Как правило, мы легко и уверенно отличаем сон от бодрствования. Но на самом деле граница между этими двумя состояниями очень и очень размыта. Порой мы пребываем буквально «одной ногой здесь, другой — там»…
Между сном и явью: Проблема реальности

К таким результатам пришли ученые после экспериментов с лабораторными крысами, в ходе которых обнаружилось, что даже у животных, внешне по всем признакам остающихся в бодрствовании, нейроны в некоторых областях мозга периодически «выключаются». Их деактивация очень напоминает происходящее в ходе фазы медленного сна. «Крысы не спали, но сон был локализован в некоторых регионах коры», — добавляет один из авторов работы, нейрофизиолог Джуилио Тонони (Guilio Tononi).

В своем исследовании ученые отдельно фиксировали электрическую активность мозга в целом (с помощью ЭЭГ) и отдельных его участков (внедренными в лобные и теменные участки коры микроэлектродами).

Обычно именно ЭЭГ позволяет оценить активность мозга, как целого. Так, при том же медленном сне фиксируются постоянные переходы нейронов из «выключенного» во «включенное» состояние, причем подавляющее большинство из них остается бездеятельными. Однако, как показали данные, полученные с помощью вживленных в мозг крыс микроэлектродов, даже при бодрствовании в тех или иных областях коры некоторые группы нейронов временно могут переходить в полностью «выключенное состояние». По меткому сравнению Тонони, это чем-то напоминает наблюдение за закипающей водой.

По мере того, как вода нагревается (мозг утомляется), отдельные участки спонтанно насыщаются пузырьками пара (нейроны переходят в неактивное состояние). При этом, когда именно и где это произойдет, видимо, заранее предсказать невозможно. До сих пор считалось, что медленный сон и бодрствование — вещи несовместимые, и что подобная активность в отсутствие сна просто невозможна. Однако она оказалась просто спонтанной и точечно локализованной, как усиленное моргание в минуты острого желания поспать.

Разумеется, такое поведение нейронов прямо сказывается и на поведении самого животного. По мере накопления усталости число нейронов, временно переходящих к «выключенному» состоянию все растет, увеличивается и длительность этих «отключений». Опыты показали, что при постепенном усилении этого процесса сложные когнитивные задачи становятся для крысы все более сложными. С такими эффектами, наверное, сталкивался и каждый из нас в своей жизни.

Подробнее об удивительном и загадочном состоянии сна — и о том, чем чреваты его нарушения — можно прочесть в статье «Сон не в руку».

По публикации Nature News