Сон — это не просто отдых, а сложный процесс, во время которого мозг продолжает анализировать окружающую среду, чтобы вовремя среагировать на угрозу. Ученые давно задавались вопросом, как именно он отличает безобидные шумы от сигналов опасности. Новое исследование, проведенное специалистами из Женевского университета и французского института Пастера, проливает свет на этот механизм. Оказалось, что так называемые «грубые» звуки — крики, сигналы тревоги, детский плач — обрабатываются мозгом даже во сне, вызывая специфические нейронные реакции.
Грубость звука — это акустическая характеристика, связанная с быстрыми изменениями его интенсивности. Такие колебания происходят 40–100 раз в секунду, создавая резкий, часто неприятный эффект.
«В отличие от речи, где слоги произносятся с частотой 4–8 Гц, грубые звуки воздействуют на слуховую систему гораздо агрессивнее. Именно поэтому крики и сигналы тревоги так эффективно привлекают внимание: они запрограммированы эволюцией как маркеры опасности».
Чтобы выяснить, как мозг реагирует на такие звуки во сне, ученые провели эксперимент с участием 17 добровольцев. Участники спали в специальных помещениях, где их мозговая активность фиксировалась с помощью электроэнцефалографии. Им проигрывали различные звуки, включая человеческие крики и их искусственные аналоги, варьируя высоту и грубость. Оказалось, что именно резкие, прерывистые звуки — независимо от их тональности — вызывали устойчивую реакцию мозга, не всегда пробуждая испытуемых.
Ключевым открытием стало обнаружение связи между грубыми звуками и увеличением количества «сонных веретен» — коротких всплесков мозговой активности, которые возникают в ответ на потенциально опасные стимулы. Интересно, что грубые звуки редко встречаются в естественной среде. Они характерны для экстренных ситуаций — криков о помощи, сигналов тревоги, рычания хищников.
Гиперакузия — состояние, при котором обычные звуки воспринимаются как болезненно громкие, — одно из возможных последствий нарушений в этой системе. Кроме того, хроническое воздействие резких звуков во сне может ухудшать качество отдыха, повышая риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и когнитивных расстройств.
Исследование также имеет значение для понимания неврологических и психиатрических заболеваний. Например, при эпилепсии, болезни Альцгеймера и некоторых формах аутизма обработка звуков может быть нарушена, что усиливает дискомфорт от окружающего шума.
Понимание того, как мозг фильтрует шум во сне, критически важно для разработки методов защиты здоровья. В будущем это может привести к созданию «умных» систем шумоподавления, которые будут блокировать только опасные частоты, или к новым подходам в терапии гиперакузии. Пока же ученые советуют минимизировать воздействие резких звуков ночью — например, использовать беруши или настраивать белый шум для маскировки раздражителей.
Ранее ученые проанализировали 73 млн ночей сна и выяснили, как на них повлияли время года, день недели и местоположение.