Новое в науке о мозге

Гипоталамус занимает очень небольшую часть головного мозга, но функции его чрезвычайно разнообразны. Это объясняется его многочисленными связями с другими отделами мозга. Исследованиями многих авторов было показано, что гипоталамус ведает также всем «внутренним хозяйством» организма. Он регулирует частоту сокращений сердца, дыхание, кровяное давление, обменные процессы, температуру тела и другие функции организма.

Наряду с этим раздражение и разрушение некоторых ядер гипоталамуса вызывает резкие изменения активности коры головного мозга и общего поведения организма, в связи с чем рядом ученых были высказаны предположения о наличии в нем центров она и бодрствования.Несмотря на противоречия во взглядах отдельных ученых по вопросу о роли гипоталамуса в смене этих циклов (о чем более подробно будет сказано дальше), участие его в смене сна и бодрствования можно предположить уже на том основании, что он регулирует деятельность всех физиологических систем организма, режим которых претерпевает резкие изменения при переходе от одного из этих состояний к другому.Не меньшее значение для понимания механизмов сна имели исследования функций так называемой ретикулярной формации, что означает в переводе «сетчатое образование».

Она представлена разнообразными по форме и величине клетками, разбросанными внутри мозгового ствола, почти на всем его протяжении окруженными сетью волокон, идущими в беспорядочных направлениях. Некоторые из клеток собраны группами, составляющими более или менее обособленные ядра, число которых по некоторым описаниям достигает 40.От ретикулярной формации идут длинные, нисходящие к спинному мозгу и восходящие к передним отделам головного мозга волокна.

Несмотря на то, что ретикулярная формация была описана давно, физиологическая ее функция оказалась раскрытой лишь около двадцати лет назад. Внимание к ней было привлечено благодаря работе Г. Моруцци и Г. Мэгуна, показавшим в 1949 году, что раздражение ретикулярной формации электрическим током вызывает генерализованные изменения электрической активности коры головного мозга, характерные для пробуждения животных. Позже Ж. Сегундо с соавторами (1955) подтвердили активизирующее влияние раздражений ретикулярной формации на кору, отметив, что типичная для такого раздражения реакция ЭЭГ сопровождалась у обезьян появлением признаков возбуждения.

Рис. 2. Изменения электрической активности мозга у кролика при раздражении ретикулярной формации, характерные для возбуждения (жирной линией обозначены раздражения. Внизу — электрокардиограмма). На основании этих наблюдений возникло представление о том, что ретикулярная формация мозгового ствола оказывает постоянное тоническое влияние на кору головного мозга, поддерживая ее в бодрствующем состоянии.

Вот почему ретикулярную формацию часто называют «активизирующей» восходящей системой. Это представление нашло свое дальнейшее подтверждение в опытах, показавших, что разрушение ретикулярной формации (но при сохранении обычных специфических путей, несущих к мозгу сигналы) сопровождается длительным пребыванием животных в состоянии сна.Таким образом, в отношении всех трех рассмотренных нами структур — таламуса, гипоталамуса и ретикулярной формации были получены доказательства, подтверждающие их причастность к процессам сна и бодрствования. Однако их связь с указанными процессами оказалась различной.

Если сон можно было вызвать, раздражая таламус и гипоталамус низкочастотными импульсами электрического тока, то при раздражении ретикулярной формации этого не происходило: сон животных наступал лишь после ее разрушения.В результате возникло даже представление об антагонистических взаимоотношениях активирующей ретикулярной формации и таламической системы.

Согласно этому представлению сон и бодрствование зависят от того, какая система превалирует в тот или иной момент.Все эти наблюдения заставляют пересмотреть существовавшие ранее теории сна, хотя некоторые из них, как это будет видно из дальнейшего, еще не окончательно утратили свое значение.