И вдруг после 20–30 минут глубокого сна мозг опять возвращается во вторую фазу неглубокого сна, словно пытаясь проснуться. Но вместо просыпания мозг переходит в пятую фазу, называемую РЕМ-сном. Для нее характерно быстрое движение глаз из стороны в сторону (rapid eye movement): отсюда и название фазы.
У спящего человека почти совсем исчезает тонус мышц, то есть появляется так называемая атония. В этой фазе остаются рабочими только мышцы слуховых косточек, глазодвигательные мышцы и диафрагма.
В то же время ЭЭГ мозга принимает вид, характерный для проснувшегося человека. В этой фазе учащается сердечный и дыхательный ритмы, а также поднимается температура и повышается давление. Продолжается РЕМ-сон около 10 минут.
К концу ночи в последних циклах быстрый сон становится продолжительнее. То есть выходит, что у спящего человека при полной его неподвижности мозг чрезвычайно активен. Из-за этого невероятного сочетания признаков РЕМ-сон называют еще и «парадоксальным сном». После того как РЕМ-фаза заканчивается, снова появляются вторая, третья и четвертая фазы.
Когда мозг находится в РЕМ-фазе, человеку снятся самые эмоциональные и зрелищные сны. Одно время ученые даже считали, что только в это время снятся сны. Когда на ЭЭГ появлялись признаки парадоксального сна, спящих будили и спрашивали, видели ли они сны. В 90 % случаев испытуемые указывали, что их и впрямь разбудили в середине сновидения…
В 1983 году в Пенсильванском университете котике разрушили в мозге область, которая отвечает за атонию во время РЕМ-фазы. Но поведение кошки при этом не изменилось: у нее был нормальный сон с нормальной фазой быстрого сна. Однако во время парадоксального сна кошка вставала, начинала исследовать помещения, гонялась за воображаемой мышью, умывалась… То есть кошка демонстрировала исследователям то, что ей в данный момент снилось.
Такие опыты были проведены на многих животных. Они показали, что животным действительно снятся разнообразные сны, за исключением эротических.
Но, как выяснилось, человек видит сны не только в РЕМ-фазе, но и во время медленного сна. Но только эти сны короче и не такие эмоциональные.
Но как мозг создает такую сложную и упорядоченную картину, как сновидение? Павлов считал, что в мозге находится единый центр сна, который осуществляет торможение нейронов мозга. Однако найти этот центр великому физиологу не удалось.
Зато в мозге открыли целых шесть центров бодрствования. Они контролируют работу особых клеток, которые вырабатывают гаммааминомасляную кислоту – основной ингибитор деятельности нейронов. Если этой кислоты накапливается много, то происходит торможение всей системы, в том числе, и центров бодрствования. То есть цикл «сон – бодрствование» функционирует по принципу обратной связи.