Подушка как учебник Ученые вновь заинтересовались обучением во сне

Группа израильских ученых опубликовала в престижном научном журнале работу, посвященную когда-то безумно популярному, а ныне прочно забытому феномену - гипнопедии. Исследователи вполне убедительно показали, что обучать людей во сне можно, хотя вовсе не тому и не совсем так, как мечтали первые адепты этой идеи.

Ночная школа

С древнейших эпох люди пытались использовать для обучения огорчительную ежедневную восьмичасовую потерю времени, каковой долгое время считался сон. Точных сведений о первых попытках заставить спящий мозг что-то запоминать не сохранилось, но, по некоторым данным, древнегреческие жрецы и буддийские монахи по ночам нашептывали дремлющим ученикам священные тексты, надеясь, что так они лучше усвоят премудрость. Использовать ресурсы отдыхающего сознания для пользы дела якобы пробовали и в Эфиопии: местные сыщики запоминали приметы преступников, которые им надиктовывали помощники, не просыпаясь.

Неизвестно, как далеко экспериментаторы прошлого продвинулись в освоении нетрадиционных педагогических методов, но с тех пор о гипнопедии забыли вплоть до начала XX века. В 1923 году в журнале Time вышла статья, в которой рассказывалось об уникальной технике обучения радистов ВМС США азбуке Морзе. Поводом для научных изысканий на военной базе Пенсакола во Флориде стала история нерадивого ученика, который задремал с наушниками на голове, а проснувшись, сумел воспроизвести все, что было в радиоэфире. В заметке сообщалось, что из 12 подопытных, на которых руководство решило проверить перспективную методику, 10 достигли заметных успехов в обучении, а еще двое отказались участвовать в эксперименте.

На опыт пенсакольских военных любили ссылаться советские исследователи, которые, узнав о колоссальных возможностях, таящихся во сне, вознамерились догнать и перегнать конкурентов. Правда, есть подозрение, что никакого утомленного радиста, вдохновившего ученых на прорывные эксперименты, в действительности не существовало, а вся история была придумана в качестве рекламного хода для продвижения научно-фантастического романа писателя Хьюго Гернсбека "Ральф 124C 41+". Фрагменты книги публиковались в созданном Гернсбеком журнале Modern Electrics, где размещались заметки о последних достижениях науки и техники. Видимо, специфика журнала и ввела в заблуждение будущих адептов гипнопедии, которые решили, что Гернсбек описал реальный феномен.

В СССР за освоение гипнопедии взялись с размахом. Одним из главных специалистов в новой области знаний был видный психиатр и сексопатолог Абрам Моисеевич Свядощ. В 1936 году, будучи сотрудником ленинградского института охраны здоровья детей и подростков, Свядощ первым в Союзе начал экспериментировать с ночным обучением. В 1940-м исследователь обобщил накопленные данные в своей диссертации "Восприятие речи во время естественного сна".

Возможность усваивать информацию во сне объяснялась тем, что даже "отключившийся" для отдыха мозг никогда не перестает работать окончательно: в нем остаются активными так называемые "сторожевые посты", которые воспринимают поступающие извне сигналы и отбирают среди них потенциально важные или опасные. Благодаря этим очагам бодрствования пассажир просыпается, когда падает с верхней полки в поезде, а уставшая мать, крепко спящая под звук работающего телевизора, реагирует на шорох в кровати ребенка. Через эти-то "сторожевые посты" в память якобы и можно загружать новые данные, минуя сознание.

Вторым столпом советской гипнопедии стал киевский ученый, кандидат филологических наук Леонид Андреевич Близнеченко. Он решил при помощи гипнопедии поставить на поток обучение подростков иностранным языкам. Полигоном для первых массовых опытов в 1963-1964 годах стало Киевское высшее инженерное радиотехническое училище. Студентам, спавшим в специально оборудованных классах, проигрывали аудиозаписи с незнакомыми словами и выражениями. Тембр голоса диктора, скорость и громкость его речи тщательно подбирались по итогам исследований и тестов.

Декларируемые результаты этих опытов настолько впечатлили руководство страны, что уже через несколько лет гипнопедические методики обучения были внедрены в учебных заведениях по всему СССР. Педагоги и ученые рапортовали о небывалых успехах студентов в освоении иностранных языков. Конец эпохи обучения во сне наступил неожиданно - в своих работах 1955 и 1956 годов американские исследователи Чарльз Саймон и Уильям Эммонс, используя слабо освоенную в то время технологию электроэнцефалографии, показали, что подопытные запоминали информацию только тогда, когда их мозг генерировал так называемые альфа-волны. Эти колебания появляются на электроэнцефалограмме, когда человек находится, условно говоря, в полудреме и еще не погрузился в полноценный глубокий сон.

