Большинство людей рассматривают сон и бодрствование как два отдельных состояния, четко разделяющих нашу повседневную деятельность. Традиционная нейробиология закрепила эту точку зрения, определяя сон как длинные, медленные волны, которые проходят через наш мозг. Теперь новаторские исследования раскрыли интригующие детали, которые бросают вызов этому убеждению.
Исследователи выяснили, что сон можно обнаружить по моделям нейронной активности, длящимся всего миллисекунды – в 1000 раз короче секунды. Более того, они обнаружили, что небольшие участки мозга могут на короткое время «мерцать» бодрствующим образом, в то время как остальная часть мозга спит, но может произойти и обратное.
Эти открытия дают новые возможности для изучения и понимания фундаментальных моделей мозговых волн, которые управляют сознанием.
Ученые отметили, что исследование показало, что разные части мозга «немного дремлют» , в то время как другие области остаются бодрствующими. «Для нас, ученых, было удивительно обнаружить, что разные части нашего мозга на самом деле немного спят, когда остальная часть мозга бодрствует».
В ходе своего четырехлетнего исследования ученые обучили нейронную сеть тщательно анализировать закономерности в огромном объеме данных мозговых волн.
В конечном итоге команда наблюдала закономерности, возникающие на чрезвычайно высоких частотах, бросая вызов фундаментальным представлениям о неврологической основе состояний сна и бодрствования.
Изучая данные мозга, которые длились всего миллисекунду, исследователи обнаружили, что модель может различать состояния сна и бодрствования. Это открытие подтвердило, что модель не полагалась на медленно движущиеся волны, чтобы понять разницу.
Обнаружение нейронных «мерцаний»
После дальнейшего изучения этих моделей высокоскоростной активности исследователи обнаружили еще одно удивительное явление, которое они называют «мерцанием».
Это случаи, когда долю секунды одна область мозга бодрствовала, а остальные спали, и наоборот.
Эти мерцания не соответствуют традиционным правилам нейробиологии, регулирующим строгий цикл между бодрствованием, медленным сном и быстрым сном, что еще больше бросает вызов стандартным представлениям о динамике сна.
Эти наблюдения открывают путь к более глубокому пониманию и потенциальному лечению заболеваний нервной системы и нейродегенеративных заболеваний, которые тесно связаны с нарушением регуляции сна.
Исследование обещает разработать новые диагностические инструменты и методы лечения, нацеленные на конкретные нейронные механизмы, участвующие в этих состояниях.
Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.