Но вот, как это иногда бывает, случилась оказия: собаку, уже хорошо натренированную, с таким вот «стойким отставленным условным пищевым рефлексом на звонок», поставили в «экспериментальный станок», звонком взбаламутили, а мясо… А мясо-то забыли в подсобном помещении! Спохватился Иван Петрович и бросился в указанном направлении за мясом. В «экспериментальном станке» тем временем началась какая-то возня, но Иван Петрович был слишком занят поисками «собачей радости» и значения этой возне не придал — ну, беспокоится собака, что с того?

Пока же академик семенил до подсобного помещения и обратно, а преклонный возраст давал себя знать, прошло что-то около минуты. Возвращается он с мясом, сует его, как и обычно, в специальное отверстие станка, а там ноль реакции! Пес словно бы обиделся, что его обманули. «Ну что он там?! Заснул что ли?!» — возмутился Иван Петрович, подошел к станку с другой стороны и видит… Еще минуту назад возбужденное и активное животное и правда дрыхнет, словно младенец, на своих помочах, уронив на мохнатую грудь свою буйну голову! «Фантастика!» — воскликнул отец русской физиологии.

Ну и действительно, эффект очень странный! Вот вы представьте себе: домашние зовут вас к столу, вы поднимаетесь со своего кресла (или уж я не знаю откуда) и идете на кухню. Это классический отставленный (заторможенный) условный пищевой рефлекс — слюна начнет выделяться у вас не сразу, а секунд через 10–15 после приглашения к обеду. Но вот вы приходите на кухню, а там — шаром покати, только перечница на столе одиноко красуется. Вы садитесь в уголочке и, пока ваши домашние «суетятся по хозяйству», засыпаете! Нормально?! Ненормально, странно, даже парадоксально. Вот и Иван Петрович удивился, но на то он и великий ученый, чтобы сделать из этого факта и своего удивления не анекдот на потеху публике, а знаменательное научное открытие.

Я не буду дальше рассказывать о всех тех бесчисленных экспериментах, которые последовали за этим казусом, скажу только, что проведено их было предостаточно, и сразу перейду к открытиям И.П. Павлова. В процессе дальнейших исследований оказалось, что собачий сон — это, говоря словами Ивана Петровича, «захватившее, поглотившее мозг торможение». Вообще в мозгу любого животного (и нашем, разумеется) работают два процесса — возбуждение и торможение. Мозговые клетки или активизируются для выполнения определенной работы, или же, напротив, затормаживаются, чтобы данное действие не произошло. Игра процессов возбуждения отдельных участков головного мозга и торможения их активности, в сущности, и составляет основу всей нашей с вами психической деятельности. Причем процессы торможения в каком-то смысле даже важнее процессов возбуждения.

Умение затормаживать возбуждение для любой зверюги жизненно необходимо. Если бы способность к торможению возбуждения у животных отсутствовала, то это привело бы их к фатальному исходу. Травоядное животное не смогло бы замереть, схорониться в кустах, услышав приближение хищника, а стало бы суетиться, метаться и попалось бы. Хищник, неспособный к затормаживанию своего возбуждения, остался бы без добычи, поскольку распугал бы всю дичь, не дождавшись, покуда она приблизится на досягаемое расстояние. Кроме того, если бы животные не умели тормозить свое возбуждение, то все бы они погибли во взаимных ссорах, кидаясь друг на друга, не рассчитав ни своих сил, ни сил своего противника. Правило «поспешишь — людей насмешишь» в животном мире можно было бы сформулировать следующим образом: «поспешишь — сам обедом станешь». Так что торможение — это наиважнейшая функция мозга.

Все животные спят по-разному. Какой у того или иного зверя сон, зависит от множества совершенно, казалось бы, не относящихся к делу факторов — от уровня безопасности убежища, от положения тела во сне, от доступности пищи, от температурного режима и т. д., и т. п. Млекопитающие-охотники, например, спят дольше, чем их добыча, а птицы, которые должны поддерживать определенный уровень мышечного тонуса во время сна, привычны к поверхностному сну. Впрочем, если становится холодно, то и млекопитающие переходят на поверхностный сон, а вот птицы на изменение температурного режима не реагируют. Крупный рогатый скот, в целом, спит дольше и глубже диких животных, особенно если он находится в стойле, если же ему приходится кормиться на пастбищах, то по этому показателю он уже больше походит на своего дикого собрата.

