человеческий мозг остается очень восприимчивым к звуку во время сна, но он не получает обратной связи от областей более высокого порядка - что-то вроде оркестра, в котором «не хватает дирижера».
Ключевые выводы
- Без сна мы умрем. Но нейронаука только начинает выяснять, почему мы спим.
- Мозг очень активен во время сна, формируя долговременные воспоминания и очищая себя.
- Новые исследования показывают, что наш мозг реагирует на звуки практически одинаково во время сна и бодрствования.
Мы проводим примерно треть нашей жизни во сне, но почему сон так важен, это большой вопрос без ответа, на который наука только недавно начала отвечать. Теперь мы знаем, например, что мозг очищается, пока мы спим, и что долговременные воспоминания формируются во время фазы сна с быстрыми движениями глаз (REM).
Ваш мозг очень активен во время сна
Сон можно определить как временное состояние бессознательности, во время которого наши реакции на внешний мир снижены. Тем не менее, мы также знаем, что мозг активен во время сна, и появляется все больше свидетельств того, что он остается очень отзывчивым: например, ваш спящий мозг будет реагировать на ваше имя, классифицировать слова, а затем готовить соответствующие действия и даже узнавать новую информацию.
Теперь новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Тель-Авивского университета, показывает, что человеческий мозг остается высокочувствительным к звукам во время сна, но он не получает обратной связи от областей более высокого порядка - вроде оркестра. с «пропавшим дирижером.«Выводы могут указать на лучшее понимание того, в какой степени мозг обрабатывает информацию при расстройствах сознания, таких как кома и вегетативные состояния, а также на нейронные механизмы осознанного осознания.
Пропавший проводник
Ханна Хаят и ее коллеги имели редкую возможность зарегистрировать активность клеток непосредственно в мозге 13 пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией, которым предстояла операция на головном мозге и которые дали письменное согласие на участие в исследовании. исследование во время оценки. Исследователи имплантировали глубинные электроды в несколько областей мозга пациентов, в первую очередь, чтобы определить источник их припадков, чтобы можно было хирургическим путем удалить аномальную ткань. В течение восьми ночных сеансов и шести дневных снов они воспроизводили пациентам различные звуки, в том числе слова, предложения и музыку, через прикроватные громкоговорители. Они также использовали стандартную электроэнцефалограмму (ЭЭГ) для отслеживания стадий сна пациентов и записывали их поведение во время сна на видео.
Хайат и ее коллеги сообщают в журнале Nature Neuroscience, что мозг пациентов реагировал на звуки практически одинаково во время сна и бодрствования. В обоих состояниях звуки вызывали быструю и мощную электрическую активность, а также высокочастотные гамма-волны (80-200 Гц, или циклов в секунду) в определенных областях височной доли, которые связаны с обработкой слуховой информации. Эти «ответы с высокой мощностью гамма-излучения» были лишь немного меньше ответов, полученных на те же звуки, когда они воспроизводились пациентам, когда они бодрствовали.
Было, однако, одно важное отличие. Когда пациенты бодрствовали, но не во время сна, звуки также вызывали более распространенную и более позднюю низкочастотную реакцию (10-30 Гц), называемую десинхронизацией, которая, как полагают, связана с обработкой нейронной обратной связи от «высшего порядка». области мозга, как в слуховых, так и в зрительных путях.
Это снижение нейронной обратной связи, по-видимому, является характерной чертой сна. Источник этих сигналов обратной связи до сих пор неясен, но исследователи предполагают, что они могут возникать в лобной доле, теменной доле или таламусе, которые обрабатывают сенсорную информацию, прежде чем передать ее в соответствующие области коры головного мозга.