Мозг отдыхает когда видит сны
Что происходит в мозге во время сна и можно ли это записать?
Мы знаем, что находится за пределами нашей планеты, Солнечной системы и галактики. Но то, что происходит когда мы видим сны, остается для ученых загадкой. Впервые записать мозговую активность спящего человека удалось ученым из Чикагского университета в 1952 году. Именно тогда, в ходе наблюдений за электрической мозговой активностью спящих испытуемых, состоялось открытие фазы быстрого движения глаз (rapid eye movement, REM), во время которой мы видим сны. Поначалу исследователи думали, что полученные данные – поломка оборудования, раз показывает, что посреди ночи человек начинает быстро вращать глазами. Не обнаружив в оборудовании неполадок ученые зашли в комнату, посветили фонариком на глаза спящего и увидели, что глаза действительно двигались под веками туда и обратно, в то время как тело лежало неподвижно. Благодаря этому открытию мы знаем, сегодня что существует несколько стадий сна. Примечательно, что когда испытуемых будили посреди фазы быстрого сна, чаще всего они помнили что им снилось. Но можно ли записывать сны?
Возможно в будущем мы будем делиться видеозаписями своих снов с друзьями
Как мозг создает сновидения?
Ключевая фигура в науке о сне Уильям Демент, профессор Стэнфордского университета, в 1957 году совершил революционное открытие: во время фазы быстрого сна мозг человека так же активен, как и во время бодрствования. При этом он работает в особом режиме. Демент выдвинул теорию о том, что человеческий мозг функционирует по-разному в соответствии с тремя периодами: сон, бодрствование и фаза быстрого движения глаз.
Следующим важным событием в изучении сновидений, как пишет «Теории и практики» стал «кошачий» эксперимент французского исследователя Мишеля Жуве. В ходе эксперимента ученый нанес животным небольшие повреждения в области ствола головного мозга и обнаружил, что механизмы, которые блокируют движения во время фазы быстрого сна можно остановить. В результате спящие кошки выгибали спины, шипели и набрасывались на невидимых врагов, разыгрывая свои сны. Они «бывали настолько свирепы, что экспериментатору даже приходилось отскакивать», — записал он. Стоило кошке яростно броситься на врага, как она внезапно просыпалась и сонно огладывалась вокруг, не понимая, где находится.
Сны могут казаться ужасно реальными, когда мы крепко спим. При пробуждении, однако, мы забываем 85% своих сновидений.
Вскоре стадию сновидений обнаружили у всех птиц и млекопитающих, в связи с чем ценность человеческих снов несколько снизилась. Как только у ученых появилась возможность опознавать и фиксировать сны при помощи нейронных колебаний, сны перестали казаться сложным мистическим отражением нашего подсознания и интерес исследователей к этой области несколько поубавился.
Сны – сложный процесс, протекающий в несколько этапов
Так было до тех пор, пока Кэлвин Холл, преподаватель психологии Западного резервного университета Кейза в Кливленде не создал каталог человеческих снов, о чем стало известно лишь в год его смерти (1985). Оказалось, ученый собрал описание более пятидесяти тысяч снов людей различных возрастов и национальностей. Вывод, к которому пришел Холл после 30 лет работы, был диаметрально противоположным идеям Фрейда: сны вовсе не наполнены скрытым смыслом — напротив, в основном они крайне незамысловаты и предсказуемы. Холл утверждал, что ему достаточно знать кто действующие лица, чтобы с точностью угадать дальнейшее развитие событий во сне.
По-сути, сны – это яркие воспоминания, которых никогда не было. Во сне мы оказываемся внутри всеобъемлющей параллельной реальности, фантастического мира, который принадлежит только нам. Но сновидения, особенно веселые, мимолетны и в этом их основная проблема.
В апреле 2017 года, как пишет издание Discover, группа ученых из Университета Висконсин-Мэдисон выявила «заднюю кортикальную горячую зону» (posterior cortical hot zone) в головном мозге, которая могла указывать, спит человек или нет. Эта часть мозга участвует в восприятии реальности в более общем смысле. Исследователи обнаружили, что когда испытуемые сообщали о сновидениях — независимо от того, помнили ли они сон, — в этой горячей зоне наблюдалось снижение низкочастотной активности или медленных волн.
Так как сновидения связаны с повышением высокочастотной активности в горячей зоне, это снижение медленных волн в мозговой активности может служить сигналом для того, когда происходят сновидения, как если бы внезапно загорелся красный свет записи. Это очень важно, потому что знание того, когда происходят сны, может позволить ученым более надежно их записывать.
