Начальная стадия сна исследователями была названа медленноволновой (по появлению медленных ритмов в энцефалограмме). Последующая вошла в литературу под названием парадоксального, или быстроволнового, сна (в энцефалограмме доминируют быстрые волны, аналогичные волнам активного бодрствования). За ночь удается наблюдать до 4–5 переходов от медленного сна к быстроволновому, и наоборот.
Ученые заинтересовались, какую же роль играет смена фаз сна в жизнедеятельности организма? Был проведен следующий опыт. Здоровых взрослых испытуемых помещали на ночь в специальные камеры. На головы им накладывали небольшие металлические пластинки — датчики, с помощью которых на энцефалографе (электронный прибор для регистрации биоэлектрических реакций мозга) осуществлялась непрерывная запись биопотенциалов. Одну группу испытуемых экспериментаторы будили в те моменты, когда они только начинали входить в фазу медленноволнового сна. Другую группу лишали быстроволновой стадии.
На следующий день проверили самочувствие испытуемых. Оказалось, что те, кто был лишен медленноволновой стадии сна, днем быстро утомлялись, у них резко снижалось внимание, ухудшались настроение и самочувствие, появлялось чувство разбитости и сонливости, нарушалась память. Не лучше было состояние и у тех, кого лишили быстроволновой стадии: у них также отмечалось расстройство памяти, нарушались аппетит, координация движений, появлялись беспричинные беспокойства. В дневное время они с трудом выполняли задачи, требующие творческого подхода. Подобные ощущения знакомы многим, кто по тем или иным причинам не высыпается ночью. День у них, как правило, начинается с полной разбитости и неуверенности во всех своих начинаниях.
Проводились и более радикальные опыты. Один нью-йоркский радиокомментатор однажды решил бодрствовать столько, сколько сможет. Что же из этого вышло? Через трое бессонных суток у него появились резкие нарушения психики: его стали преследовать кошмары, галлюцинации. Еще через сутки бодрствования он не мог вспомнить даже свое имя и профессию. Усилились и галлюцинации: ему стало казаться, что врач, который был одет в вельветовый костюм, облеплен со всех сторон мохнатыми гусеницами, а из ящиков стола вырываются языки пламени. Бодрствование в течение 201 часа привело отважного радиокомментатора на грань безумия.
Стоит ли после всего этого доказывать, насколько важен полноценный сон для работоспособного состояния организма? Очевидно, следует отказаться раз и навсегда от попыток урвать от сна несколько часов для работы. Всему, оказывается, свое время. Тот самый радиокомментатор, о котором шла речь, избавился от кошмаров, возникших на почве бессонницы, только когда проспал 13 часов беспробудно.
После того как было установлено, что и во время сна наш мозг отнюдь не спит, а находится в активном состоянии и нередко эта активность может даже превосходить активность бодрствования, ученые начали разбираться, а для чего, собственно, нужна эта активность, от чего зависит степень и характер ее проявления.
Возникло предположение, что быстроволновая стадия сна, сопровождаемая движениями глазных яблок, связана со сновидениями. Испытуемых стали будить в момент появления у них психофизиологических реакций, сопутствующих быстроволновому сну. И действительно, большинство испытуемых утверждало: они только что видели сон.
Далее ученые установили, что глубокий медленноволновой сон прерывается сновидениями приблизительно через каждые полтора часа. Первая стадия быстроволнового сна, как установлено с помощью приборов, длится в среднем около девяти-десяти минут. При вторичном и последующих появлениях длительность ее несколько увеличивается и уже перед пробуждением может достигать 30 минут. Было также отмечено, что наши сновидения обусловливаются объемом и эмоциональной окраской информации, воспринимаемой мозгом накануне. Зависимость эта оказалась прямой: чем больше всяких сведений поступило в нашу память днем и чем значимее они для нас, тем больше снов мы посмотрим за ночь. Этот факт многие, очевидно, могут подтвердить сами, если вспомнить сумятицу своих снов после многочасового сидения у телевизора, чтения захватывающей книги, активною времяпрепровождения.