Все статьи Лабжурнала

Великие открытия, сделанные во сне

Нейроинтерфейсы

Время чтения: 9 мин

Девушка спит, положив голову на руки, а из её волос вылетают спирали ДНК, буквы и фигурки

Менделееву, по рассказу его друга, приснилась таблица элементов, Элиасу Хоу — игла для швейной машины, а Отто Лёви — опыт, за который он получил Нобелевскую премию. Как сон помогал учёным, изобретателям и художникам, и что об этом говорят современные эксперименты.

Как рождается озарение

Ночью мозг ищет решение. А утром приходит ясное знание, вспышка, озарение, возникшее будто из ниоткуда. Но ниоткуда оно не берётся. Ему предшествует долгая упорная работа, когда мозг набирает материал, перебирает варианты, упирается в тупик.

Человек долго и упорно думает, трудится над волнующей его задачей, регулярно практикует и оттачивает навыки, развивает интуицию через опыт. Благодаря многократному опыту и узнаванию закономерностей человек доводит своё мастерство до невероятных высот. Постоянное совершенствование, страсть к обучению и желание оставить свой след приводят к немалому числу открытий.

Всё это — работа на сознательном уровне и составляет только подготовку к мигу озарения и реальному открытию. Накопленная информация, полученный опыт и узнавание закономерностей спускаются мозгом на бессознательный уровень, где и происходит бессознательная инкубация. Это реальный нейронный процесс, который Пуанкаре описал ещё за сто лет до томографов. источник Способность ума быстро и неосознанно перебирать комбинации и выделять красивые (то есть перспективные) и есть интуиция. Строгое доказательство потом лишь закрепляет то, что интуиция нащупала первой.

Три фазы творческого процесса по Пуанкаре:

  • сначала подготовка — сознательная напряжённая работа;
  • затем инкубация — период кажущегося безделья, когда бессознательное продолжает работу;
  • наконец, озарение — внезапное появление готового решения в сознании.

Реальная творческая работа происходит не в сознании, а в бессознательном. Сознание лишь ставит задачу и потом принимает результат. Бессознательное перебирает комбинации быстрее и свободнее. Это не случайное блуждание, подсознание руководствуется чувством математической красоты, элегантности, гармонии, простоты. Именно красивые комбинации всплывают в сознании. Математическая эстетика служит механизмом отбора идей.

Эффективнее всего эта работа происходит во сне. Ночью мозг снова и снова проигрывает то, что узнал днём, и перестраивает память. источник В экспериментах после сна скрытое правило в задаче находили больше чем вдвое чаще, чем после бодрствования. Но сон не помогал, если перед ним над задачей не поработали. источник

Интуиция и есть результат этой невидимой работы; ответ, который приходит раньше доказательства. Но без доказательства находка остаётся только догадкой. И лишь их союз превращает прозрение в знание.

Так что «утро вечера мудренее» почти научный факт. При одном условии, что вечером нужно как следует подумать.

Таблица Менделеева

Менделеев спит за столом, над ним облако с клетками таблицы химических элементов
Сон Менделеева

Сон Менделеева. Профессор Петербургского университета Дмитрий Менделеев писал учебник «Основы химии» и никак не мог решить, в каком порядке рассказывать о 63 известных тогда элементах. Историю о том, как решение пришло во сне, рассказал его друг, геолог Александр Иностранцев. Менделеев двадцать лет думал над таблицей, забылся сном и ясно увидел её, все элементы стояли на своих местах. Проснувшись, он сразу записал таблицу на клочке бумаги, и позже исправлять пришлось всего одно место.

В таблице Менделеев оставил пустые клетки для ещё не открытых элементов, и уже в 1875–1886 годах три из них заняли галлий, скандий и германий. Француз Лекок де Буабодран открыл галлий, измерил его плотность и получил 4,7. Русский химик, ни разу не видевший этот металл, написал ему, что плотность должна быть около 5,9, и после очистки образца так и вышло.

Сон с ключом: Эдисон и Дали

Американский изобретатель Томас Эдисон, создатель фонографа и долговечной лампы накаливания, считал сон пустой тратой времени. В 1889 году в интервью журналу Scientific American он уверял, что спит не больше четырёх часов в сутки. А в 1921 году написал, что большинство людей спит вдвое больше, чем нужно. При этом днём Эдисон то и дело дремал урывками, иногда прямо на лабораторном столе. Когда он бился над трудной задачей, то садился в кресло с металлическим шариком в каждой руке, а на пол ставил металлическую миску. Засыпая, он разжимал пальцы, шарики со звоном падали и будили его, и Эдисон сразу записывал, о чём думал в эту секунду. Так он ловил мысли, которые приходят в момент засыпания и обычно тут же забываются.

