Этот ежедневный ритм мозга и тела определяется надперекрестным ядром (Nucleus suprachiasmaticus) – пятнышком серого вещества, содержащим менее 10 000 нейронов, оно расположено над перекрестом зрительных нервов по пути к мозгу. Надперекрестное ядро получает сигналы от ганглионарных клеток в сетчатке, передающих информацию об освещенности в окружающей среде. Эти ганглионарные клетки, синтезирующие белковый фермент меланопсин, преобразуют свет в импульсы, которые движутся по зрительному нерву к надперекрестному ядру. Таким образом мозг может отличать день от ночи.

Плод имеет надперекрестное ядро уже через 18 недель после зачатия. Еще через несколько недель циркадные ритмы прослеживаются в сердцебиении и дыхании плода. Возможно, они управляются сигналами, поступающими от матери: ритмическим выбросом трех гормонов: кортикотропин-высвобождающего гормона (CRH), кортизола и мелатонина, который подает сигнал о засыпании.

Когда ребенок появляется на свет, этот ритм внезапно утрачивается. Любой молодой отец или мать может рассказать вам, что новорожденные имеют чрезвычайно нерегулярный ритм сна и бодрствования, хотя его можно частично контролировать за счет циклов кормления. Примерно с 3-месячного возраста ритмы сна и бодрствования начинают определяться внешними факторами, такими как время кормления и вечерние процедуры. Поэтому заданный распорядок дня позволяет сделать детские циркадные ритмы более регулярными. Так или иначе в течение первых недель после рождения закономерностей почти не существует. Цикл сна и бодрствования у младенцев обычно продолжается от 50 до 60 минут независимо от времени суток. Впоследствии цикл сна переходит в ультрадианный цикл (что значит «менее одного дня») с чередованием периодов около одного часа в возрасте 3 лет. К 5 годам этот ритм увеличивается до полутора часов и остается неизменным до конца жизни.

Дети проводят во сне примерно 2/3 времени, и около половины этого времени составляет активный сон, похожий на сон с быстрым движением глаз (REM-сон) у взрослых людей. Во время REM-сна у взрослых те мышцы, которые находятся под осознанным контролем, бездействуют, за исключением глаз. Этот феномен не позволяет нам физически делать то, что мы видим во сне. Правда, у младенцев подвижность и так весьма ограничена, и они и без того мало что могут предпринять. В такой относительной безопасности ваш младенец может совершать множество движений в фазе активного сна: причмокивать губами, изгибаться, улыбаться, хмуриться и даже двигать конечностями. Притом не обязательно ему снится движение или какие-то действия, если он вообще видит сны (см. врезку: «Знаете ли вы? Какие сны видят дети»).

Практический совет: как уложить ребенка спать

Необходимая для ребенка продолжительность сна и его тип программируются в ходе нормального развития без особого влияния окружающей среды. Отход ко сну – иное дело, здесь многое зависит от механизмов обучения.

Детский сон можно сделать более регулярным, установив регулярный график кормления (см. основной текст). Мы должны предупредить, что один старомодный прием, используемый родителями, приводит к обратному результату. Речь идет о подмешивании небольшого количества алкоголя в молоко матери; например, такое происходит, если она выпьет бокал вина перед кормлением. Действительно, это несколько сокращает время отхода ко сну, как правило, примерно на 15 минут. Однако общая продолжительность сна в следующие 3,5 часа уменьшается. Гораздо лучшая стратегия – следить за появлением признаков сонливости и действовать быстро, сразу же укладывая ребенка спать. Фаза перехода от бодрствования ко сну существует как у взрослых, так и у детей, но у детей она происходит быстрее.

Маленькие дети быстро учатся связывать конкретные события с отходом ко сну. Как и в случае с другими ассоциациями, им бывает достаточно одного примера, но сформированную привычку уже трудно нарушить. Например, если ребенок привыкает к тому, что один из родителей сидит с ним перед сном, это вскоре становится требованием. Лучше выходить из комнаты, чтобы засыпание у ребенка ассоциировалось с отсутствием родителей, что с лихвой окупится впоследствии. В целом формирование рутинных привычек, включая чистку зубов, сказку на ночь и пожелание спокойной ночи, становится знакомой умиротворяющей процедурой. Здесь необходима последовательность. Превосходный источник более подробной информации на эту тему – книга Марка Вейсблута «Здоровый сон, здоровый ребенок».

Со сновидениями или без них активный сон у маленьких детей выполняет жизненно важную функцию. Как мы убедились в главе 5, раннее развитие является периодом стремительного роста и «чистки» нейронных соединений. Неврологи могут наиболее четко прослеживать эти изменения у животных. Детство у котят – это время, когда дендриты в неокортексе перестраиваются, реагируя на изменение зрительного опыта (или же на зрительную депривацию, т.е. отсутствие опыта). Сон ускоряет этот процесс, который является необходимой частью развития. А лишение сна уменьшает способность к изменению дендритовой структуры – главного компонента неврологической пластичности. Исследования показывают, что это справедливо как для юных, так и для взрослых млекопитающих. Очевидно, сон помогает консолидировать некоторые виды обучения, включая передачу информации из кратковременной в долговременную память (см. главу 21).

За следующие 6 месяцев, когда ребенок впервые знакомится с ежедневными циклами света и темноты, циркадный ритм постепенно восстанавливается. Первым признаком прогресса является небольшое снижение температуры тела каждый день ранним утром. К 3 месяцам около 2/3 младенцев спят как минимум 5 часов по ночам.

Сознательное состояние бодрствования зависит от нейронных колонок, расположенных глубоко в стволе мозга и называемых ретикулярной формацией. Механизмы, вызывающие активность ретикулярной формации во время бодрствования, еще не вполне ясны, но в них участвуют нейротрансмиттеры, вырабатываемые в головном мозге, такие как ацетилхолин и норадреналин.

REM-сон контролируется нейронами, расположенными в варолиевом мосте (это часть ствола мозга, которая находится на одном уровне с мозжечком, между средним отделом мозга наверху и продолговатым мозгом внизу). Эти нейроны направляют аксоны (и команды) как в верхнем, так и в нижнем направлении. Нисходящие связи препятствуют работе двигательных нейронов и, следовательно, сокращению мышц во сне при помощи нескольких еще не опознанных нейротрансмиттерных сигнальных путей. Функция восходящих связей неизвестна, но они могут контролировать активность сновидений. Во время сна с медленным движением глаз внешние признаки движения у младенцев все еще возможны, но сенсорные данные передаются плохо, особенно в фазе глубокого сна.

По мере взросления рисунок сна изменяется. Общая продолжительность сна постепенно уменьшается и к 2 годам достигает 12 часов в сутки. Уменьшается и продолжительность фазы REM-сна, и ночной уровень мелатонина. К 3 годам дети проводят лишь 1/5 ночного времени в фазе REM-сна – почти как подростки или взрослые люди. К 6 годам фазы REM-сна и глубокого сна чередуются через каждые полтора часа, что соответствует продолжительности циклов сна у взрослых.