Остроумный, оптимистичный и коммуникабельный молодой ученый, в начале пятидесятых постучавшийся в лабораторию исследования сна Чикагского университета, сразу пришелся по духу почти всем ее обитателям. Его можно было назвать любимцем фортуны – все, за что бы он ни брался, получалось, ему удавалось находить общий язык с любым человеком, а проявляемая находчивость приводила порой к потрясающим научным результатам. Он был первым в мире ученым и врачом, открывшим клинику расстройств сна, он разработал полисомнографическое исследование, он открыл причины нарколепсии у людей, он развивал и продвигал знание о сне и его расстройствах во всех возможных ракурсах и формах. Он, последний из легендарной троицы «прародителей» сомнологии, скончался 17 июня 2020 года. Удивительно, но в российской Википедии про него до сих пор нет статьи. Мы решили немного исправить ситуацию. Сегодня Уильяму Дементу исполнилось бы 96 лет.

Наука о сне или сомнология – одно из самых молодых ответвлений нейронаук. Не прошло даже 70 лет с того момента, когда в научной литературе появилось первое упоминание о том, что структура сна, оказывается, неравномерна, и в определенное время несколько раз за ночь наши глаза под закрытыми веками начинают шевелиться. Этот феномен, впоследствии получивший статус быстрого сна (REM-сна, или сна с быстрым движением глаз, БДГ-сна), перевернул представление ученых о сне вообще и заставил внимательно присмотреться к этому, как оказалось, очень мало изученному физиологическому состоянию.

Все началось с 1925 года, когда Натаниэль Клейтман, который заслуженно считается отцом исследований о сне, основал в Чикагском университете первую в мире лабораторию исследований сна. В конце сороковых годов к нему присоединился Юджин Азеринский, которому посвящен наш отдельный материал. Вместе они в 1953 году впервые описали феномен быстрого движения глаз под закрытыми веками во время сна. Незадолго до этого с ними начал работать третий творец истории сомнологии – младший сокурсник Юджина по Медицинской школе Чикагского университета Уильм Демент…

Натаниэль Клейтман

Молодой ассистент

Исследователь родился в городе Уэнатчи, штат Вашингтон, в 1928 году. Степень бакалавра медицинских наук он получил в 1951 году в Вашингтонском университете в Сиэтле, а затем поступил в Медицинскую школу при Чикагском университете. Там он и познакомился с Юджином Азеринским. Тот, понимая, что вдвоем с Клейтманом им не справиться со всем валом рутинной и скучной технической работы, упорно искал ассистентов и увлек молодого вдохновленного Демента рассказами о странных движениях глаз под закрытыми веками, которые ему удалось обнаружить.

Уильям помог Юджину починить старый и неработающий динограф – примитивное подобие современного электроэнцефалографа, которое позволяло отслеживать подергивания глазных яблок. То, что они обнаружили с его помощью, работая ночами, и легло в основу первой и фундаментальной статьи, в соавторы которой Демент так и не попал. Да и, честно говоря, даже Азеринский пожелал остаться в тени Натаниэля Клейтмана, которому досталась вся слава открытия.

Открытие быстрой фазы сна, достойное Нобелевской премии, принесло к тому времени уже немолодому Юджину заветную научную степень. После этого он вынужденно покинул лабораторию Клейтмана, уйдя на разные заработки, чтобы прокормить жену и двух детей. Увы, судьба у него сложилась не радужно. У Натаниэля же остался единственный верный помощник, который по характеру был полной противоположностью закрытому, необщительному и мрачному Азеринскому.

Именно Демент помог впоследствии более тщательно описать быстрый сон, да и ввел в употребление этот термин тоже он. С 1954 по 1957 год он описал взаимосвязь между быстрым сном и сновидениями, установил изменение характера сна в течение всей ночи у людей, открыл быстрый сон у животных и новорожденных и продемонстрировал, что модели определенных быстрых движений глаз связаны со зрительным восприятием сновидения.

Удивительно, но почти все это молодой человек сделал, будучи студентом. Свою медицинскую степень он получил в 1955 году, а PhD по нейрофизиологии защитил в 1957-м. Свои исследования сна он продолжил в больнице Маунт-Синай в Нью-Йорке, куда устроился работать врачом.

