У пошуках отрути
До XIX століття сном безроздільно володіли поети та філософи. Люди вирушали в обійми Морфея, не замислюючись, що є цей крилатий бог, син цариці вічного спокою Нюкти, тобто Ночі, і брат Танатоса, бога смерті.
На початку століття сформувалася циркуляторна або гемодинамічна теорія. Її прихильники - Кабаніс, Мюллер - пов'язували сон із застоєм крові в мозку, а застій вважали наслідком горизонтального положення тіла. Після того як з'ясувалося, що в працюючих органах судини розширюються і до них витікає більше крові, а в непрацюючих звужуються і крові до них витікає менше, сон почали розглядати як результат анемії мозку, а заразом і його відпочинок. Такого погляду дотримувались фізіологи Клод Бернар, Моссо, І. Р. Тарханов. Моссо сконструював спеціальну дошку-ваги, на неї укладали людину, і, коли вона засинала, головний кінець дошки піднімався. Це мало означати, що уві сні кров відхлинула від голови і голова полегшала.
Цей досвід не переконав тих дослідників, які воліли бачити настання сну не анемію, а гіперемію, тобто не відлив крові, а приплив. Вони вважали, що робота мозку дуже складна, вдень мозок поглинений нею настільки, що харчуватися може тільки вночі, а отже, вночі має посилюватися наповнення нею кров'ю. Ця думка була вперше висловлена Шопенгауером, а згодом у вигляді теорії гіперемії розвинена фізіологами Броуном, Шлейхом та іншими. Йшлося і доводилося, що досвід Моссо був заснований на помилці або на неточності спостереження, та й сам Моссо вже схилявся на бік гіперемії. А лікар Черні на власні очі — крізь трепанаційний отвір у черепі хворої дитини — бачив, як уві сні кров приливає до мозку.
Але чому приплив крові повинен бути подібний до снодійного? Чеський анатом Пуркіньєприпустив, що від припливу крові набухають нервові центри, волокна, що проходять через них, здавлюються і втрачають провідність і повідомлення між відділами мозку переривається. Припущення Пуркіньє не підтвердилася. У наші дні методами реоенцефалографії вдається дуже точно оцінити рівень кровонаповнення мозкових судин. Буває, що рівень кровонаповнення уві сні знижений, а буває підвищений у порівнянні з найнапруженішим неспанням; безпосередньою причинною залежністю цей рівень зі сном не пов'язаний.
Наприкінці XIX століття набула деякого поширення гістологічна теорія: сприймаючі нейрони втягують свої закінчення, пориваючи цим зв'язок із зовнішнім світом, і настає сон. Однак не підтвердилося і це припущення.
І тут науковому горизонті з'явилася хімічна теорія. Організм - це фабрика отрут. Такою була її головна теза. «Ми отруєні з голови до ніг продуктами наших власних органів. Це – загальний результат обміну речовин…» – писав у книзі «Сон» І. І. Остромисленський. Сон в очах прихильників хімічної теорії був схожий на зупинку машини, до якої припинився доступ пального, наприклад кисню, витісненого вуглекислим газом, або в яку «набилася зола», наприклад, молочна кислота, або холестерин, або ще щось. Уві сні організм очищається від «золи», а вранці цикл «засмічення» починається спочатку.
Самоотруєння золою або отрутою було рівносильне втомі, а очищення від них відпочинку. Тому проти хімічної теорії висувалися самі заперечення, як і проти теорії відпочинку. Швейцарський вчений Едмунд Клапаред вважав, що ми часто засинаємо, не будучи стомленими, і часто сильна втома не дає нам заснути. Куди ж подіються отрути за нашого безсоння? Важко собі уявити також, що щоденне отруєнняне завдає шкоди організму. Якби ми насправді засипали під впливом досить великої концентрації отрути, то чому ми не прокидаємося вже через короткий час, коли концентрація падає до того ступеня, який був у нас незадовго до засинання і якого, мабуть, було недостатньо для виклику сну ?
І. І. Мечников дотримувався протилежної думки. В «Етюдах оптимізму» він розмірковує про безсоння людей нервових та перевтомлених. Чому вони погано сплять? Хіба у них в організмі не виділяється «сонна отрута»? Виділяється, і навіть більше, ніж у здорової людини! Але ці люди мають надзвичайно збудливі нервові елементи; підвищена збудливість робить ці елементи нечутливими до багатьох наркотичних отрут, а «сонна отрута» з-поміж них.