Несмотря на череду достижений в области науки сна, сновидения ассоциируются с мистикой и тайнами
В дополнение к выявлению сигналов от мозга, которые указывают на то, что человек спит, ученые также обнаружили, что части мозга, участвующие в восприятии во время бодрствования, ведут себя точно так же во время сна. Оказалось, что определенные типы восприятия во сне активируют те же области мозга, что и восприятие во время бодрствования.
Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram
Можно ли записывать сны?
Работа, опубликованная в журнале Current Biology вселяет оптимизм по поводу возможности записи сновидений или, по крайней мере, отдельных его частей. Так, полученные результаты показали, что миндалевидное тело – область мозга, которая тесно связана с эмоциями, как и область Вернике, отвечающая за обработку речи, были активны во время фазы быстрого сна. Авторы исследования отмечают, что запись снов может быть проще, чем попытки расшифровать сложные визуальные сцены в режиме реального времени (наблюдения за спящими испытуемыми).
Но как насчет звука? Будет ли в будущем запись снов бесшумной или это будет похоже на фильм? Многие ученые, изучающие сновидения, сходятся во мнении, что проще всего расшифровывать и записывать визуальные образы. Но существует одна проблема: мозг работает по-разному во время сна. Области, которые активны в часы бодрствования, могут быть не столь активны во время сна. Из-за этого существует разрыв между данными МРТ, собранными во время бодрствования и сна, что затрудняет соединение этих двух наборов данных с компьютерными алгоритмами.
Сегодня исследователи в области сна с оптимизмом смотрят в будущее, особенно в зарождающейся области использования алгоритмов искусственного интеллекта для исследования сферы бессознательного. Существующие исследования сегодня сосредоточены на расшифровке видений и движений во сне, хотя ученые не видят фундаментальных трудностей в расшифровке других модальностей и эмоций.
Кстати, создано устройство, которое поможет взламывать сны. Подробнее читайте в нашем материале
Авторы еще одного исследования говорят, что расшифровали категориальное содержание сновидений. Камитани, как и другие ученые, изучающие содержание сновидений, информировал свое исследование, будя испытуемых в течение всей ночи и спрашивая их, что им снилось. Затем он построил индивидуальные каталоги мозговой активности, соответствующие образам, воспринимаемым во время бодрствования и обучил нейронную сеть распознавать эти паттерны мозговых волн во время разных фаз сна.
Документируя ключевые слова и частые категории из отчетов о снах испытуемых, ученые выбрали фотографии, представляющие каждую категорию и показывали их участникам, когда те бодрствовали. Мозговая активность испытуемых при просмотре этих изображений во время бодрствования регистрировалась и сравнивалась с мозговой активностью во время сновидений. Используя этот метод, исследователи смогли предсказать содержание сновидений испытуемых с высокой точностью, и в настоящее время они работают над созданием изображений из мозговой активности во время сна.
Некоторые ученые считают, что сны представляют собой симуляцию реальности, которая позволяет нам в очень безопасной среде обучаться новому поведению и навыкам противостоять угрозам или справляться со сложными социальными ситуациями. Так или иначе, большинство наших умозаключений о снах и той роли, которую они играют в нашей жизни, будут субъективными, а изучение отдельных элементов сновидений приводит к каскадам новых вопросов, ответов на многие из которых сегодня не существует. Но это не значит, что нужно перестать задавать вопросы. Например, изменит ли возможность записи сновидений, то, что и как мы о них думаем? Ответы на эти и другие ответы смотрите в увлекательном видео от AsapSCIENCE в переводе и озвучке Vert Dider:
Мозг отдыхает когда видит сны
Сегодня отмечается Всемирный день сна. Каждый раз праздник проходит под новым девизом. «Хороший сон — достижимая мечта» — лозунг этого года. Как по нам, так это отличная идея. Разве вы не мечтаете о мягкой постели во время ежедневного «путешествия» на работу? 😉 В честь дня сна собрали 10 занимательных научных фактов из книг о сне, спящем мозге и других удивительных явлениях.
1. Человек может научиться управлять сновидениями
Осознанные сны — феномен, который изучает Стивен Лаберж. Оказывается, мы можем улучшить способность понимать, что видим сон в процессе того, как мы его видим, и даже сознательно им управлять. Исследования в этой относительно новой области говорят о том, что осознанные сновидения — это результат физиологического сдвига в мозгу в сочетании с волевым актом и намерением спящего. В результате в сон привносится элемент самосознания.
