25 июня 2019, вторник, 15:22
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

05 ноября 2018, 19:22

Зачем мы спим

Public Domain Pictures.net
 
 

В издательстве «Азбука-Аттикус» вышла книга Мэттью Уолкера «Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях». Автор книги – профессор нейробиологии  и психологии Калифорнийского университета в Беркли, основатель и руководитель Центра исследований человеческого сна (Center for Human Sleep Science), ранее работал в Гарвардской медицинской школе. Основная область его интересов – влияние сна на здоровье и болезни человека. Мэттью Уолкер опубликовал более сотни научных статей, вышедшая в 2017 году «Зачем мы спим» стала его первой научно-популярной книгой.

С разрешения издательства мы публикуем фрагмент книги, где Мэттью Уолкер рассказывает о некоторых методах исследования сна.

 

Очевидная сложность тестирования спящего мозга — в том, что… он спит. Спящие люди не могут принимать участие в компьютерных тестах или проявлять нужные реакции, то есть следовать требованиям ученых-когнитивистов, которые оценивают работу мозга. Исключение — осознанные сны, к которым мы обратимся в финале этой главы и о которых сомнологам оставалось только мечтать, работая с остальными типами сновидений. Мы вынужденно ограничиваемся тем, что пассивно наблюдаем за активностью мозга во время сна, не имея возможности организовать выполнение тестов среди спящих участников эксперимента. Мы проводим тестирование до и после сна и на следующий день пытаемся определить, зависят ли от фаз сна или сновидений какие-либо заметные улучшения.

Мы с Робертом Стикголдом, моим коллегой из Гарвардской медицинской школы, разработали способ решения этой проблемы, пусть даже косвенный и несовершенный. В главе 7 я описывал явление инерции сна — переход мозга из сонного состояния в бодрствующее в первые минуты после пробуждения. Мы задались вопросом, можно ли использовать этот короткий отрезок инерции сна на пользу нашему эксперименту. Для этого мы решили будить волонтеров для тестирования не утром, а ночью, на разных этапах быстрого и медленного сна.

Резкие изменения мозговой активности во время медленного и быстрого сна и приливы-отливы нейрохимических концентраций не дают мгновенного заднего хода сразу после пробуждения. В течение нескольких минут нейронные и химические свойства данной стадии сна сохраняются, создавая период инерции, который отделяет сон от истинного бодрствования. При вынужденном пробуждении нейрофизиология мозга начинает функционировать в режиме, больше напоминающем режим сна, чем бодрствования, но с каждой минутой концентрация нейрохимической составляющей той фазы сна, во время которой человека разбудили, станет ослабевать, пока в действие не вступит полноценное бодрствование.

Ограничив продолжительность выполняемого когнитивного теста полутора минутами, мы поняли, что можем разбудить участников и очень быстро проверить их как раз в этот переходный момент. Таким образом мы, вероятно, могли бы захватить некоторые из характеристик той фазы сна, во время которой участника разбудили. Это было похоже на анализ паров испаряющегося вещества, который позволил бы определить свойства самого вещества.

И все получилось. Мы придумали задание с анаграммами, где буквы реальных слов были перемешаны. Каждое слово состояло из пяти букв, и загадка имела только одно правильное решение (например, «OSEOG» = «GOOSE»). В течение нескольких секунд участникам показывали анаграмму и тут же, прежде чем время истекало, предлагали дать решение, если оно у них было, а затем следующая анаграмма появлялась на экране. Каждый этап тестирования продолжался всего девяносто секунд, и, конечно же, мы записывали, сколько верных ответов дал каждый участник опыта по ходу этого короткого периода инерции сна. Затем испытуемые вновь засыпали.

Участникам исследования заранее объяснили схему эксперимента, еще до того, как они, увешанные электродами, ложились спать в лаборатории сна. Сидя за монитором в соседней комнате, я с помощью этих электродов мог наблюдать за их сном в режиме реального времени. Кроме того, перед тем как участники засыпали, мы показывали им несколько примеров задания, которое их ожидало, чтобы они поняли его принцип и не восприняли его как что-то незнакомое. Заснувших волонтеров я будил четырежды в течение ночи: дважды во время фазы медленного сна, неглубокого и поздно ночью и также дважды во время фазы быстрого сна.

