Во время фазы быстрого сна мозг начинает прислушиваться к телу

Фото из открытых источников

Сон не отключает мозг от внешнего мира; скорее, он заставляет его перестраивать способ обработки сенсорной информации. Исследование, проведенное в районе Женевского озера, показывает, что по мере того, как мы входим в фазу быстрого сна (REM-сон), внешние сигналы постепенно теряют свою значимость, уступая место сигналам, исходящим от нашего собственного тела.

Вы относитесь к тем людям, которые продолжат спать, даже если рядом взорвется бомба? Ученые из университетов Лозанны и Женевы предлагают предварительное объяснение этому явлению. В исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, группа исследователей под руководством Марции Де Лучиа из Департамента клинической нейронауки CHUV, преподавателя и исследователя факультета биологии и медицины Лозаннского университета, в сотрудничестве с Софи Шварц, профессором Женевского университета, демонстрирует, как мозг постепенно перестраивает способ обработки сенсорной информации при переходе от бодрствования к фазе быстрого сна (REM-сну).

Мозг, постоянно подвергающийся воздействию стимулов как из окружающей среды, так и изнутри нашего собственного тела, является истинным мастером интеграции сигналов. Однако для нейробиологов остается загадкой точные механизмы, позволяющие ему сортировать, расставлять приоритеты и объединять всю эту информацию. Еще более загадочно то, как этот процесс меняется при переходе от одного состояния сознания к другому — например, от бодрствования ко сну.

«Парадоксальный сон, или фаза быстрого сна (REM-сон), хорошо подходит для изучения этого вопроса», — объясняет Жасинт Катальди, один из ведущих авторов исследования. «Хотя его электрическая активность имеет определенные сходства с активностью бодрствующего мозга, это состояние характеризуется глубоким отключением от внешнего мира». Это отключение приводит к снижению реакции на внешние стимулы: сенсорной информации из окружающей среды становится сложнее достигать мозга, который, тем не менее, продолжает обрабатывать другие типы сигналов.

«Это не полное подавление раздражителей. Скорее, мозг переключает свое внимание внутрь себя», - говорит Марция Де Люсия из CHUV.

Однако фаза быстрого сна (REM-сон) не является однородным состоянием. Она постоянно чередуется между двумя фазами: тонической и фазовой. Именно во второй фазе появляются быстрые движения глаз, которые и дали этой стадии сна её название (быстрые движения глаз, REM). Фазовая фаза быстрого сна также характеризуется кратковременными мышечными сокращениями и более вариабельной частотой сердечных сокращений и дыхания.

Эти две фазы также различаются степенью сенсорной разобщенности: чувствительность к внешним стимулам постепенно снижается от бодрствования через тоническую фазу быстрого сна (REM) до фазовой фазы быстрого сна (REM), где она достигает своего минимального уровня. «Мы воспользовались этим известным постепенным переходом, чтобы сравнить нейронный ответ на слуховые сигналы с ответом на внутренние сигналы — в данном случае, на сердцебиение», — объясняет Андрия Пелентриту, один из соавторов исследования.

Нейробиологи в течение двух ночей регистрировали активность мозга 25 добровольцев с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Они сравнивали электрические потенциалы, вызванные слуховыми стимулами, с потенциалами, возникающими в ответ на сердцебиение на разных стадиях сна, что привело к открытию: по мере уменьшения нейронного ответа на звуки окружающей среды обработка сердечных сигналов фактически усиливается. «Это не полное подавление стимулов. Скорее, мозг переключает свое внимание внутрь», — резюмирует Марция Де Лучия, последний автор исследования.

Затем ученые рассчитали индекс, позволяющий количественно оценить баланс между реакцией мозга на звуки окружающей среды и реакцией на сердцебиение. Этот индекс показывает, сосредоточен ли мозг больше на внешнем мире или на собственном теле. «Этот аудио-кардио индекс может служить маркером для лучшего различения измененных состояний сознания, особенно в ситуациях, когда человек не может реагировать поведенчески, например, в коме или состоянии минимального сознания», — говорит Марция Де Лучия.