Poput otoka koji strše iz glatke površine oceana, snovi probijaju naš san neskladnim epizodama svijesti. Gdje se ti komadići misli pojavljuju u uspavanom mozgu - ovo pitanje već dugo muči znanstvenike i filozofe. Znanstvenici desetljećima spavaju snove s brzim pokretima očiju (REM), kada mozak u mirovanju paradoksalno proizvodi visokofrekventne moždane valove koji su vrlo slični onima rođenim tijekom budnosti.
Pa ipak, snove vidimo ne samo tijekom REM-a. Nekoliko bizarnih studija otkrilo je znakove sanjanja tijekom ne-REM spavanja, kada u mozgu vlada usporena valovna aktivnost - suprotnost tjeskobnom, aktivnom, svjesnom stanju. I tako, zahvaljujući istraživanju objavljenom u Nature Neurosciece, čini se da smo počeli hvatati odgovor na opaku dilemu.
Pažljivim praćenjem moždanih valova dobrovoljaca koji spavaju, tim znanstvenika sa Sveučilišta Wisconsin odredio je lokalno "žarište" u mozgu koje se aktivira kad spavamo, bez obzira na fazu spavanja u kojoj se osoba nalazi.
"Zapravo možete prepoznati potpis usnulog mozga", kaže autorica studije dr. Francesca Siclari.
Štoviše, koristeći algoritam razvijen na temelju njezinih promatranja, skupina znanstvenika uspjela je precizno predvidjeti kada osoba spava, s točnošću od 90% i više …
… i ovdje je najzanimljivije …
… Grubo analizirati sadržaj snova.
"Otkrili smo da mozak koji spava i budni mozak mogu biti mnogo sličniji nego što se zamišljalo", kaže Siclari.
Promotivni video:
Ovo istraživanje ne samo da otvara vrata modeliranju snova za terapiju PTSP-a, već može pomoći znanstvenicima da pronađu trag o misteriji svijesti.
"Važnost ovog članka je zapanjujuća", kaže dr. Mark Blagrov sa Sveučilišta Swansea u Walesu, koji nije sudjelovao u studiji.
Anatomija spavanja
Tijekom punog noćnog ciklusa sna prolazimo kroz različite faze koje karakteriziraju prepoznatljivi obrasci mozga. Znanstvenici se često koriste EEG-ima za precizno hvatanje svake faze spavanja, što uključuje postavljanje 256 elektroda na lubanju osobe, a zatim praćenje broja i veličine moždanih valova na različitim frekvencijama.
Kada zadrijemamo, naš mozak pokazuje niskofrekventnu aktivnost koja putuje cijelom površinom. Ti valovi signaliziraju da su neuroni u "mirnom stanju" i da nisu u mogućnosti komunicirati između područja mozga - stoga su aktivnosti niske frekvencije često povezane s gubitkom svijesti.
Te spore fluktuacije ne-REM spavanja na kraju prelaze u visokofrekventnu aktivnost, signalizirajući prijelaz na brzo kretanje očiju. Ova faza spavanja često je povezana sa živopisnim snovima - a ta je veza toliko duboko ukorijenjena u istraživanjima spavanja da su slučajevi RHD-a bez snova ili ne-REM sna često ignorirani kao neobičnosti.
Ispada da su nam ovi neobični slučajevi nagovijestili da je naše trenutno razumijevanje neurobiologije spavanja nepotpuno.
Hvatac snova
Kako bi preispitali ove paradoksalne rezultate, Siclari i njezin tim pratili su moždanu aktivnost 32 dobrovoljca pomoću EEG-a i budili ih preko noći u slučajnim intervalima. Znanstvenici su zatim uspavane sudionike pitali sanjaju li nešto, i ako jesu, što su točno sanjali. Ukupno se to događalo 200 puta po noći.
No, umjesto da vide globalni pomak u aktivnosti povezanom sa spavanjem, znanstvenici su bili iznenađeni kad su pronašli područje mozga u zatiljku koje je dinamički premještalo svoju aktivnost na temelju novih snova.