Часто осознание того, что мы спим, нас будит, но если повезет — или если мы научимся нужному трюку, — можно продолжить видеть сон.
2. Все мы немного лунатики
Каждый пятый житель Земли хоть раз в жизни ходил во сне. Люди делают во сне почти все то же, что и днем: общаются, едят, водят машину. Но если это повторяется часто, то можно говорить о расстройстве сна. Страдающие им люди могут перемещаться в пространстве, но они не могут распознавать лица, они не слышат криков, они сами не чувствуют боли. В таком измененном состоянии сознания они способны на все, что угодно.
3. Подростки не могут засыпать рано
Причина подростковой депрессии и агрессии — дефицит сна. Во время пубертатного периода суточные ритмы сдвигаются на три часа назад. Получается, что для подростков уснуть в 10 часов вечера не просто сложно, а биологически невозможно.
Из-за сдвинутых биоритмов требовать от тинейджеров сообразительности в первой половине дня совершенно бессмысленно.
4. Сны — вторая реальность
Сны и смотрятся, и ощущаются как реальность, потому что активность почти всех частей мозга понижается, а самый резкий и крутой спад наблюдается в важной зоне — планирования, логического мышления, решения задач. Бездействие ответственного за логику участка объясняет, почему в сновидении мы утрачиваем ориентацию во времени и пространстве и почему у нас не возникает сомнений в реальности происходящего — например, нас нисколько не удивляет тот факт, что покойный дедушка превратился вдруг в таксиста и почему на нем рыцарские латы.
Содержание сновидений может быть странным и причудливым, потому что логика ночью тоже «спит».
5. Человек учится во сне
Сон играет большую роль в усвоении информации и навыков. Похоже, что стадия легкого сна ответственна за совершенствование новых навыков у музыкантов, спортсменов и танцоров. Причем это наступает через день или два после первого знакомства и тренировки этого навыка.
Чтобы получить максимальную пользу от тренировки или упражнений, когда вы осваиваете что-то новое в спорте или в игре на музыкальном инструменте, вы должны хорошенько выспаться хотя бы в первую ночь после первоначального освоения этого нового навыка.
6. Биологические часы не сбиваются
Натаниэл Клейтман, американский ученый, который был иммигрантом из России, посвятил карьеру изучению сна. Однажды он провел целый месяц в подземной пещере. Он хотел выяснить, влияет ли отсутствие внешних признаков времени (солнечный свет, сумерки, темнота) на биологические часы.
Оказалось, что наши биологические часы не зависят от того, видим ли мы восход и закат солнца или нет. Она настроены на цикл сон-бодрствование продолжительностью от 24 до 25 часов.
7. От недосыпа можно умереть
Отсутствие сна может быть убийственным. Это проверяли на несчастных крысах. По результатам экспериментов ученые сделали вывод, что долгое бодрствование истощает организм, он перестает регулировать температуру тела, что приводит к смерти. По понятным причинам никто не выяснял опытным путем, может ли человек умереть из-за недосыпа. Можно говорить лишь о кратковременных экспериментах государственных структур, в которых участвовали либо добровольно, либо по принуждению. Например, в Гуантанамо следователи ЦРУ лишали сна заключенных. Их связывали вместе и заставляли стоять более суток.
Самое удивительное, что этот разрушительный процесс можно в любую минуту остановить. Стоит поспать пару часов, и все последствия недосыпа исчезнут.
8. Раньше ночной сон был двухразовым
Каждый день люди засыпали после заката, а после полуночи просыпались. Об этом первом сне и говорилось в старинных источниках. Человек бодрствовал около часа, прежде чем снова уснуть уже до утра (это и был так называемый второй сон).
Такой ночной перерыв был обычным делом, и каждый проводил его по-своему: кто-то молился, кто-то читал, кто-то размышлял о сновидениях или ходил в туалет, ну, а некоторые занимались сексом. Последний вариант был, пожалуй, самым распространенным. В XVI веке один врач выяснил, что рабочие рожают по нескольку детей, потому что занимаются любовью после первого сна, то есть набравшись сил и энергии.
Многочисленные опыты доказали: если бы человеку предоставился шанс, он бы разделил сон на две половины. В мире еще остались люди, которые спят именно так. Они просто живут там, где нет искусственного освещения, компьютеров, телевизоров и плохих реалити-шоу.
9. Мужчины храпят чаще
Мужчины обычно спят лучше рядом с женщиной, чем в одиночестве. Может быть, причина в том, что они просто наслаждаются эмоциональной близостью, так как им не приходится слушать храп супруги. У природы черный юмор: женщины не только храпят гораздо реже мужчин, но и спят более чутко. Так каждую ночь разыгрывается горькая комедия, в результате которой женщины страдают от бессонницы (чего нельзя сказать об их мужьях).