«Домашний» ученый

По окончании стажировки в больнице Уильям получил грант на создание лаборатории сна. Тогда с деньгами было совсем туго, и к нему пришла гениальная идея – можно создать лабораторию в своей собственной квартире. Часть денег с гранта пойдет на покупку оборудования, а частью можно будет спокойно оплачивать жилплощадь. Да и ходить никуда не нужно – вся ночная работа под боком.

Естественно, ему нужно было как-то обосновать это решение, ведь скрывать он ничего не собирался. Дементу удалось убедить комиссию в том, что поскольку исследование сна проводится исключительно по ночам, а ему необходимо находиться рядом со своей молодой семьей, подобный подход будет идеальным. Так финансирование покрыло арендную плату за квартиру.

С того момента к квартире ученого начала протаптываться народная тропа. «Поспать за деньги» в домашней лаборатории Демента приходили даже девушки из популярного танцевального коллектива The Rockettes (к слову, эта помесь мьюзикла и варьете существует уже 95 лет), чему немало удивлялись жильцы дома, где он жил – поток красавиц не иссякал из ночи в ночь.

Девушки группы The Rockettes

А в 1957 году появилась схема, вошедшая во все мировые учебники физиологии – 5 последовательно сменяющих друг друга стадий сна.

1. Засыпание. В этот момент у человека на ЭЭГ регистрируется высокоампдитудный альфа-ритм, который переходит в низкоамплитудный медленный тета-ритм. Человек испытывает дремоту с полусонными мечтаниями и иногда сноподобные галлюцинации. Снижается мышечная активность, частота дыхания и пульса, замедляется обмен веществ, и понижается температура.
2. Неглубокий сон. В ритме ЭЭГ доминируют тета-волны, появляются и так называемые «сонные веретена» — сигма-ритм, представляющий собой учащенный альфа-ритм. Происходит отключение сознания, и продолжается снижение тонической мышечной активности. Сердечный ритм замедляется, температура тела снижается, глаза неподвижны. Занимает в целом около 45-55% общего времени сна.
3. Медленный сон. Стадия определяется как 3-я, если дельта-колебания (высоко-амплитудные и низкочастотные) занимают менее 50%.
4. Глубокий дельта-сон. Преобладают дельта-колебания (более 50%). Третью и четвертую стадии часто объединяют под единым понятием дельта-сна. В это время человека разбудить очень сложно. Именно на этой стадии возможны приступы лунатизма, ночные ужасы, разговоры во сне и энурез у детей (за счет максимального расслабления всех сфинктеров). Однако человек почти ничего из этого не помнит.
5. БДГ-cон. Значительно возрастает активность коры головного мозга, которая проявляется отчасти бета-ритмом и движениями глазных яблок под закрытыми веками. Учащаются сердцебиение и дыхание, поднимается температура, однако, мышцы максимально расслаблены. В это время люди видят яркие и эмоциональные сновидения, которые часто помнят, если проснулись именно в эту фазу. Она повторяется каждые 90 минут и составляет около 25% от структуры сна за всю ночь.

В 1960 году исследователь опубликовал статью в Science, основанную на результатах своей «домашней» работы, в которой описал эффект лишения сна. Насмотревшись на различные нарушения сна, Уильям понял, что это бездонный и еще совершенно неисследованный океан, в который однажды нужно войти. И он решил это сделать первым.

Пионер клинической сомнологии

В 1963 году он начал работать на факультете психиатрии Стэнфордского университета, где и остался до конца своей карьеры. В тот же год он разработал и программу по исследованиям сна, в которую постарался привлечь как можно больше международных исследователей. Он начал сотрудничать с многими учеными, рискнувшими погрузиться в сомнологию, включая нейрофизиологов Мишеля Жуве, известного своими экспериментами на кошках, и Кристиана Гийемино.

