EPFL

Как пишет издание «Машины и Механизмы», долгое время считалось (но не было доказано), что когда мы спим, активность мозга падает. При этом большинство исследований сна до сих пор проводилось в ходе электроэнцефалографии (ЭЭГ) – метода, который подразумевает измерение активности мозга с помощью электродов, помещенных на череп пациентов. А вот исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) решили обратиться к МРТ – магнито-резонансной визуализации работы мозга – и получили неожиданные результаты.

В ходе экспериментов Анхали Тарун, ведущий автор исследования, научный сотрудник инженерной школы EPFL, с помощью ЭЭГ определяла, когда участники засыпали, после чего с помощью снимков МРТ пыталась создать пространственные карты нейронной активности мозга на разных стадиях сна. Сложность состояла в том, что МРТ-сканеры – машины очень шумные, и уснуть в них участникам исследования было непросто. Однако с помощью коллег из Женевского и Рурского университетов Тарун удалось получить синхронные данные ЭЭГ и МРТ примерно 30 человек, которые спали в МРТ-сканере на протяжении примерно 2 часов.   

«Двух часов достаточно, чтобы получить ряд редких и достоверных данных. Обычно пациенты выполняют задачи познавательного характера, находясь в МРТ в течение 10-30 минут», – комментирует Тарун.      

Проанализировав полученные данные, исследователи обнаружили, что на неглубоких стадиях сна – в период между засыпанием и глубоким сном – общая активность мозга снижается, однако коммуникация между разными его частями становится более динамичной. Вероятно, это происходит из-за нестабильности состояний мозга в этой фазе сна.  

«Но больше всего удивил тот факт, что во время перехода от неглубокого сна к глубокому локальная активность мозга повышалась, а взаимосвязи между разными частями мозга, наоборот, сокращались. Это указывает на неспособность нейронных сетей синхронизироваться», – пишут авторы исследования.       

В ходе исследования ученые увидели, что связи между передними и задними регионами мозга разрывались, и это было особенно выражено по мере «углубления» фазы сна. Похожая «поломка» наблюдалась и в мозжечке, который обычно связывают с регуляцией моторики. Исследование показывает, что сознание – это результат взаимодействия между разными зонами мозга, но не локальной активности мозга. Дальнейшее изучение состояний сознания в разных фазах сна, а также того, что это означает с точки зрения активности мозга, позволит лучше понять функции мозга, которые делают человека человеком.