ОДНОПОЛУШАРНЫЙ СОН В ПРИРОДЕ
Есть животные и птицы, которые используют состояние однополушарного сна. В этом случае активность полушарий противоположна - одно спит, другое бодрствует. Такое состояние позволяет обеспечивать перелетным птицам полет днями и неделями, а животным иметь существенную долю безопасности от хищников.
Хотя неизвестны факты, чтобы однополушарный сон встречался у людей , недавние исследования показали, что люди имеют подобный стиль сна, когда они впервые испытывают беспокойный сон в новом месте, так называемом «эффектом первой ночи».
В новом исследовании было дополнительно изучены основные механизмы этой активности сна, чтобы разработать модель однослойного сна в мозге человека.
«Исследование показало, что у человека возможно спонтанное динамическое нарушение симметрии бодрстования и сна двух полушарий мозга»
Поскольку разные стадии сна связаны с разными степенями синхронизации, я полагаю, что некоторая слабая форма однослойного сна, т. е. разная глубина сна в двух полушариях, вполне может встречаться у людей, а не только у китов, дельфинов, тюленей и перелетных птиц.
Состояния между сном и бодрствованием, различаются формами электрической активности мозга. ПРи бодрствовании, нейроны мозга запускаются в асинхронную работу, в спящем состоянии - они наоборот, запускаются синхронизированно.
Предыдущие исследования показали, что два полушария мозга можно рассматривать как два осциллятора, так как оба полушария генерируют электрические сигналы скоординированным образом. С этой точки зрения однополушарный сон возникает, когда мозг находится в состоянии двух сосуществующих доменов, состоящих из одного синхронизированного (спящего) полушария и одного некогерентного (активного) полушария. Тип подобного состояния, при котором характерно сосуществование порядка и беспорядка, определяется как «химерное состояние».
Используя данные МРТ от 20 человек на 90 различных участках мозга, исследователи рассмотрели, как мозг переходит от бессвязности (бодрствования) к синхронизации (спит). Как выяснилось, связь внутри каждого отдельного полушария (внутриполушарная связь) оказалась сильнее, чем между двумя полушариями (межполушарная связь). Уменьшая силу межполушарной связи при сохранении постоянной прочности внутриполушарной связи в своей модели, исследователи заметили, что одно полушарие демонстрировало больше синхронизированной активности, чем другое, напоминающее сон полушария и «химерное состояние».
«Исследование показало, что у человека возможно спонтанное динамическое нарушение симметрии бодрстования и сна двух полушарий мозга»
«Ранее предполагалось, что «состояния химеры» могут возникать в природе в форме однополушарного сна (который известен для некоторых животных), но реалистичное моделирование еще не было дано»
Ученые впервые показали, моделируя динамику двух полушарий мозга, используя эмпирические связи человеческого мозга, что частичная синхронизация, подобная однополостному сну, действительно может иметь место! Более того, определен механизм этой опоры на различные силы внутриполушарной (сильной) и межполушарной (слабой) связи.
Получила подтверждения идея, что однослойный сон требует разделение между двумя полушариями. Оно может происходить из-за нейронной асимметрии мозга. Например, хорошо известно, что два полушария имеют разные размеры соответствующих областей мозга и разные нейронные плотности в этих областях.
Читать по теме:
Основываясь на полученной модели, исследователи обнаружили, что даже небольшая структурная асимметрия приводит к динамической асимметрии, в которой одно полушарие демонстрирует больше синхронизированных схем, чем другое, как в «состояния химеры». Таким образом, структурная асимметрия в мозге объясняет основные механизмы однополушарного сна и связанный с этим "эффект первой ночи", но многие вопросы остаются без ответа.
В будущих исследованиях планируется ответить на вопросы:
- Какие области полушарий мозга синхронизированы, а какие нет?
- Можно ли выявить переключатель в мозге, который обеспечивает синхронизацию между различными областями мозга?
- Как это может быть связано с памятью, обучением или восприятием?
