Во сне естественнее всего быть супергероем, который умеет летать. Но как мозг создает такие иррациональные представления? (Фото: Shutterstock)
Ученые, возможно, выяснили, откуда берутся сны
Существует множество доказательств того, что клетки мозга, получающие сенсорные впечатления, когда мы бодрствуем, активируются воспоминаниями, когда мы спим.
Каждый вечер мы видим очень реалистичные кинофильмы, показанные нашему внутреннему взору, с нами в главной роли. И все воспринимается как реальное еще до того, как мы просыпаемся, даже если действие никогда не бывает таким иррациональным и абсурдным.
Мы прыгаем с крыш небоскребов, заставляем медведя присматривать за детьми или флиртуем с голливудскими звездами – это самое естественное дело.
Сны подобны ярким галлюцинациям.
Они очаровывали нас с древних времен. Как мозгу удается создавать представления, как будто мы находимся в боевике, когда мы спим?
– Когда мы мечтаем, определенные клетки мозга находятся в состоянии, которое заставляет их активироваться информацией из внутренних запасов мозга, а не свежими сенсорными впечатлениями, говорит профессор Йохан Ф. Сторм из UiO.
Создает спектакль без новых чувственных впечатлений
- Одна из самых странных вещей заключается в том, что сны воспринимаются как реальные, пока мы спим с закрытыми глазами, изолированные от внешнего мира, и не получаем никаких новых сенсорных впечатлений, - говорит доктор и профессор Йохан Фредерик Шторм из Университета Осло. Кафедра фундаментальных медицинских наук.
Он исследует сигналы мозга и недавно вместе с коллегами из Германии, Шотландии и Швейцарии выдвинул новую теорию о том, как сны возникают в клетках мозга.
Теория состоит в том, что сны создаются в тех же клетках коры головного мозга, которые получают сенсорные впечатления и заставляют нас ощущать реальный мир, когда мы бодрствуем.
Как возникают сны?
Когда мы спим, эти клетки активируются внутренней информацией по-другому.
- Когда мы мечтаем, эти клетки находятся в совершенно другом состоянии, а это означает, что они управляются информацией из внутренних запасов мозга, а не активируются свежими сенсорными впечатлениями из реального мира, - объясняет Шторм.
Теория была недавно опубликована в журнале Neuroscience & Biobehavioral Reviews.
Основное внимание уделяется тому, что происходит внутри клеток мозга, когда мы мечтаем, как части процессов в мозге в целом, когда он создает сны и сознательные переживания.
Происходит из коры головного мозга
Сны происходят в коре головного мозга, которая является внешним слоем головного мозга, пишут исследователи.
Здесь есть клетки, с помощью которых мы и думаем, и чувствуем. Самые крупные из этих клеток называются пирамидными клетками. Они могут напоминать деревья с корнями, стволами и ветвями, называемыми дендритами.
Когда мы бодрствуем, «корни» собирают сенсорные впечатления от глаз, ушей и других органов чувств.
Но чтобы понять, что означают эти впечатления, их необходимо интерпретировать в свете того, что мы иначе знаем о мире.
— Это происходит за счет того, что одни и те же клетки получают информацию как от других сенсорных впечатлений, так и из памяти, которая одновременно отправляется в «крону дерева» на самом верху клетки, — объясняет Шторм.
- Мы считаем, что сенсорные впечатления, достигающие «корней» клеток, воспринимаются сознательно только тогда, когда клетка интерпретирует их, сравнивая с информацией, которая достигает верхушки дерева, на противоположном конце клетки, - объясняет Шторм.
Почему сны кажутся такими реальными?
Их новая теория заключается в том, что сны управляются кроной дерева, то есть верхушкой пирамидных клеток.
По-английски исследователи называют это апикальным драйвом , что означает, что клетки, так сказать, «приводятся в движение сверху», когда мы мечтаем.
- Мы считаем, что причина, по которой сны кажутся такими реальными, хотя пирамидные клетки во сне управляются только информацией из внутренних частей мозга, заключается в том, что они, тем не менее, посылают сигналы, которые до степени смешения похожи на сигналы, которые клетки «Когда они движутся реальными сенсорными впечатлениями в бодрствующем состоянии», — объясняет Шторм.
Основой этой внутренней информации является наш опыт и знания о мире, усвоенные и накопленные в течение жизни и сохраненные в памяти.
Бодрствующий мозг создает модели мира путем догадок
Даже когда мы получаем информацию от реальных сенсорных впечатлений непосредственно в клеточные корни в состоянии бодрствования, эту информацию очень трудно интерпретировать. Поэтому мозгу это совершенно непонятно, объясняет Шторм.
Вот как могут возникать сны. Когда мы бодрствуем, пирамидные клетки коры головного мозга получают информацию от органов чувств об окружающем мире. Клетки интерпретируют это в свете внутренней информации из памяти, и мы чувствуем, что ощущаем. Когда мы мечтаем, клетки получают меньше сигналов от органов чувств. Но большое количество сигнального вещества ацетилхолина меняет состояние клеток так, что ими управляет внутренняя информация изнутри мозга. Во сне без сновидений в коре головного мозга мало ацетилхолина. Пирамидные клетки отключены, они не получают внутренней информации и мы не замечаем сновидений.
- Но пирамидальные клетки могут распознавать закономерности в сигналах, сравнивая их с закономерностями, хранящимися в памяти. Именно так мозг может угадывать то, что мы чувствуем. Например, узнайте чашку, дом или человека, — говорит Шторм.
По его словам, именно так мозг выстраивает внутреннюю модель внешнего мира, собирая и интерпретируя сенсорные сигналы от органов чувств.
Поэтому мозг использует предыдущий опыт, чтобы интерпретировать то, что мы видим, обоняем, ощущаем на вкус или слышим, объясняет он.
В состоянии бодрствования кора головного мозга получает большую часть информации через корни пирамидных клеток.
— Но когда мы спим, этот информационный поток к корням практически отключается, — говорит Шторм.
- Захватывающий
Исследователь сновидений Роар Фосс считает, что эта теория вдохновляет.
«Это интересная статья Йохана Сторма и его коллег о клеточных процессах, которые могут быть центральными компонентами наших сновидений», — говорит Фосс. У него докторская степень по сновидениям.