Ako ostrovy trčiace z hladkej hladiny oceánu, sny prechádzajú našim spánkom nesúvislými epizódami vedomia. Kde sa tieto kúsky myšlienok objavujú v spiacom mozgu - táto otázka dlho znepokojovala vedcov a filozofov. Vedci po celé desaťročia spájali sny s Rapid Eye Movement (REM), keď odpočívajúci mozog paradoxne produkuje vysokofrekvenčné mozgové vlny, ktoré sú veľmi podobné tým, ktoré sa narodili počas bdelosti.
A napriek tomu vidíme sny nielen počas REM. Niekoľko bizarných štúdií našlo príznaky snívania počas spánku iného ako REM, kde v mozgu vládne aktivita pomalých vĺn - opak úzkostlivého, aktívneho, vedomého stavu. A tak sa zdá, že vďaka výskumu zverejnenému v časopise Nature Neurosciece sme začali tápať po odpovedi na zlú dilemu.
Tím vedcov z University of Wisconsin pozorným sledovaním mozgových vĺn spiacich dobrovoľníkov určil miestne „horúce miesto“v mozgu, ktoré sa aktivuje, keď spíme, bez ohľadu na fázu spánku, v ktorej sa človek nachádza.
„Môžete skutočne identifikovať podpis spiaceho mozgu,“tvrdí autorka štúdie Dr. Francesca Siclari.
Navyše pomocou algoritmu vyvinutého na základe jej pozorovaní bola skupina vedcov schopná presne predpovedať, kedy človek spí, s presnosťou 90% a ďalšími …
… a tu je najzaujímavejšie …
… Zhruba analyzovať obsah snov.
"Zistili sme, že spánkový mozog a prebúdzajúci sa mozog môžu byť oveľa podobnejšie, ako sme si predstavovali," hovorí Siclari.
Propagačné video:
Tento výskum nielen otvára dvere k modelovaniu snov pre terapiu PTSD, ale môže pomôcť vedcom nájsť stopu k tajomstvu vedomia.
„Dôležitosť tohto článku je ohromujúca,“tvrdí doktor Mark Blagrov z univerzity v Swansea vo Walese, ktorý sa štúdie nezúčastnil.
Anatómia spánku
Počas celonočného spánkového cyklu prechádzame rôznymi fázami charakterizovanými výraznými mozgovými vzormi. Vedci často používajú EEG na presné zachytenie každej fázy spánku, čo spočíva v umiestnení 256 elektród na lebku človeka a následnom sledovaní počtu a veľkosti mozgových vĺn na rôznych frekvenciách.
Keď drieme, náš mozog vykazuje nízkofrekvenčnú aktivitu, ktorá cestuje po celom povrchu. Tieto vlny signalizujú, že neuróny sú v „pokojovom stave“a nie sú schopné komunikovať medzi oblasťami mozgu - nízkofrekvenčná aktivita je preto často spojená so stratou vedomia.
Tieto pomalé výkyvy spánku iného ako REM sa nakoniec premenia na vysokofrekvenčnú aktivitu, ktorá signalizuje prechod k rýchlemu pohybu očí. Táto fáza spánku je často spojená so živými snami - a táto súvislosť je tak hlboko zakorenená vo výskume spánku, že prípady bezesného RHD alebo spánku bez REM boli často ignorované ako zvláštnosti.
Ukazuje sa, že tieto podivné prípady nám naznačovali, že naše súčasné chápanie neurobiológie spánku je neúplné.
Lapači snov
Na prehodnotenie týchto paradoxných výsledkov Siclari a jej tím monitorovali mozgovú aktivitu 32 dobrovoľníkov pomocou EEG a budili ich cez noc v náhodných intervaloch. Vedci sa potom spiacich účastníkov pýtali, či o niečom snívajú, a ak áno, o čom presne snívali. Celkovo sa tak stalo 200-krát za noc.
Ale namiesto toho, aby vedci videli globálny posun v činnosti spojenej so spánkom, boli prekvapení, keď našli oblasť mozgu v zadnej časti hlavy, ktorá dynamicky posunula svoju činnosť na základe objavujúcich sa snov.
Sny boli spojené s poklesom nízkofrekvenčných vĺn v „horúcej zóne“a so zvýšením vysokofrekvenčných vĺn, čo odrážalo vysokú mieru nervových aktivácií a mozgovej činnosti. Bolo to akési prebudenie, nezávislé od spánkového štádia alebo všeobecnej mozgovej činnosti.