Просыпаясь в фазе медленного сна, испытуемые не проявляли особого творческого энтузиазма и решали всего по нескольку загадок с анаграммами. Но когда я будил их в фазе быстрого сна в стадии сновидений, дело обстояло иначе. Способность к решению задач просто взлетала, и участники решали на 15–35 % больше загадок, чем в первом случае или даже во время бодрствования!

Более того, после выхода из фазы быстрого сна резко сократилось время нахождения решений, как сказал один из участников эксперимента: «Решения просто выскакивали». Решения, казалось, требовали меньше усилий, когда мозг купался во флюидах сна со сновидениями, и приходили гораздо быстрее после пробуждения в фазе быстрого сна, по сравнению с долгим обдумыванием при выходе из медленного сна или бодрствованием. Сохраняющиеся пары быстрого сна обеспечивали более подвижную и широкомасштабную информационную обработку.

Используя тот же самый экспериментальный метод пробуждения, Стикголд провел еще один интересный тест, который подтвердил, что мозг в период сновидений в фазе быстрого сна функционирует абсолютно иначе, когда дело касается работы творческой памяти. Он выяснил, как наши кладовые смежных понятий, или семантические знания, действуют ночью. Именно это семантическое знание, как пирамидальное генеалогическое древо, раскрывается сверху вниз в порядке усиления степени связанности. Рис. 14 представляет собой пример такой ассоциативной паутины, собранной из моих смежных представлений и знаний, касающихся Калифорнийского университета в Беркли, профессором которого я являюсь.

 

Рис. 14. Пример ассоциативной сети памяти

Используя стандартный компьютерный тест, Стикголд измерил, как эти ассоциативные сети информации действовали при пробуждении от фаз медленного и быстрого сна, а также по ходу стандартного тестирования во время дневного бодрствования. Когда вы пробуждаете мозг от медленного сна или замеряете его функционирование в течение дня, принципы деятельности мозга тесно и логично связаны, что и показано на рис. 14. Однако стоило разбудить мозг во время быстрого сна, и алгоритм действий представал абсолютно иным. Пропадала иерархия логических ассоциативных связей. Мозг в состоянии быстрого сна со сновидениями был абсолютно не заинтересован в банальных, исполненных здравого смысла связях и пошаговых ассоциациях. Вместо этого мозг в фазе быстрого сна обходил очевидные связи, предпочитая использовать понятия с низкой степенью родства. Во время сновидений в фазе быстрого сна стражи логики напрочь забывали о своей службе, оставляя рычаги управления приютом ассоциативной памяти чудесно эклектичным лунатикам. Результаты показали, что такого рода мозговая деятельность может породить все что угодно, и чем причудливее это будет, тем лучше.

Два эксперимента с решением анаграмм и семантическими полями открыли, насколько радикально отличаются операционные принципы мозга в период сновидений по сравнению с принципами действия во время медленного сна и бодрствования. Когда мы входим в стадию быстрого сна и возникает сновидение, рождается инспирированная форма миксологии* памяти. Теперь мы уже не скованы видением наиболее типичных и явных связей между единицами памяти. Напротив, мозг активно склоняется к выискиванию самых отдаленных и неясных сопряжений между блоками информации.

Расширение обзора нашей памяти сродни подглядыванию в телескоп. Если цель заключается в преобразующем творчестве, то во время бодрствования мы, по сути, смотрим в подзорную трубу с неправильного конца. Мы получаем близорукое и гиперфокусированное узкое видение, которое никак не может охватить информационный космос, предлагаемый головным мозгом. Бодрствуя, мы замечаем лишь небольшую часть возможных взаимосвязей памяти. Но картина изменится на прямо противоположную, когда мы погрузимся в состояние сновидений и начнем смотреть в нашу зрительную трубу через другой (правильный) конец телескопа, делающего обзор памяти. Используя широкоугольные линзы сновидений, мы можем увидеть созвездие хранимой информации целиком и ее разнообразные креативные комбинации.

* В прямом значении миксология — искусство смешивания коктейлей. — Прим. ред.

Уолкер М. Зачем мы спим. Новая наука о сне и сновидениях. Перевод с английского В.М. Феоклистовой. — М. : Азбука-Аттикус, КоЛибри. 2018.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.