Насколько эта история точна, неизвестно, но похожий приём в 1948 году описал испанский художник-сюрреалист Сальвадор Дали. Свой секрет он назвал «сном с ключом». Между большим и указательным пальцами левой руки Дали зажимал тяжёлый ключ. Стоило ему задремать, пальцы разжимались, и ключ со звоном падал на тарелку и будил художника. Дали уверял, что такой сон должен длиться меньше четверти минуты, а целая секунда уже слишком долго. По его словам, этого мгновения хватает, чтобы отдохнули и тело, и ум. Сам он называл это умением спать, не засыпая и сравнивал с ходьбой по невидимой натянутой проволоке между сном и бодрствованием.

Картина Сальвадора Дали: спящая женщина на камне посреди моря, над ней из граната вылетают рыба, два тигра и штык, на горизонте слон на длинных тонких ногах
Сальвадор Дали. «Сон, вызванный полётом пчелы вокруг граната, за секунду до пробуждения», 1944

У него есть картина «Сон, вызванный полётом пчелы вокруг граната, за секунду до пробуждения» ровно про ту секунду между сном и явью. Над камнем посреди спокойного моря парит спящая Гала, жена и муза художника, а рядом вокруг граната кружит пчела. На горизонте шагает слон на длинных тонких ногах-ходулях. Жужжание пчелы превращается в сон, который мы видим в верхней части картины. Из лопнувшего граната вылетает рыба, из её пасти выпрыгивают два тигра и штык. Через секунду штык уколет Галу в руку и разбудит её. Искусствоведы замечают, что полосатые тигры повторяют жёлто-чёрную расцветку пчелы.

В 1962 году Дали объяснял, что хотел впервые изобразить открытие Фрейда: длинный и запутанный сон может родиться из мгновенного события, которое будит спящего.

Проверить приём в лаборатории удалось только через сто лет. В 2021 году учёные из Парижского института мозга превратили этот приём в эксперимент. Они давали 103 добровольцам задачи, которые решаются почти мгновенно, если заметить скрытое правило. Тем, кто не нашёл правило сразу, предлагали 20 минут подремать с предметом в руке, как Эдисон, а потом решить задачи снова. Те, кто провёл в дремоте быстрого сна хотя бы 15 секунд, находили правило в 83% случаев. Те, кто так и не уснул, в 30%. А те, кто проваливался глубже, в медленный сон, находили его лишь в 14% случаев. источник

«Дьявольская трель» Тартини

Итальянский скрипач и композитор Джузеппе Тартини рассказывал французскому астроному Жерому Лаланду свой сон 1713 года. Ему приснилось, что он заключил договор с дьяволом, дал ему скрипку, и тот сыграл сонату невероятной красоты. Проснувшись, Тартини схватил скрипку, чтобы удержать услышанное. Так появилась его самая известная соната «Дьявольская трель», хотя сам он считал её гораздо хуже той, что звучала во сне.

Как история стала известна. Рассказ самого Тартини опубликован в книге Лаланда «Путешествие француза по Италии», которая вышла в Париже в 1769 году, то есть за год до смерти композитора. Тартини сказал Лаланду, что эта соната — лучшее, что он написал, но как же далеко ей до той, что он слышал во сне. Есть и более резкая версия: он признавался, что если бы мог прокормиться чем-то другим, то разбил бы скрипку и навсегда бросил музыку.

Соната почти 30 лет оставалась неизданной. При жизни Тартини её не публиковали целиком. Впервые она вышла в 1798 году в сборнике Жан-Батиста Картье «Искусство скрипки». Картье писал, что достал эту очень редкую рукопись у скрипача Пьера Байо. Тот учился в Риме у ученика Пьетро Нардини, любимого ученика Тартини. Картье же добавил к легенде деталь: дьявол сидел в ногах кровати и играл ту самую трель из последней части.