10. Сон — это тренировка
Сны — отдушина для нашего разума. Тревожные, неприятные сны — древний защитный механизм. Мы переживаем плохие события во сне, чтобы быть готовыми к ним в жизни. Сон для мозга — генеральная репетиция. Это относится не только к человеку, но и к некоторым животным: например, к кошкам, которые вскакивали, преследовали воображаемую добычу или нападали на воображаемых врагов во сне.
Сновидение — это роскошная форма сознания, которую нам следует ценить не меньше, чем мы ценим опыт, получаемый во время бодрствования. Наука проливает все больше света и на природу сновидений, и на другие усилия мозга, делающие нас теми, кто мы есть. Дальше будет только интереснее.
Мозг во время сна: работает или отдыхает вместе с нами?
Необходимость ежедневного сна обусловлена не только человеческим желанием и физиологией, но и наукой. Абсолютно каждый человек порядка третьей части своей жизни затрачивает на это занятие. Все, чем он занимался весь предыдущий день, какие задачи он решал, о чем думал, что планировал, с какими воспоминаниями сталкивался, мозг переваривает и расставляет «по полочкам», когда человек крепко спит. Оказывается, когда человек пребывает в бессознательном состоянии и погружается в объятия Морфея, мозг продолжает свою активную работу. Рассмотрим, каким образом осуществляется функционирование мозга во время сна, чем он на самом деле занимается и как себя ведет.
Что делает мозг ночью
Когда мы спим, наш мозг продолжает действовать. Эта деятельность, активность мозга обусловлена особенностями его строения. Перечень его задач в этот момент заключается в следующем:
3. Избавляется от шлаков и токсинов. Как только тело погружается в сон, мозг продолжает активную работу, избавляя его от вредных веществ. Этот факт подтвержден и подкреплен серией исследовательских мероприятий. А ведь повышенное количество этих элементов может повлечь за собой многие патологические состояния, поэтому польза мозга в данном направлении бесспорна.
4. Обучение физическому труду. В период фазы быстрого сна происходит передача информации о двигательных опциях из коры мозга в височную область. Это явление позволяет тщательно продумывать и безукоризненно выполнять задачи, связанные с физическим трудом. Теперь понятно, какой отдел мозга отвечает за выполнение физических упражнений и повседневных действий.
Как видно из вышеописанного, функционирование мозга во сне продолжается, и он, даже когда мы спим, выполняет большое количество задач.
Работа мозга по циклам
Весь процесс ночного сна человека состоит из нескольких циклов «медленный – быстрый процесс». Согласно общедоступной теории, мы спим, чтобы обеспечить переработку информации, полученной в течение прожитого дня или предыдущих суток. Классический сон включает в себя 4 стадии медленного и 2 стадии быстрого сна. Информация передается в реорганизованной форме только по завершении третьего цикла. Но мозг не отключается и в последующие 1-2 цикла, а продолжает работать.
В процессе погружения в мир Морфея мозговые структуры на время утрачивают между собой функциональные взаимосвязи, способствующие бодрствованию. Это явление можно отследить на электроэнцефалограммах. Каждая из этих структур замыкается в себе, а затем настраивается на нужный лад и подлежит регулированию, что нельзя осуществить во время бодрствования, когда «серое вещество» находится в активном взаимодействии с окружающей средой. У спящего голова работает немного по-другому.
На стадии медленного сна происходит регулирование внутренних ритмов относительно каждой структуры мозга, в то время как на этапе быстрого процесса наблюдается налаживание гармонических взаимосвязей между этими элементами. В целом же сон имеет одну основную задачу – настроить биоритмы тела на оптимальный режим, который у каждого человека индивидуален. Создается этот эталон в процессе бодрствования, а в качестве базы выступает та или иная поведенческая программа, заложенная на генетическом уровне. Если модель сформирована и работает налажено – для отдыха достаточно небольшое количество сна. Если имеются сбои – человек спит дольше.
Занимателен тот факт, что потребность во сне имеет обратную пропорциональную взаимосвязь с объемом получаемой информации: чем больше ее поступает в серое вещество, тем меньше сна необходимо. Это может быть связано с тем, что в процессе получения усиленной умственной нагрузки человек спит меньше, нежели в случае, когда он большую часть своего времени проводит у телевизора.
