Сравнение электрических колебаний мозга, записанных во время сна и бодрствования у здоровых людей, показало отчетливые различия. Во время сна колебания замедляются, а амплитуда их увеличивается. Это было известно еще в 30-х годах. А в 1953 г. американские ученые А. Азеринский и Н. Клейтман обнаружили, что за время нормального ночного сна у здорового человека электрические колебания в течение ночи три-четыре раза становятся быстрыми, как при бодрствовании. Но при атом человек продолжает спать, не реагируя на раздражения, лежит с расслабленными мышцами. В эти сравнительно короткие периоды (они длятся менее получаса) в состоянии спящего происходят заметные изменения. Глаза спящего, почти неподвижные в другие периоды сна, начинают быстро двигаться, как будто он что-то рассматривает; пульс учащается; повышается артериальное давление; дыхание становится поверхностным и неритмичным; усиливается выделение в кровь некоторых гормонов. Эту фазу сна назвали «парадоксальным» или «быстрым» сном, а обычный сон с медленными электрическими колебаниями мозга и без быстрых движений глаз — «медленным» сном. У новорожденных быстрый сон занимает около 80% всего времени сна, а у взрослых 17— 30%, причем более половины его приходится на последнюю треть ночи. С увеличением возраста наблюдается более частая смена стадий сна.
Наблюдения над быстрым сном позволили во многом уяснить вопрос о природе сновидений. Когда человека будили во время быстрого сна или в ближайшие 15 минут после его прекращения, то разбуженный чаще всего (в 65% случаев) рассказывал о своем сновидении. Если же пробуждение наступало не в фазе быстрого сна и не вскоре после нее, то рассказы о сновидениях были крайне редкими. Таким образом, быстрый сон — это чаще всего сон со сновидениями. А поскольку быстрый сон имеет место у всех людей в течение каждой ночи, можно предположить, что все люди каждую ночь видят сны, но часто не помнят о них. Если бы их разбудили в фазе быстрого сна, они рассказали бы о содержании сновидения.
Необходим ли человеку быстрый сон со сновидениями? Чтобы решить этот вопрос, были поставлены опыты на здоровых людях, которых приучили спать в условиях, когда у них в течение всего ночного сна регистрировали биотоки мозга. Одну группу исследуемых будили, как только появлялись быстрые электрические колебания, соответствующие быстрому сну со сновидениями. Медленный сон у этих людей не ограничивали. Другую группу — контрольную — будили так же часто, но в периоды медленного сна.
У людей, которых будили при появлении быстрого сна, периоды сна со сновидениями стали появляться чаще — через более короткие промежутки времени. Когда лишение быстрого сна прекращалось, то в течение нескольких ночей наблюдалось значительное увеличение времени сна со сновидениями (до 60% от общей длительности сна). У людей, которых будили в периоды медленного сна, подобные явления не наблюдались. Природа как бы пыталась компенсировать лишение быстрого сна со сновидениями. При более длительном лишении быстрого сна у человека развивались нарушения психики — тревога, страх, напряженность. Таким образом, сон со сновидениями необходим для человека.
Опыты с лишением быстрого сна показали, что у животных (кошек, кроликов, собак и обезьян), как и у людей, обычный, медленный, сон перемежается периодами быстрого сна с характерной для него электрической активностью мозга и быстрыми движениями глаз. Иногда возникают быстрые подергивания ушей, челюстей, губ, хвоста и конечностей.
Вопрос о том, видит ли животное сновидения, остается без ответа, так как единственным безусловным свидетельством сновидепия является рассказ видевшего сон. Но поведение животных во сне иногда очень напоминает поведение человека, видящего сон. Некоторые охотники даже утверждают, что могут определить по поведению спящей собаки, снится ли ей охота на зайца или охота па уток. Во всяком случае, можно утверждать, что состояния быстрого и медленного сна у животных сходны с этими состояниями у человека.
Это побудило ученых более детально исследовать, к чему приводит длительное лишение животного быстрого сна. Очень остроумно были проведены такие исследования в лаборатории французского физиолога Жуве. Кошку помещали на небольшую, окруженную водой площадку-островок, на которой можно было стоять или сидеть, но невозможно было поместиться лежа. В состоянии бодрствования и медленного сна кошка удерживалась на площадке. Но как только наступала фаза быстрого сна с характерным для него полным расслаблением мышц, кошка теряла равновесие, падала в воду и просыпалась. Общая продолжительность сна сокращалась в этих опытах лишь на 10—20%, поскольку медленный сон кошек не ограничивали, быстрый же сон был невозможен. Опыты с лишением кошек быстрого сна длились от 10 часов до 17 суток. В первое время после помещения па островок кошки проявляли беспокойство, но уже через 12 часов восстанавливался медленный сон. После опыта кошки как бы компенсировали недостаток быстрого сна: если опыт продолжался более трех суток, то быстрый сон у кошки составлял 60% всего времени ее сна. После опыта спящая кошка не реагировала на звук — не пробуждалась от него.