Музыка тоже рассказывает сон. Трель звучит в стремительном Allegro assai, которое то и дело врывается в спокойное Andante. Andante, судя по всему, изображает спящего композитора. Эта трель — один из самых ранних примеров, когда трель выражает музыкальный образ, а не просто украшает мелодию. Технически соната трудная даже по современным меркам, в ней много трелей двойными нотами.

Литография: Тартини спит в кровати, а рядом на облаке сидит крылатый рогатый дьявол и играет на скрипке
Луи-Леопольд Буальи. «Сон Тартини», 1824. Национальная библиотека Франции

Слава пришла после смерти. В XIX веке «Дьявольская трель» была единственным широко известным сочинением Тартини. В 1824 году французский художник Луи-Леопольд Буальи сделал литографию «Сон Тартини». Сейчас она хранится в Национальной библиотеке Франции. Виртуозную каденцию, которую чаще всего играют сегодня, написал Фриц Крейслер. А современные музыканты, исполняющие сонату по изданию Картье, отмечают, что оно во множестве мест расходится с распространённым издательским вариантом XIX века.

Связка с наукой. Тартини был не только музыкантом, но и исследователем звука. Ему приписывают открытие комбинационных тонов; если сыграть на скрипке две ноты одновременно, слышен третий, более низкий звук. Тартини называл его «третий звук». Он сообщил об этом в 1754 году и написал, что слышал третий звук ещё в 1714-м. Тартини понял, что третий звук связан со сыгранными нотами математическим соотношением. С 1750 года и до конца жизни он издавал трактаты, где решал задачи теории музыки на математической основе. Получается почти Пуанкаре наоборот; одно открытие приснилось, а другое Тартини терпеливо выслушивал и проверял расчётами.

Игла для швейной машинки

Элиас Хоу уснул у швейной машины, ему снится король и стражники с копьями, у которых ушко у острия
Сон Элиаса Хоу

Швейная машинка Элиаса Хоу. Идея ушка у острия иглы пришла ему во сне. Элиас Хоу родился в 1819 году в городке Спенсер в штате Массачусетс, когда почти всю одежду шили вручную. В 1840-х он пытался построить машину, которая шила бы быстрее человека, и застрял на игле. Сначала он делал её как обычную швейную, с ушком у тупого конца, и не мог понять, куда это ушко перенести. Работа не шла месяцами, и Хоу почти разорился.

Однажды ночью ему приснилось, что он строит швейную машину для свирепого короля в далёкой стране. Король дал ему сутки, но машина, как и наяву, не работала, и Хоу повели на казнь. По дороге он заметил, что копья у стражников пробиты отверстиями у самого острия. Хоу проснулся и бросился в мастерскую, и к девяти утра грубая модель иглы с ушком у острия была готова.

Когда Исаак Зингер начал продавать похожие машины, Хоу пять лет судился с ним и в 1854 году выиграл. Сначала производители платили ему по 25 долларов с каждой машины, и изобретатель, недавно стоявший на грани нищеты, разбогател. источник В 1867 году его машина получила золотую медаль на Всемирной выставке в Париже.

Как нашли нейромедиаторы

Фармаколог Отто Лёви ещё за 17 лет до своего открытия предположил, что нервы передают сигнал химическим веществом, а не током. Проверить эту догадку опытом он долго не мог. В ночь на Пасху 1921 года он проснулся с идеей опыта, записал её на клочке бумаги и снова уснул. Утром он не смог разобрать собственный почерк. Следующей ночью, в три часа, идея вернулась, и Лёви сразу отправился в лабораторию. Он раздражал блуждающий нерв одного лягушачьего сердца и переносил омывавшую его жидкость ко второму. Второе сердце тоже начинало биться медленнее. источник Вещество назвали «вагусштофф», сегодня его знают как ацетилхолин. Так впервые доказали, что нейроны передают сигналы с помощью химических посредников нейромедиаторов. В 1936 году Лёви получил за это Нобелевскую премию. источник

Было интересно? Отметь сердечком, и статья поднимется выше в Лабжурнале

Источники

Что мозг делает ночью

  1. Loewi O. Über humorale Übertragbarkeit der Herznervenwirkung. Pflügers Archiv, 1921; McCoy A. N., Tan Y. S. Otto Loewi (1873–1961): Dreamer and Nobel laureate. Singapore Medical Journal, 2014.
  2. Lacaux C. et al. Sleep onset is a creative sweet spot. Science Advances, 2021. doi:10.1126/sciadv.abj5866

Статьи той же рубрики