Таким образом, подопытные советских гипнопедистов учили иностранные языки, частично оставаясь в сознании, что многократно снижало ценность этого опыта. Более того, возникали вопросы, а не препятствует ли регулярное вмешательство в нормальный процесс засыпания полноценному ночному отдыху, хотя надежных доказательств представлено не было. "Очень сложно поставить эксперимент, который позволил бы адекватно оценить, какое точно воздействие оказывает вмешательство в сон на человека", - комментирует заведующий лабораторией нейробиологии сна и бодрствования института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Владимир Дорохов. "Для этого необходимо тестировать человека до и после этого воздействия, причем тестирование "до" нужно проводить несколько дней, так как вариабельность мозговой деятельности очень высока. Например, у нас в лаборатории работали с людьми пять ночей, и эффективность их деятельности - самой работы, скорости засыпания - все пять ночей была очень разная. Поэтому отследить какие-либо закономерности, указывающие, как то или иное вмешательство сказывается на сне, очень непросто", - отмечает Дорохов.

Интенсивные работы по гипнопедии и тем более попытки внедрить эту методику в образовательный процесс прекратились (хотя пик увлечения бессознательным обучением в СССР наступил уже после того, как на Западе разуверились в методе), но отдельные группы продолжали исследовать менее перспективные с точки зрения обывателя, но более фундаментальные аспекты восприятия информации во сне.

Сонный Павлов

Когда специалисты в полной мере освоили инструментальный подход к исследованиям сна, они научились точно определять, спит испытуемый или бодрствует, а также смогли разделить сон на фазы. Оказалось, что отдыхающий мозг периодически меняет режимы активности; всего за ночь он проходит через четыре-пять таких циклов. Сон включает в себя быструю и медленную фазы, причем последняя делится на четыре стадии. Во время быстрого (или парадоксального) сна глазные яблоки под веками неистово двигаются туда-сюда, а сам спящий видит яркие сновидения. Четыре стадии медленного сна постепенно погружают человека во все более глубокое забытье (на самой первой стадии люди дремлют, и как раз на ней выявляются альфа-волны). Засыпание начинается с первой стадии медленного сна, потом, сменяя друг друга, следуют стадии со второй по четвертую, далее вновь наступает вторая стадия, которую сменяет фаза быстрого сна. Эта последовательность и называется циклом сна.

Пытаясь раз и навсегда закрыть вопрос о возможности обучения во сне, исследователи пробовали "загружать" в головы почивающих добровольцев самую разную информацию на всех стадиях дремоты. Попытки "подсунуть" глубоко спящим людям какие-то осмысленные данные - иностранные слова, цифры, стихи и так далее неизменно проваливались. Подопытные либо ничего не запоминали, либо у исследователей возникали сомнения в том, что во время прокрутки записей добровольцы действительно были полностью в бессознательном состоянии. А вот опыты по выработке у спящих классических условных рефлексов неожиданно оказались намного более успешными.

Выработка условного рефлекса по Павлову - это одна из форм обучения, когда мозг человека или животного начинает однозначно связывать появление некоего условного сигнала с другим - безусловным. Хрестоматийный условный рефлекс - выработка слюны у собак при включении лампочки: после тренировок животные запоминали, что свет всегда означает скорый обед, и их организм начинал заранее готовиться к трапезе. Другой пример: человек, живущий в квартире с колонкой, начинает отпрыгивать, услышав шум спускаемой в унитазе воды. Обитатели домов с не очень хорошей системой водопровода знают, что если совершить это полезное гигиеническое действие, когда кто-то из жильцов квартиры принимает душ, несчастного окатит горячей водой. А естественная реакция на такое издевательство - отпрыгнуть от опасного места.

Неожиданно ученые выяснили, сначала в опытах на крысах, а потом и на людях, что для выработки условного рефлекса обучаемому вовсе не обязательно бодрствовать. Эксперименты с грызунами проводились в 1990-е годы: ученые стимулировали у животных две зоны мозга, причем раздражение одной всегда предшествовало раздражению другой. Условный рефлекс проявлялся в повышении активности второй зоны при стимуляции первой. Оказалось, что если раздражать мозг крыс, когда они находятся в фазе быстрого сна, рефлекс сформируется точно так же, как и у бодрствующих грызунов.

В 2009 году большая группа исследователей решила проверить, можно ли научить чему-то спящих младенцев. Опыт ставился куда деликатнее: условным стимулом был негромкий звук, не будивший детей, а безусловным - легкое дуновение на закрытые глаза подопытных. Защищаясь от потока воздуха, спящие дети плотнее сжимали веки. Несмотря на то, что воздействие было очень слабым, а младенцы во время обучения крепко спали, у них выработался отчетливый условный рефлекс: уже проснувшиеся дети, услышав звуковой сигнал, начинали щуриться. То есть их мозг вырабатывал привычку - притом что сознание в процессе обучения не было задействовано вовсе.

Но младенцы при всей их очаровательности - не лучший объект для исследования свойств спящего мозга. Новорожденные спят по 18 часов в сутки, и этот сон отличается от сна взрослого. В первые месяцы жизни у человека идет активное формирование новых связей, так что процессы, происходящие в мозгу спящих детей, нельзя однозначно переносить на повзрослевшие "объекты".

