Когда мы спим, наши глаза двигаются в соответствии с тем, что мы видим во сне

Несколько областей мозга координируют свои действия для создания полностью воображаемых миров выяснили ученые.

Когда наши глаза двигаются во время REM-сна, мы смотрим на вещи в мире сновидений, который создал наш мозг, говорится в новом исследовании ученых из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF). Результаты исследования проливают свет не только на то, как мы видим сны, но и на то, как работает наше воображение.

REM-сон, названный так из-за связанных с ним быстрых движений глаз, известен с 1950-х годов как фаза сна, когда снятся сны. Однако цель этих движений глаз до сих пор остается предметом многочисленных загадок и споров.

"Мы выяснили, что эти движения глаз не случайны. Они согласованы с тем, что происходит в виртуальном мире сновидений", - сказал Массимо Сканциани, доктор философии, старший автор исследования, которое было опубликовано в выпуске журнала Science.

"Эта работа дает нам возможность заглянуть в текущие когнитивные процессы в спящем мозге и в то же время решает загадку, которая вызывала любопытство ученых на протяжении десятилетий", - сказал он.

Связь движения глаз со сновидениями

Во второй половине 20-го века некоторые специалисты выдвинули гипотезу о том, что эти REM-движения могут следовать за сценами в мире сновидений. Однако способов проверить эту теорию было немного, а эксперименты, которые можно было провести (отметить направление взгляда сновидца, а затем разбудить его, чтобы спросить, куда он смотрел во сне), дали противоречивые результаты. Многие ученые списали REM-движения на случайные действия, возможно, для поддержания смазки век.

Используя гораздо более совершенную технологию, Сканциани вместе с постдокторским исследователем Ютой Сензай, доктором философии UCSF, смогли изучить клетки "направления головы" в мозге мышей, которые также испытывают REM-сон. Эти клетки действуют подобно компасу, и их активность показывает ученым, в каком направлении движется мышь.

Наблюдая за движениями глаз мыши, команда одновременно записывала данные от этих клеток о направлении ее движения. Сравнивая их, они обнаружили, что направление движения глаз и внутреннего компаса мыши точно совпадают во время REM-сна, так же как и в бодрствующем и подвижном состоянии.

Идеально гармоничный ненастоящий мир

Сканциани интересуется "генеративным мозгом", то есть способностью придумывать объекты и сценарии.

"Одна из наших сильных сторон как людей - это способность комбинировать наш реальный опыт с другими вещами, которые не существуют в данный момент и, возможно, никогда не будут существовать", - сказал он. "Эта генеративная способность нашего мозга является основой нашего творчества".

Однако изучать этот тип работы мозга сложно, потому что для этого нужно заглянуть в мозг, пока он вырабатывает новые впечатления и идеи в отсутствие сенсорного ввода. Сновидения предоставляют именно такую возможность.

Сканциани отметил, что во сне можно сочетать привычные вещи с невозможными. Он рассказал о повторяющемся сне, который снился ему, когда он был молодым водолазом, и в котором он мог дышать под водой. Проснувшись, он неизменно обнаруживал, что это неправда. "Но во сне вы верите, что это реально, потому что нет никаких сенсорных сигналов, возвращающих вас в реальность", - сказал Сканциани. "Это совершенно гармоничный ненастоящий мир".

Исследовательская группа Сканциани обнаружила, что одни и те же участки мозга - а их очень много - координируют свою работу как во время сна, так и во время бодрствования, что подтверждает идею о том, что сны - это способ интеграции информации, собранной в течение дня.

Как эти области мозга работают вместе для создания этой генеративной способности - вот загадка, которую Сканциани планирует продолжать пытаться разгадать.

"Важно понять, как мозг обновляет себя на основе накопленного опыта", - сказал он. "Понимание механизмов, которые позволяют нам координировать работу столь разных участков мозга во время сна, даст нам понимание того, как этот опыт становится частью наших индивидуальных моделей того, что такое мир и как он работает".