В середине 30-х годов бельгийский нейрофизиолог Бремер отделил кошачий головной мозг от спинного на уровне первого шейного сегмента. На электроэнцефалограмме, снятой с изолированного мозга, отражалась нормальная смена сна и бодрствования. Так что ж, все аппараты, включающие сон и бодрствование, находятся именно в изолированном мозге, и только в нем? Бремер сделал перерезку на уровне среднего мозга. Получился препарат, который он назвал «конечный изолированный мозг». Электроэнцефалограмма показала, что кошка с таким мозгом беспрерывно спит. Бремер, подобно Павлову и многим своим предшественникам, рассудил, что сон вызывается снижением притока импульсов к коре. Но каких импульсов? Откуда они идут и что кроется за ними? Ответы на эти вопроосы получили в конце 40-х годов американский нейрофизиолог Мэгун и его итальянский коллега Моруцци.

Мэгун исследовал больных полиомиелитом, который поражает нижние отделы мозгового ствола. Он устаноовил зависимость между неполадками в мышечном тонусе и разрушением нижних отделов ретикулярной формации - огромной сети нейронов, растянутых по всему стволу. Мэгун и Моруцци доказали, что беспробудный сон, в который погрузилась кошка с «конечным изолированным мозгом», был вызван отсечением от полушарий ретикулярной формации. Посылаемые ею активирующие импульсы, поддерживают как мышечный тонус, так и надлежащий уровень бодрствования.

Изучение ретикулярной формации было продолжено в 50-60-х годах. Физиологи разрушали все пути, по которым направляются в кошачий мозг импульсы из глаза, из уха, с кожи, от обонятельных луковиц, и сохраняли только связи ретикулярной формации с большими полушариями. Никаких изменений на электроэнцефалограмме, ни малейшего понижения уровня бодрствования! Когда же все пути между органами чувств и корой оставались нетронутыми, а разрушалась ретикулярная формация, наступал сон. Так в физиологии утвердилось весьма важное дополнение к прежним гипотезам о том как влияет на состояние мозга поток поступающих в него импульсов.

Любые импульсы, приходящие от органов чувств в соответствующие отделы коры, попадают по особым ответвлениям и в ретикулярную формацию. Ближайшие поступающие сигналы сравниваются с теми, что хранятся в памяти, и получают соответствующую оценку. Если поступающий сигнал нов или по каким-то причинам достоин особого изучения, находящаяся в верхних отделах ретикулярной формации активирующая восходящая система посылает в кору дополнительный поток энергии. Организм переходит к активному бодрствованию. Даже во сне этот поток импульсов не прекращается совсем, а лишь снижается до определенного уровня, что позволяет животным просыпаться при приближении опасности. Когда же сигнал приобретает особое значение, поток импульсов возрастает, и вместе с ним возрастают внимание и сосредоточенность. Мозг не просто регистрирует сигнал, а изучает его.

Однажды физиологи вживили кошке электроды в то место, где происходит сортировка сигналов, идущих от уха к коре. Приборчик, стоявший около клетки с кошкой, издавал щелчки с регулярными интервалами, и такая же регулярная серия пиков возникала на кривой, вычерчиваемой самописцем. Внезапно экспериментатор показал кошке мышку. Кошка проявляла интерес к ней, и в тот же миг амплитуда пиковых потенциалов, вызываемых щелчками, снижалась. Что же происходило у кошки в мозгу? Ретикулярная формация получала сигнал о мышке и перераспределяла потоки активирующих импульсов. Поток, направлявшийся в слуховые зоны коры, ослабевал, а поток, направлявшийся к зрительным, обонятельным и двигательным центрам, усиливался.

Амплитуда пиков снижалась, но не исчезала. Эта фоновая активность мозга - энергетическая основа нашего незаметного, но постоянного внимания к фону жизни и к тому, на чем мы не сосредоточиваемся никогда, но что благодаря этой активности оседает в нашей бессознательной памяти, чтобы потом, при особых обстоятельствах, всплыть перед сознанием. Без ретикулярной формации не может работать ни внимание, ни восприятие, ни память, ни мышление. Это силовая станция нашего бодрствования да и нашего сна, ибо на сон, как мы в свое время убедимся, уходит немало энергии.