Давно известно, что существуют разные фазы и стадии человеческого сна, каждая из которых связана с активностью различных структур мозга и определёнными мозговыми ритмами.
Фаза медленного сна имеет четыре стадии, а вслед за ней наступает фаза быстрого сна. Ранее было установлено, что в среднем за ночь цикл быстрого/медленного сна повторяется от четырёх до пяти раз. При этом в состоянии медленного сна человек пребывает 75-80% времени.
Эти «классические» фазы сна были выявлены и изучены благодаря электроэнцефалографическим записям (ЭЭГ) активности головного мозга людей.
Теперь же международная команда учёных решила подробнее изучить человеческий сон при помощи другой технологии – функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).
В новом исследовании приняли участие 57 мужчин и женщин, все они были здоровы. Каждого из них по очереди помещали в МРТ-сканер на 52 минуты и просили лежать с закрытыми глазами. Параллельно с МРТ-сканированием активность мозга добровольцев фиксировалась при помощи ЭЭГ.
Участникам не хватило времени, чтобы достичь фазы быстрого сна, однако 18 из них успели пройти все стадии медленного сна. Соответствующие изменения мозговой активности зафиксировала электроэнцефалография. Сравнив данные с показателями фМРТ, специалисты получили беспрецедентную детализацию мозговой активности.
Оказалось, что самая первая стадия медленного сна, когда человек переходит от бодрствования к дремоте, является гораздо более сложной, чем считалось. На этой стадии мозг пребывает как минимум в 19 различных состояниях, которые повторяются, но появляются всё реже по мере того, как спящий переходит к более глубоким стадиям сна. (Так, только две из этих «микростадий» наблюдались на второй стадии медленного сна и лишь одна – на третьей).
«Мы пытаемся уйти от несколько упрощённой картины, которая до сих пор характеризовала наше понимание мозговой активности во время сна. Наши результаты дают современное описание человеческого сна как сложной деятельности мозговых сетей», – рассказывает один из ведущих авторов новой работы Ангус Стевнер (Angus Stevner) из Орхусского университета в Дании.
По его словам, изучение определённых «шаблонов активности» мозга на первой стадии медленного сна крайне важно для лечения пациентов с нарушениями сна и бессонницей.
«В настоящее время нам не хватает чёткого понимания того, что происходит в мозге человека, страдающего бессонницей, а также той роли, которую нарушения сна играют при психических расстройствах«, – отмечает Стевнер.
В дальнейшем учёные намерены получить больше данных о том, как нейронные сети и структуры мозга работают на той или иной «микростадии» сна.
Подробнее об этом исследовании рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Автор: Юлия Воробьева