Загадки спящего мозга

Фото: Фото: AP

Доказано: важные идеи и решения могут приходить к нам во сне. Такие случаи известны среди ученых, писателей, музыкантов. Взять хоть историю со знаменитой таблицей Менделеева! Немецкие исследователи попытались смоделировать похожую ситуацию в эксперименте. Оказалось, что сон способствует возникновению инсайта — то есть внезапного понимания ситуации.

Нобелевский лауреат по физиологии 1936 года Отто Леви так описывает историю своего открытия: "В ночь перед Пасхальным воскресеньем в тот год (1920) я проснулся, включил свет и набросал несколько записей на клочке бумаги. Затем я снова заснул. В 6 часов утра я припомнил, что прошедшей ночью я записал что-то очень важное, но не смог разобрать свои записи.

Следующей ночью в 3 часа эта идея снова ко мне вернулась. Это был дизайн эксперимента, доказывающего гипотезу химической передачи, высказанную мной 17 лет назад. Я немедленно поднялся, пошел в лабораторию и провел эксперимент с сердцем лягушки точно так, как мне это приснилось".

Спустя 16 лет за серию работ, развивших приснившийся опыт, Отто Леви был удостоен Нобелевской премии.

Замечено, что сны часто оказываются источниками креативных идей. Чтобы выяснить причины этого явления Немецкие исследователи из Университета Любека (University of Liibeck) и Института психологии Кельнского университета (Institute of Psychology, University of Cologne) попытались смоделировать похожую ситуацию в эксперименте.

Читайте также: Жизнь к вам сурова? Сделайте проще лицо

Испытуемым давали последовательность из трех цифр (1, 4, 9) длиной в восемь символов. Из этого ряда было необходимо составить новый, основываясь на двух правилах: если цифры рядом одинаковы, то следует поставить такую же цифру, а если разные, то отличную от обеих.

Исходные последовательности были сгенерированы таким образом, что у целевой последовательности вторая половина является зеркальным отражением первой. Например, за 1419 следовало 9141.

При тестировании, проведенном через несколько часов, оказалось, что только около 20 процентов испытуемых догадалось об этой закономерности. Однако если эти несколько часов им предлагали поспать, то число догадавшихся достигало 60 процентов.

Ученые задумались, каким же образом возникает некое новое знание, не существовавшее до сна? Для этого им пришлось вникнуть в суть вопроса, зачем мы вообще спим. Одна из самых распространенных идей заключается в том, что мы делаем это, потому что устали, и для того, чтобы восстановить силы.

Фото: AP

Но исследования продемонстрировали: сон, скорее всего, возникаетне из-за физической, мышечной усталости. Эксперименты показывают, что увеличение физической нагрузки не приводит к увеличению его продолжительности. При этом интенсивная умственная нагрузка, ситуация обучения, оказывает на период сна и его характеристики большое значение.

Читайте также: Материнский инстинкт защищает разум

Чтобы приблизиться к разгадке феномена сна, нужно понять, чем занимается наш мозг, когда мы спим. Ведь его активность меняется в течение ночи. Понятие "сон" включает в себя несколько стадий с вполне четкими различиями. Наиболее простое деление — на медленную и быструю фазы. Во время первой — температура мозга и интенсивность мозгового кровотока падают, а во время второй, наоборот, увеличиваются. Эти два периода сна различаются и по нескольким другим физиологическим параметрам.

Для исследования процессов, протекающих в мозге во время сна, учеными был задействован весь арсенал методов современной нейробиологии, позволяющих регистрировать активность мозговой деятельности (электроэнцефалография, магниторезонансный имиджинг, позитронно-эмиссионная томография).

Все проведенные исследования показывают, что активность мозга человека во сне напоминает ту, которая была зарегистрирована во время обучения до сна.

Например, исследователи из бельгийского Льежского университета (University of Liege) предлагали испытуемым выучить улицы, районы и местоположение различных объектов в виртуальном городе компьютерной игры-бродилки. На следующий день нужно было "пройти" по городу, например, от библиотеки до вокзала.

Оказалось, что те, у кого было зарегистрировано наибольшее совпадение структуры активации мозга во время обучения и во время сна, демонстрировали максимальное улучшение навыка навигации в виртуальном городе после периода сна. Подобные результаты дают основание полагать, что во сне происходит воспроизведение того опыта, который был приобретен до него.

Необходимо отметить, что активность мозга при "воспроизведении" приобретенного опыта во сне не является абсолютно точной копией той активности, которая наблюдалась во время приобретения этого опыта.

Можно предположить, что в "спящем" мозге имеет место не столько "усиление" памяти, сколько ее реорганизация. Это означает, что, когда мы спим, происходят или продолжают происходить процессы обучения и поиска верных решений. В пользу этого свидетельствуют опубликованные в начале апреля в Science данные о молекулярно-биологических процессах во время сна.

Читайте также в рубрике "Наука и техника"