Процессы, регулирующие активность мозга во время сна, продолжают работать и днем, выяснили американские ученые.
Небольшие группы нейронов в течение суток функционируют в унисон, то одновременно «засыпая», то «просыпаясь». Этот механизм необходим для решения задач, требующих концентрации внимания. Результаты исследования, проведенного нейробиологами из Стэнфордского университета, опубликованы в журнале Science.
Свое открытие исследователи сделали, введя в кору головного мозга обезьян электроды особого типа. Эти электроды позволяют следить за изменениями электрической активности групп («колонн») нейронов в очень тонких вертикальных срезах новой коры мозга. Новая кора расположена в верхнем слое полушарий мозга, именно она отвечает за высшие нервные функции — мышление, речь, сенсорное восприятие и так далее. Структура новой коры организована таким образом, что все нейроны, входящие в такую «колонну», очень узко специализированы, то есть они отвечают за одну и ту же функцию, например за восприятие верхней правой части зрительного поля.
Оказалось, что нейроны из одной и той же «колонны» функционируют в одном и том же цикличном режиме, аналогичном фазам глубокого сна. Нейроны то одновременно «просыпаются», то есть становятся активными, то так же одновременно «засыпают», их активность затормаживается.
«Во «включенном» состоянии все нейроны резко и быстро возбуждаются. Затем все они столь же внезапно переключаются на режим низкого уровня возбуждения. И это переключение между режимами происходит постоянно, как если бы нейроны «подкидывали монетку», чтобы решить — мы сейчас проснемся или заснем», — пояснил один из авторов исследования Квабена Боаэн (Kwabena Boahen).
Как установили исследователи, такой механизм необходим мозгу для концентрации внимания, когда требуется решить сложную задачу узкой направленности, например заметить легкие изменения, происходящие в верхней правой части поля зрения. В этой ситуации фаза активности нейронов в «колонне», отвечающей за эту функцию, длится гораздо дольше и выражена сильнее. Как отметила один из авторов, Татьяна Энджел (Tatiana Engel), скорее всего, именно со сбоями в этом механизме связаны ситуации, с которыми время от времени сталкиваются все люди — вам кажется, что вы на чем-то сосредоточились, но вы продолжаете пропускать важные моменты. Видимо, в это время ваши специализированные нейроны просто «спят».
Читайте также занимательные факты о сне.