К слову, именно французский нейробиолог Мишель Жуве приблизился к разгадке функции БДГ-сна (но, как сейчас выясняется, не до конца). В мозге во время сна «выключается» область коры, отвечающая за посыл двигательных импульсов, поэтому организм в это время обездвижен, а мышцы расслаблены. Жуве же хирургическим путем «отсоединял» тот участок мозга кошки, который отвечал за обездвиженность животного, и наблюдал, что во время REM-сна кошки могут вставать и охотиться на воображаемую жертву или атаковать увиденного во сне врага. То есть в этот момент организм будто «проигрывает» тот опыт, который ему необходим для нормального выживания, причем, подобно многократно ускоренной пленке, благодаря чему этот опыт усваивается в памяти. Тем не менее сейчас уже есть все больше доказательств того, что запись долговременной памяти происходит именно в медленную фазу сна.

В 1970 году Демент открыл первую в мире Стэнфордскую клинику расстройств сна. Он изобрел метод полисомнографии, в который входит многоплановое отслеживание функций организма во время сна – его мозговой активности, ритма дыхания, ЧСС и других показателей. Интересно, что специальный термин был придуман исключительно для того, чтобы убедить страховые компании возмещать пациентам расходы на клинические исследования сна. И этот переход от экспериментального научного подхода к стандартной медицинской процедуре стал основой современной клинической сомнологии.

Уильям также стал одним из создателей множественного теста латентности сна или теста множественных засыпаний, ставшего теперь международным стандартом для оценки всех форм гиперсомнии. В ходе него оценивается дневная сонливость. Его суть в том, что через два часа после утреннего пробуждения человека 4-5 раз с двухчасовыми промежутками помещают в комфортную, затемненную и звукоизолированную комнату на 20 минут. Вместе с прикрепленными датчиками человек расслабляется на кровати и пытается заснуть. Фиксируется количество удачных засыпаний и время наступления фазы быстрого сна. Если человек страдает нарколепсией, то в каждой из попыток будет зафиксировано раннее начало быстрого сна. Такие периоды быстрого сна при засыпании стали патофизиологическим маркером нарколепсии, и это – тоже дело рук Уильяма.

Демент помог основать Общество исследования сна в 1961 году и Общество нейронаук (Society for Neuroscience) в 1969 году. Он создал журнал «Сон», кроме того, 12 лет работал в должности президента-основателя Американской ассоциации расстройств сна (ныне Американская академия медицины сна). Он создал невероятно популярный университетский курс «Сон и сны» в Стэнфорде и даже написал первый учебник по сну для колледжа. Он возглавлял Национальную комиссию по исследованиям нарушений сна, даже убедил Конгресс создать Национальный центр исследований нарушений сна при Национальных институтах здравоохранения США. Его работа по повышению осведомленности об опасности вождения в сонном состоянии и сонливости на рабочем месте спасла бесчисленное количество жизней.

В текущем номере журнала Science вышла заметка, посвященная Уильяму Дементу, которую написали двое его друзей и коллег – Рафаэль Пелайо (Rafael Pelayo), профессор Стэнфордского центра науки и медицины сна, и Philippe Mourrain, доцент Стэнфордского центра науки и медицины сна. Они оба вспоминают о нем с большой теплотой.

«Я познакомился с Уильямом в 1993 году, когда подавал заявку на стипендию в Стэнфорде. Когда знаменитый доктор Демент ворвался в комнату и протянул руку, он сразу успокоил меня. С того дня он всегда заставлял меня улыбаться. Позже мы вместе преподавали его курс «Сон и сны», приезжая на занятия в его гольфмобиле», — пишет Рафаэль Пелайо«В 2005 году я был шокирован тем, что он попросил меня, младшего преподавателя, поделиться своим мнением о том, как улучшить определение «сон». Добрый и щедрый по отношению к коллегам и студентам, Уильям обладал позитивной энергией и отменным юмором, которые мотивировали всех, кто работал с ним», — вспоминает Филипп Мурен.

Демент в начале 2000-х

Уильям К. Демент умер 17 июня в возрасте 91 года. Он посвятил всю свою жизнь тому, чтобы помочь обществу понять важность здорового сна и поддержания сонной гигиены.

«Сон нам кажется реальностью, потому что он реален… Чудо в том, как без всякой помощи со стороны органов чувств мозг воссоздает во сне всю сенсорную информацию о мире, в котором мы пребываем наяву».

Текст: Анна Хоружая