Ca niște insule care ies din suprafața netedă a oceanului, visele ne străpung somnul cu episoade incoerente de conștiință. În cazul în care aceste bucăți de gânduri apar într-un creier adormit - această întrebare i-a tulburat mult timp pe oamenii de știință și pe filozofi. De zeci de ani, oamenii de știință au asociat visele cu mișcarea rapidă a ochilor (REM), când creierul în repaus produce paradoxal unde cerebrale de înaltă frecvență, care sunt foarte asemănătoare cu cele născute în timpul stării de veghe.
Și totuși vedem vise nu numai în timpul REM. Mai multe studii bizare au găsit semne de vis în timpul somnului non-REM, unde activitatea undelor lente domnește în creier - opusul unei stări anxioase, active, conștiente. Așadar, datorită cercetărilor publicate în Nature Neurosciece, se pare că am început să bâjbâim după un răspuns la o dilemă rea.
Monitorizând cu atenție undele cerebrale ale voluntarilor care dorm, o echipă de oameni de știință de la Universitatea din Wisconsin a identificat un „punct fierbinte” local din creier care este activat când dormim, indiferent de faza de somn în care se află persoana.
„Puteți identifica de fapt semnătura creierului adormit”, spune autorul studiului, dr. Francesca Siclari.
Mai mult, folosind un algoritm dezvoltat pe baza observațiilor sale, un grup de oameni de știință a reușit să prezică cu exactitate când o persoană doarme, cu o precizie de 90% și multe altele …
… și aici este cel mai interesant …
… Să analizăm aproximativ conținutul viselor.
„Am descoperit că creierul adormit și creierul de veghe pot fi mult mai asemănătoare decât ne-am imaginat”, spune Siclari.
Video promotional:
Această cercetare nu numai că deschide ușa modelării viselor pentru terapia PTSD, dar poate ajuta oamenii de știință să găsească un indiciu pentru misterul conștiinței.
„Importanța acestui articol este uluitoare”, spune dr. Mark Blagrov de la Swansea University din Țara Galilor, care nu a fost implicat în studiu.
Anatomia somnului
În timpul unui ciclu complet de somn noaptea, parcurgem diferite etape caracterizate prin tipare distincte ale creierului. Oamenii de știință folosesc adesea EEG-uri pentru a capta cu precizie fiecare etapă a somnului, ceea ce implică plasarea a 256 de electrozi pe craniul unei persoane și apoi urmărirea numărului și dimensiunii undelor creierului la diferite frecvențe.
Când ne liniștim, creierul nostru prezintă activitate de joasă frecvență care se deplasează pe întreaga suprafață. Aceste unde semnalează că neuronii se află într-o „stare de repaus” și sunt incapabili să comunice între zonele creierului - prin urmare, activitatea cu frecvență joasă este adesea asociată cu pierderea cunoștinței.
Aceste fluctuații lente în somnul non-REM se traduce în cele din urmă în activitate de înaltă frecvență, semnalând tranziția către mișcarea rapidă a ochilor. Această fază de somn este adesea asociată cu vise vii - și această conexiune este atât de adânc înrădăcinată în cercetarea somnului, încât cazurile de somn RHD fără vis sau de somn non-REM au fost adesea ignorate ca ciudățenii.
Se pare că aceste cazuri ciudate ne-au sugerat că înțelegerea noastră actuală a neurobiologiei somnului este incompletă.
Captori de vise
Pentru a reconsidera aceste rezultate paradoxale, Siclari și echipa ei au monitorizat activitatea creierului a 32 de voluntari folosind EEG și i-au trezit peste noapte la intervale aleatorii. Oamenii de știință i-au întrebat apoi pe participanții adormiți dacă visează la ceva și, dacă da, ce anume au visat. În total, acest lucru s-a întâmplat de 200 de ori pe noapte.
Dar, în loc să vadă o schimbare globală a activității asociate somnului, oamenii de știință au fost surprinși să găsească o zonă a creierului în partea din spate a capului care și-a schimbat activitatea în mod dinamic pe baza viselor emergente.
