Почему наши глаза двигаются во сне? Новое исследование дает ответ

Как и многие другие животные, мыши погружаются в мир воображения, когда дремлют. Мы знаем это потому, что их маленькие глазки-бусинки мелькают туда-сюда, а мозг гудит в такт сновидениям.

Теперь, благодаря исследованию мозга спящих грызунов, мы можем с большей уверенностью сказать, почему происходят эти быстрые движения глаз (REM).

Исследователи изучают феномен мерцания глаз во сне с 1950-х годов. Спящие люди, которые просыпались после ярких сновидений, как правило, демонстрировали особенно преувеличенные движения глаз, что позволяло легко предположить, что их глаза следили за воображаемыми пейзажами во сне.

Хотя это утверждение может быть разумным, его трудно подтвердить экспериментально. Большинство исследований до сих пор основывалось на том, что пробудившиеся спящие сами сообщали о своих снах, которые исследователи связывали с движениями их глаз - но такой подход оставляет слишком много места для сомнений.

Другие исследователи отмечают, что REM-сон может происходить и без сновидений, в частности, у младенцев и людей с травмами мозга, которые, предположительно, лишают их способности к визуализации. Мы также можем видеть сны, не входя в REM-сон.

Важно отметить, что не все исследования подтверждают так называемую "гипотезу сканирования".

В качестве альтернативы, быстрое движение глазных яблок под веками - описываемое как саккады - может быть просто нервной реакцией на более фундаментальную активность, возникающую, когда мозг больше не связан с сознанием.

Чтобы преодолеть трудности, связанные с изучением неврологии спящих людей, ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско использовали мышей.

В частности, они измерили активность нервных клеток в таламусе мыши, которые отвечают за направление головы в определенную сторону.

У бодрствующих мышей саккады, как правило, совпадают с движениями головы, когда мыши ориентируются в реальном мире. Совпадение движений глаз с нервными импульсами для направления головы стало бы важным доказательством в пользу гипотезы сканирования.

Команда использовала небольшие вживленные зонды для записи нейронной активности мышей, позволяя им свободно исследовать окружающую среду в бодрствующем состоянии. В то же время серия камер фиксировала каждое движение и моргание их глаз.

Когда уставшие подопытные свернулись калачиком, чтобы вздремнуть, датчики продолжали запись. Базовые показатели нейронной активности и саккад, установленные в период бодрствования, затем использовались для определения того, насколько вероятно, что движения глаз во время REM также связаны с их предполагаемым направлением в их ментальном мире.

Результаты исследования дают достаточно четкие объективные доказательства связи между быстрыми движениями глаз мыши и контролем мозга над движениями головы. Как и в бодрствующем состоянии, более крупные и резкие движения глаз предсказывают более сильные изменения направления движения головы, например, по указанию таламуса.

Конечно, мы остаемся с обычной оговоркой, связав результаты эксперимента на мышах с аналогичным поведением у людей.

Если не воспроизводить аналогичные точные измерения на удобном человеческом мозге - инвазивная процедура, которая не имеет прецедента в исследовании сновидений - это самое прямое доказательство гипотезы сканирования.

Все это указывает на более высокий уровень координации в мозге во время REM-сна, который продолжает направлять движения тела через воображаемое пространство.

Помимо того, что это открытие решительно подтверждает одну из сторон десятилетиями ведущегося спора, оно может иметь последствия для дальнейших исследований.

Согласно комментарию неврологов Катрин Канто и Криса де Зеува из Нидерландского института неврологии, чтение движений глаз во время сна может помочь в разработке методов лечения для улучшения памяти или лечения травм.

Это также может дать нам больше понимания самой цели наших бессознательных блужданий.

"Мышечные подергивания, которые также часто происходят во время REM-сна, могут быть связаны с внутренними сигналами о направлении движения глаз, и их анализ может дать дополнительную информацию о сновидениях", - пишут Канто и де Зеув.

О том, что именно мыши могут видеть в своем сознании во время сна, мы можем только мечтать.

Исследование было опубликовано в журнале Science.