Некоторым животным приходится совсем тяжко. Например, китообразные вынуждены осуществлять постоянный контроль за своим дыханием, если же они полностью заснут, то просто «захлебнутся» и утонут во сне. Эволюция нашла здесь, наверное, самые оригинальные способы сна: некоторые животные из этой группы спят только одной половиной своего мозга, тогда как вторая в это время бодрствует, осуществляя контроль за дыханием. Кстати сказать, что-то подобное делают некоторые перелетные птицы, т. к. им приходится находиться в воздухе в течение очень продолжительных периодов времени.

Однако же самым примечательным является механизм «гибернация», а проще говоря, зимней спячки, например, у медведей, некоторых грызунов и т. п. Долгое время ученые полагали, что зимняя спячка — это такой тип сна, но недавно появились данные, свидетельствующие о том, что это два совершенно отличных друг от друга явления. Оказывается, что медведи, впавшие в зимнюю спячку, время от времени приходят в себя и спят, а потом снова впадают в свою спячку. Иными словами, даже в состоянии спячки у них возникает потребность в сне, так, словно бы бодрствуют! Все это заставило ученых думать, что сон кроме задач сохранения энергии выполняет и еще какие-то функции даже у животных.

Механизм сна

Торможение нервных процессов изначально всегда носит локальный характер, т. е. начинается в каком-то одном, определенном участке мозга. Это случается всякий раз, когда животному по тем или иным причинам приходится блокировать какое-то свое действие (например, пищевую, оборонительную реакции или реакцию нападения). Иными словами, происходит следующее: в мозгу животного возникает какое-то возбуждение (собака хочет есть, пытается обороняться или собирается напасть), однако же ситуация требует, чтобы это действие было прекращено. И тогда в ход идет процесс торможения, причем тормозится работа мозга именно в этом, конкретном мозговом пункте. Но все клетки мозга друг с другом связаны, а потому если этому локальному торможению ничего не противопоставить, никак ему не воспрепятствовать, то оно разрастется, выйдет за приделы упомянутого мозгового пункта и зальет весь мозг. Последний случай, когда торможение поглощает весь мозг, и есть сон.

Так что же случилось с собакой в том знаменитом казуистическом эксперименте И.П. Павлова? А было следующее: Иван Петрович вызвал у собаки условный рефлекс, но не дал ей мяса, собаке пришлось затормозить свою пищеварительную реакцию, но торможение не смогло удержаться в этом пункте и, как сбежавшее молоко, разлилось по всей нервной системе животного. Результат этой оказии — сон, буквально сваливший животное с ног. Есть тут, правда, один нюанс. Каждый, кому приходилось иметь дело с собаками, знает, что животное не заснет внезапно, если отказать ему в приеме пищи, поманив перед этим куском мяса. Почему же в описанном эксперименте И.П. Павлова собака заснула?

Дело в том, что когда подобная коллизия возникает в естественных условиях, а не в «экспериментальном станке», торможение тоже пытается распространиться на весь мозг. Однако в этих случаях иные зоны мозга, словно бы в противовес этому торможению, начинают генерировать усиленное возбуждение — собака начинает лаять, передвигаться с места на место, чесаться и т. п. Эта новая активность вступает в борьбу с разливающимся торможением и побеждает его. Собака вовлекается в другую деятельность, переключается на нее, и торможение, таким образом, остается в том пункте мозга, в котором его и пришлось использовать. Но собака Ивана Петровича была скована в станке, не смогла двигаться (хотя попыталась — помните ту «возню»), и ее мозгу просто было нечего противопоставить этому «наводнению» торможения, которое и залило, поглотило весь ее мозг. Именно поэтому она и заснула, чего, конечно, не случилось бы, имей это животное возможность двигаться.