связанные с миграцией на большие расстояния, могут привести к неожиданным вариантам адаптации.

Белолобые воробьи ежегодно летают за 4 тысячи километров с Аляски до Калифорнии. В течение миграционного периода они демонстрируют сокращение сна почти на 70%, причем даже когда заперты в клетках и летать не могут. Любопытно, что в этот период у них не наблюдается поведенческих особенностей, типичных для тех, кого лишили сна.

Генетически и гормонально запрограммированные на впечатляющую дальнюю ежегодную миграцию, белоголовые воробьи в этот период просто пропускают сон и не выказывают никаких признаков того, что у них его нет.

Несколько десятилетий назад было предложено объяснить возможность полетов, которые длятся дни и даже недели без перерыва, однополушарным сном. Группа ученых под руководством этолога Нильса Раттенборга из Института орнитологии Макса Планка опубликовала в 2016 году первое свидетельство однополушарного сна во время полета.

Совместно с коллегами из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Цюрихского университета Раттенборг имплантировал небольшие электронные устройства в черепа фрегатов — морских птиц, гнездящихся на Галапагосских островах. Датчики регистрировали движения головы и мозговые волны, создаваемые электрической активностью в черепной коробке, называемые электроэнцефалографическими (ЭЭГ).

У фрегатов самая большая площадь поверхности крыльев по отношению к массе тела среди птиц. Они могут парить над океаном в течение нескольких недель. Когда ученые изъяли свои устройства, то гипотеза подтвердилась: за 10 дней фрегаты пролетели около 3 тысяч километров, ни разу не приземлялись и чередовали длительные периоды бодрствования с коротким сном.

В течение дня птицы сохраняли бдительность и активно добывали пищу, но, как только солнце садилось, они набирали высоту и на несколько минут впадали в состояние однополушарного сна, паря на восходящих воздушных потоках. Птицы постоянно держали открытым один глаз и поворачивали голову так, чтобы смотреть по направлению движения.

Спать опасно

Кроме обеспечения возможности оставаться в движении, однополушарный сон, по-видимому, вызван еще и необходимостью проявлять высокую степень бдительности для защиты от хищников. Команда Раттенборга записала мозговые волны во время сна у двух групп из четырех уток. Птиц выстроили в шеренги. Две средние оказались в более безопасном положении, так как были прикрыты с обеих сторон. У крайних птиц прикрытым оказался только один бок — следовательно, они были в меньшей безопасности.

Результаты показали существенное увеличение продолжительности однополушарного сна у крайних животных, потенциально более уязвимых для хищников. Причем в каждом эпизоде открытый глаз, как правило, находился с незащищенной стороны. Птицы, помещенные исследователями в середину, демонстрировали нормальный сон в обоих полушариях головного мозга.

Обилие хищников в Африке к югу от Сахары и длительные миграции накладывают жесткие ограничения на млекопитающих и в африканских саваннах. Наказание за слишком долгий сон — потеря потомства или даже жизни.

Оснастив хоботы слонов актиметрами[86] — небольшими устройствами, непрерывно регистрирующими движения, — южноафриканские этологи подтвердили, что эти животные спят стоя, всю ночь активно защищая детенышей. Взрослые слоны спят фрагментарно и всего два часа в сутки.

Среди павианов социально доминирующие животные более бдительны, и у них меньше эпизодов расслабленного сна. Это позволяет предположить, что сон сокращается под воздействием социального давления.

Исторические упоминания о человеческом сне в древности и Средневековье, состоявшем из двух последовательных фаз ночью, сходятся с наблюдением того же явления у современного населения, проживающего в сельской местности без электрического света. Справедливо ли то же самое для обществ охотников и собирателей?

Чтобы исследовать этот вопрос, ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе снабдили актиметрами охотников-собирателей из Танзании, Намибии и Боливии. К удивлению ученых, сон у этих людей имеет одну ночную фазу с продолжительностью, очень похожей на сон взрослых в промышленных мегаполисах.

Однако другое исследование охотников-собирателей в Танзании показало, что взрослые в группе почти никогда не спят одновременно: если старики ложились спать и просыпались раньше, то молодые засыпали и вставали позже. Таким образом, в любой момент бодрствовало не менее трети группы.

Поскольку пожилые обычно спят меньше молодых, из исследования можно заключить: на дедушках и бабушках наших предков лежало основное ночное дежурство, необходимое для снижения риска нападения хищников. Короткий, поверхностный и гибкий сон охотников-собирателей позволяет тонко уловить изменения в окружающей среде, риски и возможности. Охотники не просиживают часы в офисе, у них нет графика пахоты или уборки урожая, но они должны быть очень внимательны к любым изменениям природных ритмов.

Расселившиеся по Африке миллионы лет назад первые гоминиды были приспособлены для сна и сновидений не хуже любого другого млекопитающего. Они видели сны об опасных побегах и охотах и взяли их с собой, мигрируя в разные стороны с Африканского континента. Группа примерно из тысячи человек покинула Восточную Африку около 70 тысяч лет назад и рассеяла своих потомков в последующие тысячелетия по Азии, Океании, Европе и, наконец, Америке.

Последовавшее затем долгое путешествие по всей планете постепенно отдалило нас от мира природы — возник мир культуры, и человеческий сон изменился. Появилось пространство сновидений, наполненное символами для обозначения всех существ и вещей — даже тех, что мы просто придумали. Чтобы понять, как это произошло, нам предстоит углубиться в биохимию, лежащую в основе нашего воображения.

Глава 7. Биохимия снов

Наступает ночь. После многих часов дневного бдения и интенсивного движения, мы принимаем наконец горизонтальное положение и направляемся по пути радикального изменения сознания. Опустив голову на подушку и смежив веки, мы засыпаем, и в наших мозговых волнах происходят глубокие перемены: нервная система начинает вырабатывать разнообразные химические вещества.

Во-первых, закрыв глаза и провалившись во тьму, мы обратимо отключаемся от внешнего мира. Вначале сновидения сменяют друг друга; затем наступает сон без (или почти без) сновидений — состояние полного покоя с резким снижением реакции органов чувств. А спустя два часа приходят интенсивные, яркие сны, которые мы иногда помним после пробуждения.

С древности сон считался состоянием однородного покоя, вызванного отсутствием раздражителей, но в середине ХХ века по этому заблуждению был нанесен решительный и окончательный удар. Открытия, опровергшие теорию сна как пассивного процесса, были сделаны в ходе революционных исследований цикла сна — бодрствования, проведенных в Чикагском университете американским физиологом Натаниэлем Клейтманом и его тогдашним аспирантом Юджином Асерински.

Наблюдая за движениями глаз во время сна у 20 взрослых добровольцев, ученые обнаружили, что периоды покоя чередуются с беспокойным — REM[87] — сном, для которого характерны интенсивные движения обоих глазных яблок, прерывистое дыхание, нерегулярное сердцебиение и быстрые мозговые волны при общей расслабленности тела. Обнародование этого невероятного открытия в журнале Science в 1953 году дало толчок к изучению разных фаз цикла сна — бодрствования.

Парадокс быстрого сна

Бывший тогда аспирантом Уильям