Ученые впервые «рассмотрели» мозг во время сна

Одна из проблем нейробиологии близка к решению.

Одним из странных определяющих характеристик сновидений является то, как наша мозговая активность во время этой стадии сна напоминает активность бодрствующего мозга. Из-за этого исследователи долгое время не могли определить, когда человек переходит в фазу быстрого сна. Данных от электроэнцефалограммы (ЭЭГ) было недостаточно, требовалась информация о движении глаз и степени мышечной атонии.

Однако в новой работе исследователей из Калифорнийского университета в Беркли авторам удалось сосредоточиться исключительно на новой ЭЭГ-сигнатуре, которая показывает, когда человек входит в фазу быстрого сна. Изначально над проектом работали анестезиологи, желавшие понять, в каком состоянии находятся их пациенты во время операции.

На протяжении более чем столетия ученые изучали электрическую активность головного мозга человека, используя данные ЭЭГ. Помимо помощи в диагностике заболеваний, данные ЭЭГ дают полезную информацию о сознательных и бессознательных состояниях, помогая врачам, например, понять мозговую активность у пациентов, впавших в кому.

Как правило, ЭЭГ позволяет определить, бодрствует ли человек или спит, или находится под наркозом. В фазе быстрого сна, когда мы видим сны, данные ЭЭГ наполняются шумами и активность мозга выглядит, как во время бодрствования. Другие наблюдения могли легко указать, что человек спит, но до последнего момента исследователи не могли найти паттерн в данных ЭЭГ, чтобы предложить объективную меру для дифференциации сна от дневной активности.

По словам Жанны Ленднер, фоновая активность, которую было принято считать шумом, на самом деле содержит много информации, особенно, насколько человек «пробудился». Благодаря этому можно отличать, когда он спит, а когда нет.

Изучая этот шум исследователи описали новый паттерн, который напрямую связан с фазой быстрого сна. Это поведение мозга отличается от любой активности, которую можно заметить во время бодроствования. Таким образом ученые предложили первый нейрофизиологический маркер, указывающий, что человек видит сон.

Идентификация этой уникальной сигнатуры поможет ученым провести новые исследования мозговой активности во время анестезии — состояния мозга под наркозом до сих пор остается загадкой для нейробиологов. Кроме того, дальнейшее изучение поможет врачам разобраться, в какой степени пациенты в коме сохраняют сознание.