Американские специалисты совершили прорыв в понимании того, как работает мозг во время сна. Исследование, проведенное под руководством Массимо Сканциани, началось с простого любопытства: его коллега предложил изучить движения глаз у спящих животных.
Команда Сканциани специализируется на изучении зрительных систем мозга у бодрствующих существ. Ранее было известно, что активность «внутреннего компаса», расположенного в таламусе и гиппокампе, помогает ориентироваться в пространстве. Ученые задались вопросом: если «компас» работает, координируются ли с ним движения глаз?
Выяснилось, что во время фазы быстрого сна (REM-фазы), когда мы видим самые яркие сновидения, быстрые движения глаз не хаотичны. Они строго скоординированы с работой «внутреннего компаса», точно так же, как это происходит при бодрствовании. По словам Сканциани, это означает, что, просто наблюдая за глазами спящего животного, можно получить доступ к его внутренним когнитивным процессам.
Открытие позволило взглянуть на сон как на состояние, когда мозг генерирует информацию самостоятельно, без влияния внешнего мира. Он создает внутреннюю модель реальности — ментальную симуляцию, которая позволяет нам предвидеть последствия действий, например, мысленно прокрутить гимнастическую программу. Именно эту генеративную способность мозга специалисты и решили исследовать.
Чтобы проверить свою гипотезу о том, что мозг имитирует взаимодействие с миром во сне, команда изучила верхние холмики четверохолмия — двигательный центр, отвечающий за повороты головы. Выяснилось, что во время REM-сна этот центр продолжает посылать команды «повернуть голову», но эти сигналы блокируются на уровне мышц. Мозг получает команду, а нейроны «компаса» реагируют на нее так, будто движение произошло на самом деле.
Сейчас исследователи вручную стимулируют «руль» верхних холмиков во время сна, чтобы проверить, последует ли за этим остальная часть мозга, и сравнить эти искусственно вызванные «сновидения» с реальностью. Их цель — понять, насколько точно наш спящий мозг конструирует мир и какие еще системы, например вестибулярный аппарат, участвуют в этом сложном процессе.
Читайте также на Mail Наука, как ученые нашли способ «омолодить» мышцы