Спробу проникнути в таємницю сну зробили французькі вчені Лежандр та П'єрон. Не передрікаючи заздалегідь, що є «сонна отрута», вони поставили досліди на собаках. День за днем собакам, прив'язаним до стіни коротким мотузком, не давали спати. На десятий день собаки вже не могли ні розплющити очей, ні поворухнути лапою; щоб вони не задихнулися в нашийниках, їх доводилося підтримувати. Жити їм залишалося трохи більше доби; собак умертвляли і піддавали дослідженню їхній мозок. З нервовими клітинами у лобових частках творилися страшні речі, вони наче перенесли напад ворогів. Форма їх ядер змінювалася, мембрана, здавалося, була з'їдено лейкоцитами. Якщо ж собакам перед умертвінням давали хоч трохи поспати, жодних змін у клітинах не було.
Здавалося, клітини вчасно безсоння пожирали якусь отруту. Лежандр і П'єрон так і назвали його — «сонна отрута», або «гіпнотоксин», за аналогією з кенотоксином — «отрутою м'язової втоми», на існування якого вказував фізіолог Вейхарт. Назва була обрана незанадто вдало: таємничу речовину слід було б назвати отрутою неспання, оскільки воно накопичується під час неспання і є його прямим продуктом. Уві сні організм очищається від нього.
Лежандр і П'єрон мали знайти підтвердження своєї гіпотезі, і вони його знайшли. Вони брали від собак, які довго не спали, кров, спинномозкову рідину і екстракт з головного мозку і вводили їх нормальним собакам. Собаки відразу виявляли всі ознаки втоми і впадали у глибокий сон.
Лежандр та П'єрон експериментували понад десять років. Виділити гіпнотоксин їм так і не вдалося, але в його існуванні ніхто не сумнівався. Похитнути хімічну теорію, здавалося, було неможливо. На всі заперечення у її прихильників знаходилися контрзаперечення… Але що б вони змогли заперечити, скажімо, академіку П. К. Анохину, який близько року спостерігав за парою сіамських близнюків і більше п'ятнадцяти років за інший і десятки разів бачив, як ці груди, що зрослися грудьми, близнюки, що мали загальну систему кровообігу, спали в різний час — одна голова спала, а інша не спала.
Але як немає хімії? Адже ніхто не спростував результати дослідів Лежандра та П'єрона. Та й не вони одні ставили такі досліди. У хворих на патологічну сонливість екстрагували спинномозкову рідину, вводили її нормальним тваринам, і ті засипали. Екстракт мозку тварин, що знаходяться в зимовому сплячці, кидав кішок і собак у довгий сон, з чого, крім усього іншого, випливало, що хоча сплячка і не зовсім сон, у чому вона все-таки сон. У 1965 році швейцарський нейрофізіолог Моньє створив на собаках модель сіамських близнюків. У двох собак було налагоджено перехресний кровообіг: кров від мозку одного собаки текла в тулуб іншого, і навпаки. Одному собаці дратували певний відділ мозку, тавона засинала. За кілька хвилин засинала й інша. Оскільки нервових зв'язків між тваринами не було, сон другого собаки можна було пояснити лише тим, що якась речовина, що викликає сон, прибула до неї з кров'ю першого собаки. А за кілька років швейцарські газети повідомили, що гіпнотоксин нарешті знайдено. Моньє вдалося виділити з крові, що відтікає від головного мозку сплячих глибоким сном кроликів, поліпептид; введений у вену іншим кроликам, він приспав їх миттєво.
А як справжні, а нештучні сіамські близнюки? Так, дуже просто! Один із близнюків хотів спати, а інший не хотів. Вони діяли природні снодійні, а чи не чужорідні, свої, а чи не взяті в когось; хоч вони були і близнюки, та ще й зрощені, вони були різними особами. Їхні емоції не збігалися, і ці емоції виявлялися сильнішими за хімію. Гіпнотоксин може бути одним із механізмів сну, але не його єдиною причиною: він існує і виконує гіпногенні функції, але не він командує парадом, і сіамські близнюки тому безперечний доказ.
Тут доречно згадати «інстинктивну теорію» Клапареда. Визнавши зрештою існування гіпнотоксину, Клапаред, як і ми, відвів йому другорядну роль. Ми засинаємо, казав він, не тому, що ми отруєні чи втомилися, а щоб не отруїтися і не втомитися. Сон - один із інстинктивних способів захисту організму від поганих впливів. Цим і пояснюється, наприклад, що ми можемо не заснути, якщо панує інший інстинкт, який змушує нас спочатку виконати його наказ.