Мозговая активность более 1000 человек демонстрирует быстрый переход от бодрствования ко сну, а не медленный переход между двумя состояниями.
Мы не засыпаем, мы внезапно впадаем в дремоту. DedMityay/Shutterstock
Мозг не засыпает постепенно. Вместо этого он достигает критической точки, в которой он быстро переходит от бодрствования ко сну за считанные минуты. Это открытие может улучшить наше понимание и лечение расстройств сна, таких как бессонница.
«Хотя сон играет основополагающую роль в нашей жизни, механизм засыпания мозга до сих пор остаётся загадкой», — говорит Нир Гроссман из Имперского колледжа Лондона. Широко распространено мнение, что это постепенный процесс, в ходе которого мозг постепенно переходит от бодрствования ко сну. Однако доказательств, подтверждающих это, мало.
Гроссман и его коллеги разработали новую методику изучения поведения мозга во время засыпания с использованием данных электроэнцефалографии (ЭЭГ). Этот тест, регистрирующий электрическую активность мозга, позволяет определить стадии сна и бодрствования. Команда смоделировала 47 сигналов ЭЭГ в абстрактном математическом пространстве, где каждая точка данных имела координаты, подобные точкам на карте. Это позволило команде построить график активности мозга во время бодрствования и отслеживать её по мере приближения к так называемой зоне начала сна, где активность мозга соответствует второй стадии медленного сна (NREM).
«Теперь мы можем взять человека, измерить активность его мозга и в каждую секунду сказать, насколько он далек от засыпания, в каждый момент, с точностью, которая раньше была невозможна», — говорит Гроссман.
Они применили этот подход к данным ЭЭГ, собранным у более чем 1000 человек во время засыпания, измеряя расстояние между активностью мозга и началом сна. В среднем это расстояние оставалось практически неизменным до 10 минут перед сном, а затем резко сокращалось в последние несколько минут. Этот переломный момент, который наступал в среднем за 4,5 минуты до сна, — именно тот момент, когда мозг переключается между бодрствованием и сном, говорит Цзюньхэн Ли, также работающий в Имперском колледже Лондона. «[Это] точка невозврата», — говорит он.
Эти результаты свидетельствуют о том, что переход от бодрствования ко сну «не является постепенным процессом. Это резкое, радикальное изменение, происходящее в последние несколько минут», — говорит Гроссман. Таким образом, то, как мы описываем засыпание — обычно как «падение», — во многом отражает то, что происходит в мозге. «Это практически свидетельство ощущения перехода в другое состояние», — говорит Гроссман.
Затем команда собрала данные ЭЭГ у отдельной группы из 36 человек, наблюдая за сном каждого участника около недели. Используя подмножество записей этих ночей, они смогли предсказать, когда участники заснут, с точностью до минуты после фактического момента.
«Это говорит мне о том, что, хотя люди очень разные, у каждого человека может быть свой собственный путь ко сну, который он склонен повторять ночь за ночью», — говорит Лора Льюис из Массачусетского технологического института. Однако, по её словам, неясно, изменится ли этот шаблон при других обстоятельствах, например, при ночёвке в новом месте.
Эта концепция также не раскрывает мозговые механизмы, управляющие переходом ко сну, говорит Ли. Но она может помочь нам в этом в будущем, говорит Льюис. «С началом сна нам было очень сложно определить этот момент», — говорит она. «Если бы мы знали, когда это происходит, то смогли бы начать определять, какой участок мозга или нейрон отвечает за засыпание?» Понимая динамику этого перехода, мы также сможем определить, чем он отличается у людей с бессонницей, что потенциально может привести к созданию новых методов лечения этого заболевания, говорит она.
Nature Neuroscience DOI: 10.1038/s41593-025-02091-1
Источник: www.newscientist.com
