Подобно на острови, стърчащи от гладката повърхност на океана, мечтите пронизват съня ни с несвързани епизоди на съзнанието. Където тези остатъци от мисли се появяват в заспалия мозък - този въпрос отдавна тревожи учени и философи. В продължение на десетилетия учените свързват сънищата с бързото движение на очите (REM), когато почиващият мозък парадоксално произвежда високочестотни мозъчни вълни, които много приличат на тези, родени по време на будност.
И все пак виждаме сънища не само по време на REM. Няколко причудливи проучвания са открили признаци на сънуване по време на сън без REM, където в мозъка цари бавна вълнова активност - обратното на тревожното, активно, съзнателно състояние. И така, благодарение на изследванията, публикувани в Nature Neurosciece, ние изглежда започнахме да търсим отговор на нечестивата дилема.
Чрез внимателно наблюдение на мозъчните вълни на спящи доброволци, екип от учени от Университета в Уисконсин определи локално „горещо място“в мозъка, което се активира, когато спим, независимо от фазата на съня, в която се намира човекът.
„Всъщност можете да идентифицирате подписа на заспалия мозък“, казва авторът на изследването д-р Франческа Сиклари.
Освен това, използвайки алгоритъм, разработен въз основа на нейните наблюдения, група учени успяха да предскажат точно кога човек спи с 90% точност и още …
… и тук е най-интересното …
… Грубо да анализираме съдържанието на сънищата.
„Открихме, че спящият и будният мозък могат да бъдат много по-сходни, отколкото са си представяли“, казва Сиклари.
Промоционално видео:
Това изследване не само отваря вратата към моделирането на сънища за терапия с ПТСР, но може да помогне на учените да намерят улика за мистерията на съзнанието.
„Важността на тази статия е поразителна“, казва д-р Марк Благров от университета Суонзи в Уелс, който не е участвал в изследването.
Анатомия на съня
По време на пълен нощен цикъл на сън, ние преминаваме през различни етапи, характеризиращи се с отличителни мозъчни модели. Учените често използват ЕЕГ за точно улавяне на всеки етап от съня, който включва поставяне на 256 електрода върху черепа на човек и след това проследяване на броя и размера на мозъчните вълни на различни честоти.
Когато задрямваме, мозъкът ни проявява нискочестотна активност, която пътува по цялата повърхност. Тези вълни сигнализират, че невроните са в „състояние на покой“и не са в състояние да комуникират между областите на мозъка - следователно нискочестотната активност често се свързва със загуба на съзнание.
Тези бавни колебания в не-REM съня в крайна сметка се превръщат във високочестотна активност, сигнализирайки за прехода към бързо движение на очите. Тази фаза на съня често се свързва с живи сънища - и тази връзка е толкова дълбоко вкоренена в изследванията на съня, че случаите на безсънен RHD или не-REM сън често се игнорират като странности.
Оказва се, че тези странни случаи ни подсказват, че сегашното ни разбиране за невробиологията на съня е непълно.
Капан за сънища
За да преразгледат тези парадоксални резултати, Сиклари и нейният екип наблюдават мозъчната активност на 32 доброволци с помощта на ЕЕГ и ги събуждат за една нощ на произволни интервали. След това учените попитаха сънливите участници дали сънуват нещо и ако да, какво точно сънуват. Общо това се е случвало 200 пъти на нощ.
Но вместо да видят глобална промяна в активността, свързана със съня, учените бяха изненадани да открият област от мозъка в задната част на главата, която динамично измества дейността си въз основа на нововъзникващите сънища.
Сънищата са свързани с намаляване на нискочестотните вълни в „горещата зона“и с увеличаване на високочестотните вълни, отразяващи високи нива на невронни активирания и мозъчна активност. Това беше един вид пробуждане, независимо от етапа на съня или общата мозъчна дейност.
„Всички индикации сочат, че е необходима много ограничена, добре дефинирана мозъчна активация, за да се генерира съзнателно преживяване“, казва Сиклари. "Досега смятахме, че големи области на мозъка трябва да бъдат активирани, за да генерират съзнателни преживявания."
Логично е, че горещата зона се свързва с действието по време на сън. Предишна работа показа, че стимулирането на тези области на мозъка с електрод може да създаде усещане, че сте „в паралелен свят“. Тази гореща зона съдържа също области, които интегрират сензорна информация за изграждане на виртуален модел на света около нас. Този вид симулация поставя основите на много от нашите въображаеми светове и тази гореща зона е много подходяща за това “, казват авторите.
Ако активна гореща зона всъщност е „подпис на съня“, нейната активност трябва да може да определи дали човек спи в даден момент. Авторите създадоха алгоритъм въз основа на техните резултати и тестваха неговата точност на отделна група хора.
„Събуждахме ги винаги, когато алгоритъмът ни казваше, че спят, общо 84 пъти“, пишат изследователите.
Като цяло този алгоритъм показа 90 процента точност при анализиране на наличието на сън - дори в случаите, когато участниците не помнеха съдържанието на мечтите си, но бяха сигурни, че спят.
Четене на сънища
Тъй като горещата зона съдържа зони, които обработват визуална информация, учените се чудеха дали е възможно да се получи достъп до съдържанието на сънищата на субектите с помощта на показанията на ЕЕГ.
Сънищата могат да бъдат изключително осезаеми, с разгръщащи се събития или напълно абстрактни, като свободната фантазия, казват учените. Лицата, местата, движенията и речта са познати компоненти на сънищата, които се обработват от лесно разпознаваеми региони на горещата зона, така че изследователите решиха да се съсредоточат върху тези аспекти.
Забележително е, че доброволците, които съобщават какво са казали в сънищата си, проявяват активност в областите на мозъка, отговорни за речта; а тези, които мечтаеха за хора, показаха активност в центровете за разпознаване на лица.
„Това предполага, че сънищата използват същите области на мозъка като съзнателни преживявания по време на събуждане за определено съдържание“, казва Сиклари, отбелязвайки, че по-ранните изследвания могат да покажат това само в „зоната на здрача“, прехода между съня и будност.
И накрая, учените се интересуват какво се случва, когато спим, но не помнят конкретните подробности. Оказа се, че това странно състояние има отделен ЕЕГ подпис: запаметяването на подробности за съня е свързано с изблик на високочестотна активност в предните области на мозъка.
Възникват интересни въпроси, например дали фронталните дялове на мозъка са отговорни за осъзнатото сънуване, особено състояние, когато хората разбират, че спят и могат да променят съдържанието на съня.
Събуждащ се живот
Учените все още не могат да обяснят какво активира горещата зона по време на сън, но отговорите могат да ни кажат дали сънят има биологична цел, например преработване на спомени в големи концепции за света.
Картирането на активността на спящия мозък може също да доведе до начини за директна манипулация на мечтите ни, като се използват неинвазивни процедури като транскраниална електрическа стимулация. Индукцията на съня може да помогне на хората с безсъние, а нарушаването на нарушения сън може да помогне на пациентите с ПТСР да получат по-добър сън.
Д-р Джуло Тонони, водещ автор на изследването, вярва, че последиците от това проучване далеч надхвърлят съня.
„Успяхме да сравним как се държи спящият мозък с този на будния. Това изследване може да бъде ценен модел за изследване на съзнанието “, казва той.
ИЛЯ ХЕЛ