Опыты, проведенные на молодых людях 23-28 лет, показали сходный результат. Спящим испытуемым прокручивали запись звука определенной частоты, а затем давали несильный удар током в ногу - при этом у подопытных учащался сердечный ритм, хотя они и не просыпались. Знаком того, что мозг прочно связал два стимула, служило усиление сердцебиения в ответ на один только звук (это одна из классических методик выработки условного рефлекса). После ночных испытаний у тестируемых, которые не знали о том, что именно с ними делали, наблюдалась отчетливая реакция на тот звук, который им давали послушать перед тем, как ударить током.

И хотя экспериментаторы до сих пор так и не "сошлись" во мнении, на какой именно стадии сна происходит научение (данные опытов противоречили друг другу), тот факт, что условный рефлекс во сне вырабатывается практически так же, как и при бодрствовании, сомнений не вызывает. Другими словами, человек способен усваивать во сне новую, хотя и весьма специфическую информацию, которая изменяет его поведение после пробуждения, причем сознание человека этого не замечает.

Запах сна

Недавняя работа ученых из института Вайцмана еще раз доказала этот факт. И хотя заголовки в прессе безапелляционно сообщали, что "Исследователи доказали возможность учиться во сне", в действительности опыты израильских специалистов сводились все к той же выработке условного рефлекса. Ученые под руководством Ноама Собеля (Noam Sobel) пытались связать звуки разной частоты с приятными или неприятными запахами, при этом слушать и нюхать испытуемые должны были не просыпаясь. Эксперимент строился по стандартной схеме: спящим добровольцам проигрывали звук, после чего подавали в комнату приятный или неприятный ароматы (в данном случае были выбраны, соответственно, запахи дезодоранта и шампуня либо тухлой рыбы и мяса). Почувствовав смрад, испытуемые начинали дышать менее глубоко; парфюм, напротив, делал их вдохи глубже. Проснувшись, участники эксперимента точно так же реагировали на звук, который в ночи был ассоциирован с приятным или неприятным запахом.

Ученые поставили множество контрольных экспериментов, чтобы убедиться, что во время научения тестируемые спят и звук или запах не будят их, что они не реагируют отдельно на звук и так далее. Думается, что не в последнюю очередь именно тщательность и дотошность экспериментальной схемы обеспечили работе место в престижном журнале Nature Neuroscience. Дорохов полагает, что в ближайшем будущем множество групп попытаются повторить эту работу, используя метод ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). При помощи ЯМР исследователи смогут увидеть, какие именно структуры мозга активируются при выработке условного рефлекса во сне. "Может быть, обучение во сне задействует тот же механизм, что и обучение во время бодрствования. Но не исключено, что механизм тот же, но к нему подключается что-то еще. Для теории обучения эта работа очень важна".

Адептов гипнопедии в ее классическом понимании новая работа, скорее, разочарует: да, Собель и коллеги показали, что человека можно обучить во сне, но только самым примитивным реакциям, а никак не грамматике незнакомого языка. Впрочем, этот результат выглядит вполне закономерным: способность ощущать запахи и реагировать на них заложена очень глубоко в мозгу, на подкорковых структурах, в то время как умение оперировать словами и символами появилось только у человека и "заякорено" на кору, то есть это относительно новое в эволюции образование. Авторы прошлых работ по выработке условных рефлексов во сне тоже имели дело с самыми базовыми реакциями, которые обеспечивают выживание живого существа. Раз уж спящий мозг при помощи тех самых "сторожевых пунктов" научился отслеживать и анализировать важнейшие для организма сигналы, то следующий шаг - сопряжение нескольких связанных между собой стимулов и формирование рефлекса - не кажется невероятным. А вот в умении запоминать во сне слова эволюционной необходимости не было.

Впрочем, кое-какие практические перспективы у нового исследования все же есть, хоть и не такие широкие, как представляется любителям научной фантастики. "Работа израильских ученых может возродить спекуляции относительно обучения людей чему-то, о чем они знают - своеобразного кодирования. Теоретически, можно предположить, что после соответствующего ночного обучения человеком можно будет управлять наподобие того, как Хосе Дельгадо управлял поведением быков в своих знаменитых опытах ", - размышляет Дорохов. Профессор физиологии Йельского университета, урожденный испанец Дельгадо изучал возможности электростимуляции мозга. Свой самый зрелищный эксперимент он провел в 1963 году: раздражая определенные зоны мозга животного при помощи чипа на дистанционном управлении, ученый сумел нажатием кнопки остановить несущегося на него разъяренного быка, когда тот уже был всего в 30 сантиметрах от него. В теории, аналогичного эффекта можно добиться, заменив чип и пульт на хорошо отработанный условный рефлекс.

Таким образом, спустя почти сто лет после своего громкого рождения гипнопедия вновь стала актуальной - хотя и совсем не так, как об этом мечтали ее первые адепты. Примерно так обычно и развивается наука, так что, в каком-то смысле, тупиковые изыскания середины века оказались не такими уж бесплодными.