Долгое время считалось, что во время сна мозг «отгорожен» от внешнего мира, потому что информация, поступающая от органов чувств, в основном блокируется. Но, как выяснилось, не во всех фазах.
Исследователи из Канады установили, что как минимум во время быстрого сна мозг способен воспринимать повествование на слух и реагировать на него изменением своей активности. Подробности эксперимента со сном в магнитно-резонансном томографе опубликованы в журнале Consciousness and Cognition.
Во время сна нам не хватает сознательного восприятия внешней среды. Природа и степень обработки внешней среды в тот момент, пока мы спим, остаются в значительной степени неизученными. Но важность обработки внешней информации при сохранении сна недооценить невозможно. Истории известны случаи, когда животные просыпаются от малейшего звука хищника, находящегося на значительном удалении от них, или людей, которые почуяли запах тлеющего напольного покрытия, обещающего развернуться в пожар, за несколько этажей от себя.
Во время сна сенсорная информация действительно может обрабатываться в разной степени. И наилучшим временем для ее восприятия считается быстрый сон, поскольку в этот момент активность мозга максимально приближена к той, которая наблюдается при бодрствовании. Простые слуховые стимулы, как показали исследования, даже могут сообщать ученым о наличии и глубине обработки информации при полной или частичной потере сознания. Выяснилось и то, что аудиоинформация может восприниматься спящим (медленный сон) мозгом в форме, похожей на ту, которая есть при бодрствовании, но «в обход мыслящих» лобных и теменных долей.
Не так давно появилось предположение, что семантическая, то есть более высокоуровневая обработка звуков может сохраняться во время быстрой фазы сна. Как это проверить? Предъявлять мозгу так называемые «натуралистические парадигмы» или, простыми словами, реальные стимулы – например, истории. Они особенно полезны при исследованиях с нейровизуализацией, поскольку обеспечивают «окно» в то, как мозг обрабатывает непрерывную информацию в режиме реального времени. По мере переживания событий рассказа активность мозга у разных людей сильно коррелирует, и многие реакции «синхронизируются». А значит, это же можно применять и для исследования активности мозга во сне.
Исследователи использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), при которой бодрствующие и спящие добровольцы слушали небольшую аудиодорожку из фильма «Заложница». Сначала паттерны активности мозга были получены для 16 человек из бодрствующей группы. А затем их сравнили с паттернами активности 35 спящих людей. Параллельно фМРТ велась запись активности мозга с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ).
В ходе «бодрствующих» экспериментов ученые удостоверились, что мозг корректно обрабатывает входящую информацию. Это проявлялось в последовательной активности слуховых и лобно-теменных нейронных сетей.
В ходе «спящих» экспериментов выяснилось, что в фазе медленного сна активации этих сетей не происходит. Таким образом, подтвердилось утверждение, что медленный сон не обеспечивает надежных условий активности мозга для обработки непрерывной слуховой информации (этому мешают сонные веретена и медленные волны).
А вот при быстром сне все было интереснее. Прослушивание истории про то, как похититель требует выкуп, вызывало всплески активности слуховой и лобно-теменной сетей, что соответствовало высокоуровневой обработке сюжета. Однако этот паттерн наблюдался у одного из трех участников и частично еще у одного.
С одной стороны это подтверждает возможность отслеживания сложного повествования от момента к моменту во время быстрого сна. Но с другой стороны такая неоднородность (все-таки у двух других участников, кто смог заснуть в томографе и даже войти в фазу быстрого сна, не удалось зарегистрировать отклик «осмысления») говорит о том, что мы еще не знаем много. Тем не менее авторы считают, что этот новый подход к исследованию когнитивной обработки на разных уровнях сознания демонстрирует, что мозг может осмысленно обрабатывать внешнюю среду во время быстрого сна.
Текст: Анна Хоружая