До XIX века сном безраздельно владели поэты и философы. Люди отправлялись в объятия Морфея, не задумываясь, что собой представляет этот крылатый бог, сын царицы вечного покоя Нюкты, то есть Ночи, и брат Танатоса, бога смерти.

В начале века сформировалась циркуляторная, или гемодинамическая, теория. Ее сторонники — Кабанис, Мюллер — связывали сон с застоем крови в мозге, а застой считали следствием горизонтального положения тела. После того как выяснилось, что в работающих органах сосуды расширяются и к ним притекает больше крови, а в неработающих сужаются и крови к ним притекает меньше, сон стали рассматривать как результат анемии мозга, а заодно и его отдых. Такого взгляда придерживались физиологи Клод Бернар, Моссо, И. Р. Тарханов. Моссо сконструировал специальную доску-весы, на нее укладывали человека, и, когда он засыпал, головной конец доски поднимался. Это должно было означать, что во сне кровь отхлынула от головы и голова стала легче.

Этот опыт не убедил тех исследователей, которые предпочитали видеть в наступлении сна не анемию, а гиперемию, то есть не отлив крови, а прилив. Они считали, что работа мозга весьма сложна, днем мозг поглощен ею настолько, что питаться он может только ночью, а следовательно, ночью должно усиливаться наполнение ею кровью. Эта мысль была впервые высказана Шопенгауэром, а затем в виде теории гиперемии развита физиологами Броуном, Шлейхом и другими. Говорилось и доказывалось, что опыт Моссо был основан на ошибке или на неточности наблюдения, да и сам Моссо уже склонялся на сторону гиперемии. А доктор Черни своими глазами — сквозь трепанационное отверстие в черепе больного ребенка — видел, как во сне кровь приливает к мозгу.

Но почему приток крови должен быть подобен снотворному? Чешский анатом Пуркинье предположил, что от прилива крови набухают нервные центры, проходящие через них волокна сдавливаются и теряют проводимость и сообщение между отделами мозга прерывается. Догадка Пуркинье не подтвердилась. В наши дни методами реоэнцефалографии удается очень точно оценить степень кровенаполнения мозговых сосудов. Бывает, что уровень кровенаполнения во сне понижен, а бывает повышен по сравнению с самым напряженным бодрствованием; непосредственной причинной зависимостью уровень этот со сном не связан.

В конце XIX века получила некоторое распространение гистологическая теория: воспринимающие нейроны втягивают свои окончания, порывая тем самым связь с внешним миром, и наступает сон. Однако не подтвердилось и это предположение.

И тут на научном горизонте появилась химическая теория. Организм — это фабрика ядов. Таков был её главный тезис. «Мы отравлены с головы до ног продуктами наших собственных органов. Это — общий результат обмена веществ…» — писал в книге «Сон» И. И. Остромысленский. Сон в глазах сторонников химической теории был похож на остановку машины, к которой прекратился доступ горючего, например кислорода, вытесненного углекислым газом, или в которую «набилась зола», например молочная кислота, или холестерин, или еще что-нибудь. Во сне организм очищается от «золы», а утром цикл «засорения» начинается сначала.

Самоотравление золой или ядами было равносильно утомлению, а очищение от них — отдыху. Поэтому против химической теории выдвигались те же возражения, что и против теории отдыха. Швейцарский ученый Эдмунд Клапаред считал, что мы часто засыпаем, не будучи утомленными, и часто сильная усталость не дает нам заснуть. Куда же деваются яды при нашей бессоннице? Трудно себе представить также, что ежедневное отравление не приносит вреда организму. Если бы мы на самом деле засыпали под влиянием достаточно большой концентрации яда, то почему мы не просыпаемся уже через короткое время, когда концентрация падает до той степени, которая была у нас незадолго до засыпания и которой, по-видимому, было недостаточно для вызова сна?

И. И. Мечников придерживался противоположного мнения. В «Этюдах оптимизма» он размышляет о бессоннице людей нервных и переутомленных. Отчего они плохо спят? Разве у них в организме не выделяется «сонный яд»? Выделяется, и даже больше, чем у здорового человека! Но эти люди обладают чрезвычайно возбудимыми нервными элементами; повышенная возбудимость делает эти элементы нечувствительными ко многим наркотическим ядам, а «сонный яд» из их числа.