Отдых мозга во время сна
Отдыхает ли наш мозг во время сна? Вопрос является объектом споров среди многих людей. И это небезосновательно. На самом деле, как только человек отправляется в мир сновидений, мозг перестраивается на иной режим работы. Если во время бодрствования у него не было возможности анализировать события и классифицировать мысли, то, когда человек уснул, она появилась. Поэтому на первых циклах мозг занимается этими задачами, а по завершении этой работы (как правило, ближе к утру) имеет немного времени на отдых. Но это не значит, что он полностью «отключается» наряду с телом, можно сказать, что он просто включает «эконом» режим. Поэтому со стороны мозга сон воспринимается не так, как со стороны тела.
Работа мозга и сновидения
Когда мозговые структуры функционируют, они налаживают между собой взаимные связи, будто бы переговариваясь. Этот факт целиком и полностью доказывают различные сновидения. Также в этом процессе происходит активная тренировка нервных центров: клетки, которые бездействовали при бодрствовании, начинают выполнять своего рода функциональную гимнастику, чтобы поддерживать оптимальную форму. Именно по этой причине после стресса человек спит «как убитый», ведь его клетки уже получили встряску и не нуждаются в дополнительной информации в виде снов.
Медленная фаза сновидений
Всего на медленную стадию приходится порядка 75-85% всего сна, и она включает в себя несколько состояний:
По мере погружения человека в сон происходит изменение многих функций организма. На первой стадии, именуемой дремотой, а также на втором этапе пульс становится более редким, АД подлежит снижению, кровь течет более медленно. Как только спящий погружается в состояние дельта-сна, его пульс заметно учащается, а давление повышается. Медленный сон – это фаза, отвечающая за регулирование внутренних ритмов касательно каждой мозговой структуры и каждого органа.
Работа органа в быстрой фазе
Работа мозга во время сна быстрого типа является несколько иной. В основном процесс быстрого сна может быть разделен на 2 основные стадии:
Они поочередно приходят на смену друг другу и действуют так несколько раз, причем первая стадия всегда является более длинной.
Чем быстрый сон отличается от медленного
Есть несколько моментов, которые отличают одну фазу сна от другой, и следует принять их во внимание.
Еще один немаловажный вопрос заключается в том, какая часть мозга отвечает за сон. Ведь до недавнего времени было неизвестно, в какой области мозга происходит работа, связанная со сновидениями. Ученые из Висконсинского университета в результате проведенного исследования смогли сделать сенсационное открытие. В эксперименте было предложено принять участие 46 людям, у которых производилась регистрация электрических волн. Для того, чтобы изолировать участки нейронов, отвечающих за сновидения вне зависимости от фазы сна, использовалась высокоплотная ЭЭГ. Испытуемых несколько раз будили и спрашивали о снах. А затем производилось сравнение полученных ответов с электрической активностью.
Полученные в ходе исследования данные показали, что в процессе сонного состояния снижение активности в задней части коры было непосредственно взаимосвязано с возникновением снов. И наоборот, когда в той же области наблюдалось возрастание низкочастотной активности, испытуемые говорили, что сны отсутствовали, то есть в это время ничего не снится.
Очищение мозга
Американские ученые в ходе проведения некоторых исследований выяснили, что сон нужен еще и для очищения мозга от токсических элементов. По их наблюдениям во время сна мозг потребляет столько же или даже больше энергии, нежели в период бодрствования. Во время испытаний на грызунах специалисты выяснили, что во время сна активность не снижается, а лишь переходит в иное русло. В ночное время, когда происходит очищение внутренних органов от накопившихся шлаков с помощью лимфы, мозг тоже очищается.
Доктор из Нью-Йоркского медицинского центра сообщил, что ресурс мозга предполагает определенные ограничения. Серое вещество способно делать что-то одно: или активно перерабатывать мысли, или обеспечивать вывод токсинов. Если бы этот процесс наблюдался в дневное время, ни один человек не имел бы возможности нормального принятия решений. А если бы происходило постепенное накапливание токсинов в мозге, была бы огромная вероятность возникновения заболевания Альцгеймера.
Какой вывод можно сделать
Таким образом, мы изучили, как работает человеческий мозг во время сна, сколько энергии потребляет, и в каком режиме функционирует, как только мы засыпаем. Наше «серое вещество» — объект наблюдений и споров многих ученых. Когда мы пребываем в объятиях Морфея, он начинает свою, неведомую нам работу, решая большое количество задач. Во время бодрствования он также активничает, но действует в других направлениях. Мозг человека – сложная структура, требующая детального изучения и исследования.