В конце 50-х годов английская ученая по имени Мери Лоббан и ее коллеги провели необычный эксперимент. Они вместе с несколькими испытуемыми провели лето на далеком Севере, на Шпицбергене, являющемся территорией Норвегии, где полярный день не дает указаний для отсчета реального времени суток. 12 участников были разделены на две группы и им раздали ручные часы, с которыми были проделаны определенные манипуляции втайне от испытуемых. У одной группы часы «убегали», так что часовая стрелка совершала полный оборот не за 12 часов, как обычно, а лишь за 10 с половиной. У другой' группы часы, наоборот, отставали, так что часовая стрелка обегала циферблат за 13 с половиной часов.
Ритм сон – бодрствование у участников немедленно адаптировался к этим условиям: они переходили на 21-часовые или на 27-часовые «сутки», не замечая этого. Однако отнюдь не все биологические ритмы организма можно было обмануть такой манипуляцией с часами. Например, концентрация калия в моче продолжала колебаться в ритме, соответствовавшем почти в точности 24 часам. С испытуемыми произошло то, что называется внутренней десинхронизацией (десинхронозом), явлением, которое возникает, когда некоторые из биологических ритмов организма становятся не в фазе с другими, так что вся тщательно настроенная ритмическая система дезорганизуется.
Десинхронизация ритма сон – бодрствование по отношению к другим циркадным ритмам часто наблюдалась в опытах с изоляцией. Температура тела обычно демонстрирует стабильный ритм с периодом 25 часов, даже если периодичность ритма сон – бодрствование значительно варьирует. Различная длина этих периодов приводит к постоянному изменению фазовых соотношений между различными ритмами. Когда опыты проводятся в условиях «изоляции от времени», то вначале все ритмы у испытуемого находятся в состоянии синхронизации, когда начало сна, как и положено, совпадает с нижней точкой температурного цикла. По мере развития внутренней десинхронизации испытуемый день ото дня ложится спать в различные фазы температурного цикла.
Тем не менее, несмотря на сдвиг фазовых взаимосвязей, температурный ритм явно оказывает некоторое . воздействие на сон. Юрген Цулли, хронобиолог из Эрлинг-Андехса, обнаружил, что период сна, который начинается на нижней точке температурного цикла, обычно короче, чем сон на вершине температурной кривой. Соответственно моменты засыпания испытуемых группируются на нисходящей ветви этой кривой, а моменты пробуждения – на восходящей ветви.
Сколько же в мозге «внутренних биологических часов», которые поддерживают ритмику различных процессов организма человека – одни, двое или даже больше? (В терминах хронобиологии они называются циркадными осцилляторами.) Американская исследовательская группа в составе ныне покойного Эллиота Вейцмана (больница Монтефьоре, Нью Йорк) и Ричарда Кронауэра (Гарвардский университет) предположила существование двух осцилляторов: одного – стабильного с периодичностью почти 25 часов, который обеспечивает ритм температуры тела, выброса гормона надпочечников корти-зола и парадоксального сна и второго лабильного осциллятора, регулирующего ритм сон – бодрствование.
Серж Даан и Домьен Беерсма из Университета Гронингена (Голландия) вместе со мной пришли. к другому выводу, а именно, что и одного осциллятора достаточно для объяснения имеющихся экспериментальных данных. В соответствии с нашей гипотезой внутренняя десинхронизация ритма сон – бодрствование по отношению к другим ритмам может быть объяснена допущением, что регуляция сна осуществляется двумя процессами: процессом расслабления, который нарастает во время бодрствования и снижается во сне, и циркадным процессом.