Попытку проникнуть в тайну сна предприняли французские ученые Лежандр и Пьерон. Не предрешая заранее, что представляет собой «сонный яд», они поставили опыты на собаках. День за днем собакам, привязанным к стене короткой веревкой, не давали спать. На десятый день собаки уже не могли ни открыть глаз, ни пошевельнуть лапой; чтобы они не задохнулись в ошейниках, их приходилось поддерживать. Жить им оставалось не более суток; собак умерщвляли и подвергали исследованию их мозг. С нервными клетками в лобных долях творились страшные вещи, они словно перенесли нападение врагов. Форма их ядер менялась, мембрана, казалось, была изъедена лейкоцитами. Если же собакам перед умерщвлением давали хоть немного поспать, никаких изменений в клетках не было.

Казалось, клетки вовремя бессонницы пожирал какой-то яд. Лежандр и Пьерон так и назвали его — «сонный яд» , или гипнотоксин , по аналогии с кенотоксином — «ядом мышечной усталости», на существование которого указывал физиолог Вейхарт. Название было выбрано не слишком удачно: таинственное вещество следовало бы назвать ядом бодрствования, так как оно накапливается во время бодрствования и является его прямым продуктом. Во сне же организм очищается от него.

Лежандру и Пьерону предстояло найти подтверждение своей гипотезе, и они его нашли. Они брали от долго не спавших собак кровь, спинномозговую жидкость и экстракт из головного мозга и вводили их нормальным собакам. Собаки тотчас обнаруживали все признаки утомления и впадали в глубокий сон.

Лежандр и Пьерон экспериментировали более десяти лет. Выделить гипнотоксин им так и не удалось, но в его существовании уже никто не сомневался. Поколебать химическую теорию, казалось, было невозможно. На все возражения у ее сторонников находились контрвозражения… Но что бы они смогли возразить, скажем, академику П. К. Анохину, который около года наблюдал за парой сиамских близнецов и более пятнадцати лет за другой и десятки раз видел, как эти сросшиеся грудными клетками и имевшие общую систему кровообращения близнецы спали в разное время — одна голова спала, а другая бодрствовала.

Точно так же вели себя и самые первые сиамские близнецы, каждый из которых спал когда хотел, и, наконец, близнецы, сросшиеся головами и имевшие общее кровоснабжение мозга, которых довелось видеть автору этих строк. Если сон вызывается веществами, которые могут быть перенесены кровью, то близнецы должны засыпать одновременно. Если же этого нет, то нет и никакой химии.

Но как же нет химии? Ведь никто не опроверг результаты опытов Лежандра и Пьерона. Да и не они одни ставили такие опыты. У больных патологической сонливостью экстрагировали спинномозговую жидкость, вводили ее нормальным животным, и те засыпали. Экстракт мозга животных, находящихся в зимней спячке, повергал кошек и собак в долгий сон, из чего, помимо всего прочего, следовало, что хотя спячка и не совсем сон, кое в чем она все-таки сон. В 1965 году швейцарский нейрофизиолог Монье создал на собаках модель сиамских близнецов. У двух собак было налажено перекрестное кровообращение: кровь от мозга одной собаки текла в туловище другой, и наоборот. Одной собаке раздражали определенный отдел мозга, и она засыпала. Через несколько минут засыпала и другая. Поскольку нервных связей между животными не было, сон второй собаки можно было объяснить лишь тем, что какое-то вещество, вызывающее сон, прибыло к ней с кровью первой собаки. А через несколько лет швейцарские газеты сообщили, что гипнотоксин, наконец, найден. Монье удалось выделить из крови, оттекающей от головного мозга спящих глубоким сном кроликов, полипептид; введенный в вену другим кроликам, он усыплял их мгновенно.

А как же настоящие, а неискусственные сиамские близнецы? Да очень просто! Один из близнецов хотел спать, а другой не хотел. У них действовали естественные снотворные, а не чужеродные, свои, а не взятые у кого-то; хоть они были и близнецы, да еще и сросшиеся, они были разными личностями. Их эмоции не совпадали, и эти эмоции оказывались сильнее химии. Гипнотоксин может быть одним из механизмов сна, но не его единственной причиной: он существует и выполняет гипногенные функции, но не он командует парадом, и сиамские близнецы тому бесспорное доказательство.

Здесь будет уместно упомянуть «инстинктивную теорию» Клапареда. Признав в конце концов существование гипнотоксина, Клапаред, так же как и мы, отвел ему второстепенную роль. Мы засыпаем, говорил он, не оттого, что мы отравлены или устали, а чтобы не отравиться и не устать. Сон — один из инстинктивных способов защиты организма от дурных воздействий. Этим и объясняется, например, что мы можем не заснуть, если главенствует другой инстинкт, заставляющий нас сначала выполнить его веление.