Мы теряем одну важнейшую особенность сознания во время сна, показало 8-летнее исследование

Когда мы видим сны, в нашем мозгу происходит нечто загадочное — мы испытываем нечто похожее на бодрствование и в то же время совсем другое, и ученые все еще пытаются понять, что именно происходит в этом промежуточном состоянии.

Теперь обнаружена еще одна подсказка. Новое исследование показало, что одна из важнейших характеристик сознания — способность осознавать звуки или определять их — фактически отключается во время сна, и это может помочь нам понять, как наш мозг видит сны.

Картирование мозга живых людей во время бодрствования и сна — дело непростое: мало кто из нас захочет вживлять себе в череп электроды во время повседневной жизни, но в данном случае команда воспользовалась результатами медицинских исследований, проводимых на пациентах с эпилепсией.

"Мы смогли использовать специальную медицинскую процедуру, в ходе которой в мозг пациентов с эпилепсией вживлялись электроды, отслеживающие активность в различных частях мозга в целях диагностики и лечения", — говорит нейробиолог Юваль Нир из Тель-Авивского университета в Израиле.

"Пациенты вызвались помочь исследовать реакцию мозга на слуховую стимуляцию в состоянии бодрствования и сна".

Электроды позволили исследователям увидеть различия в реакции коры головного мозга, когда пациенты находились на разных стадиях сна по сравнению с бодрствованием — вплоть до отдельных нейронов.

Для целей исследования ученые воспроизводили различные звуки через динамики у кроватей добровольцев. В течение восьми лет были собраны данные о более чем 700 нейронах (около 50 на каждого пациента).

Хотя во время сна реакция мозга на звук оставалась в основном включенной, наблюдался рост уровня альфа-бета-волн — волн, связанных с вниманием и ожиданием. Похоже, что входящие звуки анализируются, но не передаются в сознание.

Это противоречит предыдущему мнению о том, что во время сна сигналы, связанные со звуком, быстро затухают в мозге. На самом деле они остаются более сильными и богатыми, чем мы думали, просто есть одно существенное отличие в том, как они обрабатываются, пока мы дремлем.

"Сила реакции мозга во время сна была схожа с реакцией, наблюдаемой во время бодрствования, во всем, кроме одной особенности, где было зафиксировано драматическое различие: уровень активности альфа-бета-волн", — говорит первый автор исследования, нейробиолог Ханна Хаят из Тель-Авивского университета.

Эти альфа-бета-волны (10-30 Гц) управляются обратной связью с более высокими уровнями мозга — эта обратная связь (включая информацию о том, являются ли звуки новыми или нет) помогает нашему сознанию определить, какие звуки важны и к каким нужно прислушаться.

Подобный сдвиг альфа-бета-волн в сторону повышения ранее наблюдался у пациентов под наркозом, но не был замечен у спящих людей. Исследователи описывают это как один из способов постичь "увлекательную загадку" того, чем сознательный мозг отличается от бессознательного.

Это также дает ученым количественный и надежный метод измерения того, действительно ли кто-то находится без сознания или нет: во время операций в больнице, у коматозных людей, при проверке на признаки слабоумия и так далее.

"Наши выводы имеют широкое значение не только для этого конкретного эксперимента", — говорит Нир. "В будущих исследованиях мы намерены глубже изучить механизмы, ответственные за эту разницу".

Исследование было опубликовано в журнале Nature Neuroscience.