Наука и жизнь. Во сне мозг видит что-то новое

Во время быстрой фазы сна нейроны мозга, отвечающие за зрительное восприятие, ведут себя так, как будто мы видим что-то незнакомое.

Наш сон делится на медленную и быструю фазы, и быстрая называется ещё REM-сном, где REM – rapid eyes movement, быстрые движения глаз. Обычно говорят, что в этот момент мы видим сны, и глаза двигаются вслед за картинами, которые проносятся в спящем мозге. Однако прямых доказательств тому не было – до сегодняшнего дня.

Во время быстрого сна нейроны мозга ведут себя как наяву. (Фото Newmann / Corbis.)

В экспериментах нейробиологов из Тель-Авивского университета, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Висконсинского университета в Мадисоне участвовали 19 больных эпилепсией, которым предстояла хирургическая операция. Перед тем, как удалить участок нервной ткани, вызывающий припадки, пациенту вводили электроды, которые должны были указать, откуда, от каких нейронов начинается эпилептический приступ. Обычно в таких случаях параллельно с медицинской процедурой проводятся и какие-то фундаментальны исследования, ведь это уникальная возможность заглянуть в живой человеческий мозг.

Ицхак Фрид (Itzhak Fried) и его коллеги отслеживали активность индивидуальных нервных клеток в средней височной доле коры, где осуществляется переход между визуальным восприятием и памятью. Здешние нейроны реагируют как на новую картинку, так и на то, что нам уже знакомо, (например, на фотографии друзей или мест, где мы побывали), причём, во втором случае даже необязательно смотреть на фото, достаточно закрыть глаза и увидеть нечто знакомое, хранящееся в памяти, «мысленным взором». Характер нейронной активности в обоих случаях отличается. Работу нервных клеток записывали, когда человек спал, когда просыпался и лежал в тёмной комнате (и ничего не видел) и когда смотрел какое-то видео и общался с людьми. В отдельном тесте добровольца просили зафиксировать на чём-то взгляд, чтобы понять, как ведут себя нейроны при неподвижных глазах.

И вот оказалось, что во время быстрого сна нейроны работают так, как если бы мозг видел нечто новое – будто мы, бодрствуя, зашли в совершенно незнакомое нам место. Во сне нервные клетки срабатывали точно после очередного движения глаз, так что можно с большим основанием можно утверждать, что работа глаз и работа нейронов друг с другом действительно связаны. Результаты экспериментов описаны в статье в Nature Communications.

Эти данные в некотором смысле идут вразрез с точкой зрения, согласно которой в спящем мозге совершается бессознательная работа с образами, которые попали в память, пока мы бодрствовали. Повторим, что нейроны работают так же, как наяву, и «видят» не что-то знакомое, которое могло бы прийти из памяти, а что-то новое. Но тут, впрочем, слишком много неясностей и подводных камней, чтобы делать глобальные выводы.

Во-первых, что значит «новое» и «старое»? Может быть, комбинация старых образов даёт новое зрительное ощущение? Если же клетки действительно реагируют на что-то новое, то откуда оно берётся, с закрытыми-то глазами? И, наконец, самое главное – хотя мы и считаем, что быстрые движения глаз во сне свидетельствуют о сновидении, строгих доказательств тому нет. То есть мы не знаем, почему двигаются глаза, является ли это реакцией на сновидения.

По некоторым предположениям, сновидения вообще относятся к моменту, когда мы только погружаемся в сон или когда просыпаемся, и представляют они собой сигналы, доходящие до полуспящего мозга извне. Остаётся надеяться, что дальнейшие исследования помогут нам понять, что происходит с сознанием при переходе из бодрствования в сон и обратно. 

Кирилл Стасевич

Источник здесь