Мозг реагирует на сновидения, как на воспоминания

Когда люди спят, во время так называемой быстрой фазы сна (или REM-фазы) им нередко снятся яркие сны, при которых наблюдается активная деятельность мозга. Обычно в такие моменты глаза спящего быстро двигаются. Учёные давно подозревали, что наши глаза меняют положение именно в ответ на то, что наш мозг бессознательно проецирует в сознание во время сна, но были не в состоянии доказать это.

Теперь же международная команда исследователей, в которую вошли специалисты из США, Израиля и Франции, впервые продемонстрировала, что во время REM-фазы сна наши глаза и мозг работают примерно таким же образом, как и во время наблюдений за окружающим миром во время бодрствования.

Группа, возглавленная профессором нейрохирургии Ицхаком Фридом (Itzhak Fried) из Калифорнийского университета, заглянула в работу отдельных клеток головного мозга во время ночного отдыха.

Учёные имплантировали электроды глубоко в мозг девятнадцати пациентам медицинского центра имени Рональда Рейгана, страдающим от лекарственно устойчивой формы эпилепсии. Эти пациенты готовились к хирургическому вмешательству, а в рамках подготовки к ней врачи имплантируют им в мозг датчики для контроля активности мозга, что позволяет наблюдать за некоторыми процессами, недоступным другим способам изучения. В течение примерно двух недель электроды записывали деятельность отдельных нейронов в медиальной височной доле, что позволило Фриду наблюдать за снами пациентов (не в буквальном смысле, конечно).

"Наши более ранние исследования показали, что эти нейроны активизируются, когда мы рассматриваем фотографии знакомых людей или мест, или же просто закрываем глаза, представляем их и вспоминаем. Тогда эти нейроны активизируются примерно через 0,3 секунды после демонстрации мозгу знакомого образа, – рассказывает Фрид. – Но когда мы изучили данные записей с электродов, мы обнаружили, что мозговые клетки в медиальной височной доле демонстрируют резкий всплеск активности каждый раз, когда пациенты переходят к быстрой фазе сна и начинают двигать глазами".

По словам профессора, эта электрическая модель подобна той, что возникает, когда человек рассматривает нечто новое наяву. Фрид подозревает, что быстрое движение глаз свидетельствует о том, что мозг транслирует какой-то новый образ во сне.

Выводы наводят на мысль, что быстрое движение глаз захватывает образы чего-то, видимого нами во сне, примерно таким же образом, как и во время сознательного визуального опыта.

"Цель наших исследований – изучить то, что происходит внутри мозга, когда мы спим, в частности, в те моменты, когда происходит быстрое движение глаз, – говорит соавтор исследования Ювал Нир (Yuval Nir) из Университета Тель-Авива. – Мы обнаружили, что электрическая активность мозга во время сна очень похожа на то, что происходит, если смотреть на какое-то изображение, явление или предмет впервые в жизни".

"Сон навсегда останется одной из самых больших загадок человеческого разума, – продолжает Фрид. – Это время, когда мы вновь переживаем и объединяем наши воспоминания. Быстрое движение глаз предполагает связь с визуальным опытом человека. В эти моменты наш спящий мозг даёт нам возможность наблюдать за какими-то картинами во сне".

В будущих исследованиях Фрид надеется выяснить, реагируют ли нейроны на изображения, которые видит спящий, а также постараться декодировать сон, опираясь на информацию о деятельности клеток головного мозга.

Международная группа исследователей  опубликовала свою работу в журнале Nature Communications.