Крупнейшая база данных сновидений: что выяснили учёные о работе мозга во сне

Международная команда учёных создала крупнейшую на сегодня публичную базу данных записей активности мозга и отчетов о сновидениях. Впервые учёные подтвердили, что осознанный опыт во сне не ограничивается быстрым сном с движением глаз (REM), и что, если во время глубокого сна человек что-то осознаёт, его мозговая активность становится ближе к бодрствованию. Этот материал опубликован в журнале Nature Communications.

Тысячи лет сны занимают умы человечества, но их строгие научные исследования — новое поле, которое может многое рассказать о природе сознания, механизмах памяти и причинах нарушений сна. Однако из-за сложности и ресурсоёмкости подобных исследований прогресс тормозился: выборки были малы и разрозненны, что мешало анализу.

Чтобы решить проблему, учёные из 13 стран объединили усилия и создали единую базу данных для сна и ментального опыта — DREAM. Инициатором выступил Университет Монаш (Австралия), проект поддержали крупные научные фонды. Основная цель — сделать доступным огромный массив разнообразных данных о снах для других учёных, чтобы проводить глубокие и сопоставимые анализы.

Исследователи собрали данные из 20 крупных исследований, в итоге в базе оказалось более 2600 записей пробуждений 505 участников. У каждого пробуждения отследили электрофизиологию мозга с помощью ЭЭГ (электроэнцефалографии), а иногда и МЭГ (магнитоэнцефалографии). Также каждый участник давал отчёт о содержании сна сразу после пробуждения.

Чтобы данные можно было сравнивать, учёные стандартизировали их: если участник сразу вспоминал сон или любой субъективный опыт — отмечали как “есть опыт”. Если человек что-то чувствовал, но не мог вспомнить детали — это “опыт без воспоминаний” (у учёных иногда называют ‘белый сон’). Если пробудившийся ничего не осознал — записывали “нет опыта”. Эта унификация впервые позволяет проводить масштабные сравнения.

В первом анализе базы DREAM учёные посмотрели, как отчет о сне соотносится со стадиями сна. Напомним, сон — не однообразное состояние, а цикл фаз REM (быстрый сон с парализованными мышцами) и NREM (медленный сон с переходами от лёгкой к глубокой фазе). Выяснилось, что чаще всего человек что-то осознаёт именно в REM, а по мере углубления медленного сна шансы вспомнить снижаются: в фазе (N1) больше «осознанных» отчётов, чем в чуть более глубокой (N2), и уж тем более, чем в глубокой (N3). Но REM — не единственный вариант: “видения” случаются и в NREM.

Далее команда попыталась понять, чем отличается обычный медленный сон от “осознанного” медленного сна. Применили автоматический алгоритм для анализа ЭЭГ, определяющий вероятность нахождения мозга в бодрствовании, фазе REM или NREM в каждый момент. Оказалось: если во время медленного сна человек что-то осознавал, его мозг по электрической активности больше походил на бодрствующий. Проще говоря, в не-REM можно “видеть сны”, если мозг попадает в промежуточное, «гибридное» состояние.

В финале учёные протестировали, возможно ли по ЭЭГ отличить, «снилось ли что-то» только по характеристикам мозга, используя искусственный интеллект. Алгоритмы по данным за последние 30 секунд до пробуждения достаточно точно отделяли «осознанные» сны, особенно для фазы REM. Это доказывает: у сновидения есть объективные, измеряемые признаки в мозге. В перспективе это позволит выявлять моменты сновидений у спящего без его пробуждения.

Авторы DREAM признают, что это только начало. Пока база позволяет распознавать только сам факт сновидения, но дальнейшие работы, возможно, смогут находить в мозге признаки конкретных образов — например, лица или голоса. Продукт задуман как открытый и растущий: исследователи всего мира могут добавить свои данные. Чем больше база, тем ближе ответы на вечные вопросы: для чего нам сны, как работает сознание, как мозг “создаёт” субъективный опыт из ничего.