Що відбувається в мозку під час сну і чи можна це записати?

Ми знаємо, що знаходиться за межами нашоїпланети, Сонячної системи і галактики. Але те, що відбувається коли ми бачимо сни, залишається для вчених загадкою. Вперше записати мозкову активність сплячої людини вдалося вченим з університету Чикаго в 1952 році. Саме тоді, в ході спостережень за електричної мозковою активністю сплячих піддослідних, відбулося відкриття фази швидкого руху очей (rapid eye movement, REM), під час якої ми бачимо сни. Спочатку дослідники думали, що отримані дані - поломка обладнання, раз показує, що посеред ночі людина починає швидко обертати очима. Не виявивши в обладнанні неполадок вчені зайшли в кімнату, посвітили ліхтариком на очі сплячого і побачили, що очі дійсно рухалися під повіками туди і назад, в той час як тіло лежало нерухомо. Завдяки цьому відкриттю ми знаємо, сьогодні що існує кілька стадій сну. Примітно, що коли піддослідних будили посеред фази швидкого сну, найчастіше вони пам'ятали що їм снилося. Але чи можна записувати сни?

Можливо в майбутньому ми будемо ділитися відеозаписами своїх снів з друзями

Як мозок створює сновидіння?

Ключова фігура в науці про сон Вільям Демент, професор Стенфордського університету, в 1957 році здійснив революційне відкриття: під час фази швидкого сну мозок людини так само активний, як і під час неспання. При цьому він працює в особливому режимі. Демент висунув теорію про те, що людський мозок функціонує по-різному відповідно до трьох періодами: сон, неспання і фаза швидкого руху очей.

Наступною важливою подією у вивченні сновидінь,як пише «Теорії і практики» став «котячий» експеримент французького дослідника Мішеля Жуве. В ході експерименту вчений завдав тваринам невеликі пошкодження в області стовбура головного мозку і виявив, що механізми, які блокують руху під час фази швидкого сну можна зупинити. В результаті сплячі кішки вигинали спини, шипіли і накидалися на невидимих ​​ворогів, розігруючи свої сни. Вони «бували настільки люті, що експериментатору навіть доводилося відскакувати», - записав він. Варто було кішці люто кинутися на ворога, як вона раптово прокидалася і сонно огладивалась навколо, не розуміючи, де знаходиться.

Сни можуть здаватися жахливо реальними, коли ми міцно спимо. При пробудженні, однак, ми забуваємо 85% своїх сновидінь.

незабаром стадію сновидінь виявили у всіх птахів і ссавців, в зв'язку з чим цінність людських снівдещо знизилася. Як тільки у вчених з'явилася можливість пізнавати і фіксувати сни за допомогою нейронних коливань, сни перестали здаватися складним містичним відображенням нашої підсвідомості і інтерес дослідників до цієї області кілька зменшився.

Сни - складний процес, що протікає в кілька етапів

Так було до тих пір, поки Келвін Холл,викладач психології Західного резервного університету Кейза в Клівленді не створив каталог людських снів, про що стало відомо лише в рік його смерті (1985). Виявилося, вчений зібрав опис понад п'ятдесят тисяч снів людей різних вікових груп і національностей. Висновок, до якого дійшов Холл після 30 років роботи, був діаметрально протилежним ідеям Фрейда: сни зовсім не наповнені прихованим змістом - навпаки, в основному вони вкрай нехитрі і передбачувані. Хол стверджував, що йому досить знати хто дійові особи, щоб з точністю вгадати подальший розвиток подій уві сні.

По-суті, сни - це яскраві спогади, якихніколи не було. Уві сні ми опиняємося усередині всеосяжної паралельної реальності, фантастичного світу, який належить тільки нам. Але сновидіння, особливо веселі, швидкоплинні і в цьому їх основна проблема.

У квітні 2017 року, як пише видання Discover,група вчених з Університету Вісконсін-Медісон виявила «задню кортикальну гарячу зону» (posterior cortical hot zone) в головному мозку, яка могла вказувати, спить людина чи ні. Ця частина мозку бере участь у сприйнятті реальності в більш загальному сенсі. Дослідники виявили, що коли випробовувані повідомляли про сновидіння - незалежно від того, чи пам'ятали вони сон, - в цій гарячій зоні спостерігалося зниження низькочастотної активності або повільних хвиль.