Visele au fost asociate cu o scădere a undelor de joasă frecvență în „zona fierbinte” și cu o creștere a undelor de înaltă frecvență, reflectând rate ridicate de activare neuronală și activitate cerebrală. A fost un fel de trezire, independent de stadiul de somn sau de activitatea generală a creierului.
„Toate indicațiile arată că este necesară activarea creierului foarte limitată și bine definită pentru a genera experiență conștientă”, spune Siclari. „Până acum, am crezut că zone mari ale creierului trebuie activate pentru a genera experiențe conștiente”.
Este logic că zona fierbinte se conectează la acțiune în timpul somnului. Lucrările anterioare au arătat că stimularea acestor zone ale creierului cu un electrod poate crea un sentiment de a fi „într-o lume paralelă”. Această zonă fierbinte conține, de asemenea, zone care integrează informații senzoriale pentru a construi un model virtual al lumii din jurul nostru. Acest tip de simulare pune bazele multor lumi imaginare, iar această zonă fierbinte este potrivită pentru aceasta , spun autorii.
Dacă o zonă fierbinte activă este de fapt o „semnătură de somn”, activitatea sa ar trebui să poată spune dacă o persoană doarme într-un moment dat. Autorii au creat un algoritm pe baza rezultatelor lor și au testat acuratețea acestuia pe un anumit grup de persoane.
„Le-am trezit ori de câte ori algoritmul ne-a spus că dorm, de 84 de ori în total”, scriu cercetătorii.
În total, acest algoritm a arătat o precizie de 90% în analiza prezenței somnului - chiar și în cazurile în care participanții nu și-au amintit conținutul viselor lor, dar au fost siguri că dormeau.
Citind vise
Deoarece zona fierbinte conține zone care procesează informații vizuale, oamenii de știință s-au întrebat dacă este posibil să se acceseze conținutul viselor subiecților folosind citiri EEG.
Visele pot fi extrem de tangibile, cu evenimente care se desfășoară, sau complet abstracte, precum fantezia liberă, spun oamenii de știință. Fețele, locurile, mișcările și vorbirea sunt toate componente familiare ale viselor care sunt procesate de regiuni ușor identificabile din zona fierbinte, astfel încât cercetătorii au decis să se concentreze asupra acestor aspecte.
În mod remarcabil, voluntarii care au povestit ceea ce au spus în visele lor au arătat activitate în zonele creierului responsabile de vorbire; iar cei care visau la oameni au arătat activitate în centrele de recunoaștere a feței.
„Acest lucru sugerează că visele folosesc toate aceleași zone ale creierului ca experiențe conștiente în timpul trezirii pentru un anumit conținut”, spune Siclari, menționând că cercetările anterioare ar putea arăta acest lucru doar în „zona crepusculară”, tranziția dintre somn. și veghe.
În cele din urmă, oamenii de știință sunt interesați de ceea ce se întâmplă când dormim, dar nu-și amintesc detaliile specifice. Sa dovedit că această stare ciudată are o semnătură separată EEG: memorarea detaliilor somnului a fost asociată cu o explozie de activitate de înaltă frecvență în regiunile anterioare ale creierului.
Întrebări interesante apar, de exemplu, sunt lobii frontali ai creierului responsabili de visarea lucidă, o stare specială atunci când oamenii înțeleg că dorm și pot schimba conținutul somnului.
Trezirea vieții
Oamenii de știință nu pot explica încă ce activează zona fierbinte în timpul somnului, dar răspunsurile ne pot spune dacă somnul are un scop biologic, de exemplu, prelucrarea amintirilor în concepte mari ale lumii.
Cartografierea activității creierului adormit poate duce, de asemenea, la modalități de a ne manipula în mod direct visele folosind proceduri neinvazive, cum ar fi stimularea transcraniană. Inducerea somnului poate ajuta persoanele cu insomnie, iar perturbarea somnului perturbat poate ajuta pacienții cu PTSD să aibă un somn mai bun.
Dr. Giulo Tononi, autorul principal al studiului, consideră că implicațiile acestui studiu depășesc cu mult somnul.
„Am reușit să comparăm modul în care se comportă creierul adormit cu cel trezit. Această cercetare poate fi un model valoros pentru studiul conștiinței”, spune el.
ILYA KHEL