"Všetko nasvedčuje tomu, že na vytvorenie vedomého zážitku je potrebná veľmi obmedzená a presne definovaná aktivácia mozgu," hovorí Siclari. „Doteraz sme si mysleli, že na generovanie vedomých zážitkov je potrebné aktivovať veľké oblasti mozgu.“
Dáva zmysel, aby sa horúca zóna pripojila k akcii počas spánku. Predchádzajúce práce ukázali, že stimulácia týchto oblastí mozgu elektródou môže vyvolať pocit, že sa nachádzate „v paralelnom svete“. Táto horúca zóna obsahuje aj oblasti, ktoré integrujú senzorické informácie a vytvárajú tak virtuálny model sveta okolo nás. Tento druh simulácie predstavuje základ mnohých našich imaginárnych svetov a táto horúca zóna je na to veľmi vhodná, “tvrdia autori.
Ak je aktívna horúca zóna v skutočnosti „spánkovým podpisom“, jej aktivita by mala byť schopná zistiť, či osoba v danom okamihu spí. Autori na základe ich výsledkov vytvorili algoritmus a jeho presnosť otestovali na samostatnej skupine ľudí.
„Prebudili sme ich vždy, keď nám algoritmus povedal, že spia, celkovo 84-krát,“píšu vedci.
Tento algoritmus celkovo ukázal 90-percentnú presnosť pri analýze prítomnosti spánku - a to aj v prípadoch, keď si účastníci nepamätali obsah svojich snov, ale boli si istí, že spia.
Čítanie snov
Pretože horúca zóna obsahuje oblasti, ktoré spracúvajú vizuálne informácie, vedcov zaujímalo, či je možné získať prístup k obsahu snov subjektov pomocou údajov EEG.
Vedci tvrdia, že sny môžu byť mimoriadne hmatateľné, s odvíjajúcimi sa udalosťami, alebo úplne abstraktné, ako napríklad fantázia zadarmo. Tváre, miesta, pohyby a reč sú všetko známe komponenty snov, ktoré sú spracovávané ľahko identifikovateľnými oblasťami horúcej zóny, preto sa vedci rozhodli zamerať na tieto aspekty.
Pozoruhodné je, že dobrovoľníci, ktorí hlásili, čo hovorili vo svojich snoch, vykazovali aktivitu v oblastiach mozgu zodpovedných za reč; a tí, ktorí snívali o ľuďoch, prejavili aktivitu v centrách rozpoznávania tváre.
„To naznačuje, že sny využívajú všetky rovnaké oblasti mozgu ako vedomé zážitky počas prebúdzania určitého obsahu,“hovorí Siclari a upozorňuje, že predchádzajúci výskum to dokázal iba v „zóne súmraku“, teda prechod medzi spánkom a bdenie.
Nakoniec sa vedcov zaujíma, čo sa stane, keď spíme, ale nepamätajú si konkrétne podrobnosti. Ukázalo sa, že tento zvláštny stav má samostatný podpis EEG: zapamätanie si detailov spánku bolo spojené s výbuchom vysokofrekvenčnej aktivity v predných oblastiach mozgu.
Zaujímavé otázky vyvstávajú napríklad čelné laloky mozgu zodpovedné za lucidné snívanie, zvláštny stav, keď ľudia pochopia, že spia, a môžu meniť obsah spánku.
Prebúdzajúci sa život
Vedci zatiaľ nevedia vysvetliť, čo aktivuje horúcu zónu počas spánku, ale odpovede nám môžu povedať, či má spánok biologický účel, napríklad spracovanie spomienok do veľkých koncepcií sveta.
Mapovanie činnosti spánku mozgu môže tiež viesť k spôsobom, ako priamo manipulovať s našimi snami pomocou neinvazívnych postupov, ako je transkraniálna stimulácia. Indukcia spánku môže pomôcť ľuďom s nespavosťou a narušenie narušeného spánku môže pomôcť pacientom s PTSD lepšie sa vyspať.
Dr. Giulo Tononi, hlavný autor štúdie, sa domnieva, že dôsledky tejto štúdie siahajú ďaleko za spánok.
"Boli sme schopní porovnať, ako sa spiaci mozog správa v porovnaní s prebúdzajúcim sa." Tento výskum môže byť cenným modelom pre štúdium vedomia, “hovorí.
ILYA KHEL