Так як сновидіння пов'язані з підвищеннямвисокочастотної активності в гарячій зоні, це зниження повільних хвиль в мозковій активності може служити сигналом для того, коли відбуваються сновидіння, як якщо б раптово загорілося червоне світло записи. Це дуже важливо, тому що знання того, коли відбуваються сни, може дозволити вченим більш надійно їх записувати.

Незважаючи на низку досягнень в області науки сну, сновидіння асоціюються з містикою і таємницями

На додаток до виявлення сигналів від мозку,які вказують на те, що людина спить, вчені також виявили, що частини мозку, що беруть участь в сприйнятті під час неспання, ведуть себе точно так само під час сну. Виявилося, що певні типи сприйняття уві сні активують ті ж ділянки мозку, що і сприйняття під час неспання.

Щоб завжди бути в курсі останніх новин зі світу науки і високих технологій, підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram

Чи можна записувати сни?

Робота, опублікована в журналі Current Biology вселяє оптимізм з приводу можливості запису сновидінь або, принаймні, окремих його частин. Так, отримані результати показали, що мигдалеподібне тіло - область мозку, яка тісно пов'язана земоціями, як і область Верніке, що відповідає за обробку мови, були активні під час фази швидкого сну. Автори дослідження відзначають, що запис снів може бути простіше, ніж спроби розшифрувати складні візуальні сцени в режимі реального часу (спостереження за сплячими випробуваними).

Але як щодо звуку?Чи буде в майбутньому запис снів безшумної або це буде схоже на фільм? Багато вчених, які вивчають сновидіння, сходяться на думці, що найпростіше розшифровувати і записувати візуальні образи. Але існує одна проблема: мозок працює по-різному під час сну. Області, які активні в години неспання,можуть бути не настільки активні під час сну. Через це існує розрив між даними МРТ, зібраними під час неспання і сну, що ускладнює поєднання цих двох наборів даних з комп'ютерними алгоритмами.

Сьогодні дослідники в області сну з оптимізмомдивляться в майбутнє, особливо в зароджується галузі використання алгоритмів штучного інтелекту для дослідження сфери несвідомого. Існуючі дослідження сьогодні зосереджені на розшифровці видінь і рухів уві сні, хоча вчені не бачать фундаментальних труднощів в розшифровці інших модальностей і емоцій.

До речі, створено пристрій, який допоможе зламувати сни. Детальніше читайте в нашому матеріалі

Автори ще одного дослідження говорять, щорозшифрували категоріальне зміст сновидінь. Камітані, як і інші вчені, які вивчають зміст сновидінь, інформував своє дослідження, будя випробовуваних протягом всієї ночі і запитуючи їх, що їм снилося. Потім він побудував індивідуальні каталоги мозкової активності, відповідні образам, більш прийнятною під час неспання і навчив нейронну мережу розпізнавати ці патерни мозкових хвиль під час різних фаз сну.

Вам буде цікаво: Чи є сни продовженням реальності?

Документуючи ключові слова і часті категорії ззвітів про снах випробовуваних, вчені вибрали фотографії, що представляють кожну категорію і показували їх учасникам, коли ті спали. Мозкова активність випробуваних при перегляді цих зображень під час неспання реєструвалася і порівнювалася з мозковою активністю під час сновидінь. Використовуючи цей метод, дослідники змоглипередбачити зміст сновидінь випробовуваних з високою точністю, і в даний час вони працюють над створенням зображень з мозкової активності під час сну.

Деякі вчені вважають, що сни представляютьсобою симуляцію реальності, яка дозволяє нам в дуже безпечному середовищі навчатися новому поведінки і навичкам протистояти загрозам або справлятися зі складними соціальними ситуаціями. Так чи інакше, більшість наших умовиводів про снах і тієї ролі, яку вони відіграють у нашому житті, будуть суб'єктивними, а вивчення окремих елементів сновидінь призводить до каскадів нових питань, відповідей на багато з яких сьогодні не існує. Але це не означає, що потрібно перестати ставити питання. Наприклад, чи змінить можливість запису сновидінь, то, що і як ми про них думаємо? Відповіді на ці та інші відповіді дивіться в цікавому відео від AsapSCIENCE в перекладі і озвучці Vert Dider: