток сна плохо влияет на внимание, способность к целенаправленной деятельности, непосредственную память, рабочую память, настроение, математические способности, способность логически мыслить, общие математические навыки и, вероятно, мелкую моторику, включая тонкую моторную деятельность (за исключением, пожалуй, игры в пинбол), и даже такую грубую моторную деятельность, как, например, способность ходить по беговой дорожке.

Познакомьтесь с реальной историей счастливо женатого бухгалтера, придающего огромное значение деталям. Спящий мертвым сном, он регулярно представлял финансовые отчеты своей жене всю ночь напролет. Большинство этих отчетов касалось его деятельности в течение дня. (Если жена будила его — а это случалось часто из-за того, что его вещание происходило достаточно громко, — бухгалтер становился любвеобильным и изъявлял желание заняться сексом.) Выходит, человек занимается структурированием предыдущего опыта во сне? Может ли это объяснять все предыдущие данные и служить причиной нашей способности ко сну?

Для ответа на этот вопрос нам нужно вернуться к истории бедной крысы, которой не посчастливилось заснуть с проводами, опутавшими ее голову. Провода — это электроды, подключенные к определенным нейронам. Если подсоединить их к записывающему устройству, подобно тому, как ЦРУ подключается к телефонной линии, можно подслушать, о чем разговаривает сам с собой мозг, послушать беседу отдельных нейронов — носителей информации. Даже в крошечном мозге крысы одновременно взаимодействуют до 500 нейронов. О чем же они говорят? Если послушать некоторое время, то узнаешь, что крыса приобретает новый опыт — умение ориентироваться в лабиринте. Позже обнаруживается нечто необычное: проявляется прерывистый «лабиринтообразный» след электрических стимулов. Работая по принципу азбуки Морзе, в процессе познания ряд нейронов начинает потрескивать с определенной временной последовательностью. Позже, разгуливая по лабиринту, крыса всегда будет обращаться к этому следу. Это электрическая репрезентация новой энграммы о правилах поведения в лабиринте (по крайней мере, об этом свидетельствуют показания 500 электродов).

Когда крыса отправляется спать, она начинает заново проигрывать последовательность следа-лабиринта. Мозг животного восстанавливает во время сна изученный материал — кстати, то же самое происходило и с нашим бухгалтером. Обращаясь к отпечатку информации всегда в определенной фазе сна, крыса повторяет ее снова и снова, и гораздо быстрее, чем в течение дня. Ее мозг настолько активен, что порядок выполнения воспроизводится тысячу раз. Если плохой студент решит разбудить крысу в этот момент, то есть в фазу медленноволнового сна, позже мы сможем наблюдать нечто удивительное. На следующий день испытуемое животное с трудом вспомнит лабиринт. Стало быть, мозг крысы консолидирует изученное за день в течение следующей за обучением ночи, а прерывание сна срывает цикл обучения.

Нейрофизиологи задумались: а не происходит ли то же самое и с человеком? И что же? Оказывается, наш мозг проделывает то же самое, но гораздо более сложным образом. Как и крыса, человек тоже проигрывает приобретенный за день опыт в течение ночи, в фазе медленноволнового сна. Но в отличие от крысы, эмоционально окрашенные воспоминания воспроизводятся в разные фазы сна.

Полученные результаты натолкнули на потрясающую идею: ночью происходит обработка информации в режиме офлайн. Возможно, сон необходим для того, чтобы просто отключиться на некоторое время от окружающего мира и уделить больше внимания когнитивному внутреннему миру? Может быть, мы нуждаемся во сне потому, что таким образом обучаемся?

Возможно, все сказанное кажется очевидным, но, разумеется, реальный мир исследований гораздо сложнее. Некоторые результаты идут вразрез с такой идеей или усложняют ее. Например, люди, страдающие расстройствами сна или отсутствием медленноволновой фазы, так или иначе демонстрируют нормальную и даже отличную память. Как и те, кто входит в фазу быстрого сна при помощи антидепрессантов. Как сопоставить данные результаты с предыдущими — предмет оживленных дискуссий в научном мире. Нужно проводить дальнейшие исследования — и не только в условиях лаборатории.