Snovi su bili povezani sa smanjenjem valova niske frekvencije u "vrućoj zoni" i s porastom valova visoke frekvencije, što odražava visoke stope živčanih aktivacija i moždane aktivnosti. Bilo je to svojevrsno buđenje, neovisno o fazi spavanja ili općenitoj aktivnosti mozga.
"Sve ukazuje na to da je za generiranje svjesnog iskustva potrebna vrlo ograničena, dobro definirana aktivacija mozga", kaže Siclari. "Do sada smo mislili da se velika područja mozga moraju aktivirati da bi se stvorila svjesna iskustva."
Ima smisla da se vruća zona poveže s radnjom tijekom spavanja. Prethodni rad pokazao je da stimuliranje tih područja mozga elektrodom može stvoriti osjećaj da ste "u paralelnom svijetu". Ova vruća zona također sadrži područja koja integriraju senzorne informacije za izgradnju virtualnog modela svijeta oko nas. Ovakva simulacija postavlja temelje mnogim našim imaginarnim svjetovima, a ova vruća zona vrlo je pogodna za to “, kažu autori.
Ako je aktivna vruća zona zapravo „potpis spavanja“, njezina aktivnost trebala bi moći prepoznati spava li osoba u određenom trenutku. Autori su stvorili algoritam na temelju svojih rezultata i testirali njegovu točnost na određenoj skupini ljudi.
"Probudili smo ih kad god bi nam algoritam rekao da spavaju, ukupno 84 puta", pišu istraživači.
Ukupno je ovaj algoritam pokazao 90-postotnu točnost u analiziranju prisutnosti sna - čak i u slučajevima kada se sudionici nisu sjećali sadržaja svojih snova, ali su bili sigurni da spavaju.
Čitanje snova
Budući da vruća zona sadrži područja koja obrađuju vizualne informacije, znanstvenici su se pitali je li moguće pristupiti sadržaju snova ispitanika pomoću EEG očitanja.
Snovi mogu biti izuzetno opipljivi, sa događajima koji se odvijaju ili potpuno apstraktni, poput slobodne mašte, kažu znanstvenici. Lica, mjesta, pokreti i govor sve su poznate komponente snova koje obrađuju lako prepoznatljiva područja vruće zone, pa su se istraživači odlučili usredotočiti na te aspekte.
Izuzetno, dobrovoljci koji su izvijestili o onome što su rekli u snovima pokazivali su aktivnost u područjima mozga odgovornim za govor; a oni koji su sanjali o ljudima pokazivali su aktivnost u centrima za prepoznavanje lica.
"To sugerira da snovi koriste sva ista područja mozga kao svjesna iskustva tijekom buđenja za određene sadržaje", kaže Siclari, napominjući da su ranija istraživanja to mogla pokazati samo u "zoni sumraka", prijelazu između sna i budnosti.
Konačno, znanstvenike zanima što se događa kada spavamo, ali se ne sjećaju konkretnih detalja. Ispostavilo se da ovo neobično stanje ima zaseban EEG potpis: pamćenje detalja spavanja povezano je s naletom visokofrekventne aktivnosti u prednjim dijelovima mozga.
Postavljaju se zanimljiva pitanja, na primjer, jesu li frontalni režnjevi mozga odgovorni za lucidno sanjanje, posebno stanje kada ljudi razumiju da spavaju i mogu promijeniti sadržaj sna.
Buđenje života
Znanstvenici još ne mogu objasniti što aktivira vruću zonu tijekom spavanja, ali odgovori nam mogu reći ima li san biološku svrhu, na primjer, obradu sjećanja u velike koncepte svijeta.
Mapiranje aktivnosti usnulog mozga također može dovesti do načina izravne manipulacije našim snovima pomoću neinvazivnih postupaka poput transkranijalne električne stimulacije. Indukcija sna može pomoći osobama s nesanicom, a remećenje poremećenog sna može pomoći pacijentima s PTSP-om da se bolje naspavaju.
Dr. Giulo Tononi, vodeći autor studije, vjeruje da implikacije ove studije daleko nadilaze san.
„Uspjeli smo usporediti kako se mozak koji se spava ponaša u odnosu na budni. Ovo istraživanje može biti dragocjen model za proučavanje svijesti”, kaže.
ILYA KHEL
