Nature: в мозге наступает «переломный момент» перед засыпанием

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience, расширяет представления о том, как человек переходит от бодрствования ко сну. Авторы работы установили, что этот переход напоминает резкое переключение, возникающее после достижения мозгом определенной точки, а не постепенное угасание активности, как предполагалось раньше. Такой вывод специалисты сделали, изучив обширные данные электроэнцефалографии, полученные у большого числа добровольцев в течение нескольких ночей наблюдений.

Ученые из Имперского колледжа Лондона и Университета Суррея выяснили, что примерно за четыре с половиной минуты до момента сна электрические сигналы мозга резко меняют конфигурацию. Чтобы зафиксировать этот момент, исследователи разработали модель, объединяющую несколько десятков параметров ЭЭГ. В математическом пространстве переход выглядел как стремительное движение системы по наклонной траектории, после чего процесс засыпания становился необратимым.

Дополнительным преимуществом модели стало то, что на основе всего одной ночной записи мозговой активности удается достаточно точно предсказывать время засыпания следующей ночью. Погрешность составляет несколько десятков секунд, что для исследований сна является значительным прорывом. Такой уровень точности делает модель полезной для анализа физиологии сна и разработки методов ранней диагностики нарушений, включая бессонницу, ночные пробуждения и дневную сонливость. Технология может найти применение в системах безопасности, которые отслеживают снижение концентрации, например, у водителей.

Результаты исследования имеют практическое значение для медицины. Они позволяют лучше понимать, как мозг реагирует на анестезию, и дают возможность контролировать её глубину более точно. Ученые подчеркивают, что процесс засыпания оказался гораздо более сложным и резким по структуре, чем считалось ранее, что открывает перспективы для новых исследований в области нейрофизиологии.