От быстрого и медленного сна мозг просыпается по-разному
Когда мозг просыпается, то его активность, очевидно, перестраивается из спящего режима в бодрствующий – но как это происходит? И есть ли разница между пробуждением из быстрого сна и из медленного? Увидеть это можно с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), которая показывает сумму электрических событий в мозге в виде набора высоко- и низкочастотных волн (альфа, бета, гамма и т.д.). Но чтобы поймать мгновения пробуждения, требуются особые модификации самой ЭЭГ и методов, которые анализируют её данные. Эти новые методы использовали в своих экспериментах сотрудники больницы Лозаннского университета: они пригласили двадцать человек, которые должны были засыпать и просыпаться, пока у них записывают мозговые электрические ритмы. В ЭЭГ их регистрируют с помощью специальных датчиков, которые крепятся к голове, и в этот раз таких датчиков было 256. Благодаря большому их числу за пробуждением удалось проследить буквально посекундно, и также удалось увидеть, что при этом происходит в разных зонах мозга. Участники эксперимента засыпали и просыпались много раз, либо сами, либо по будильнику, из быстрого сна и из медленного. Пробуждений набралось больше тысячи, так что обрабатывающие алгоритмы смогли увидеть в электрических изменениях просыпающегося мозга какие-то общие закономерности.
В статье в Current Biology говорится, что человеческий мозг просыпается из быстрого и из медленного сна по-разному. Электрические волны, как было сказано, можно разделить на высокочастотные и низкочастотные; и те, и другие могут проявляться с разной интенсивностью. Изменения в высокочастотных волнах происходили более-менее одинаково вне зависимости от того, из какой фазы сна мозг выходит в бодрствование: интенсивность высоких частот нарастала спереди назад, то есть сначала в лобной части мозга, а потом в височных, теменных и затылочных. И пробуждение из быстрого сна характеризовалось преимущественно переменами в высокочастотных волнах; заметные изменения в низких частотах случались уже тогда, когда человек уже проснулся.
А вот пробуждение из медленной фазы сна сопровождалось изменениями и в быстрых, и в медленных частотах. У медленных частот обнаружилась некая зона в теменной области, в которой они начинали усиливаться в первую очередь; потом это усиление распространялось в лобную часть и, позже, в затылочную и височную. Причём изменения в медленных частотах опережали изменения в быстрых на несколько секунд.
Медленные волны мозга обычно ассоциируются со сном. Но, видимо, пробуждение – это не просто угасание медленных волн, и перед тем, как проснуться, мозг делает внутри себя что-то такое, что усиливает медленные ритмы. Более того, их интенсификация на границе между медленным сном и бодрствованием совпадала с более бодрым самоощущением. То есть человеку было проще проснуться из медленного сна и, проснувшись, он был не таким сонливым, нежели при пробуждении из сна быстрого. Выход из быстрого сна (в котором к нам, кстати, обычно приходят сновидения) сопровождается усилением быстрых частот, а с медленными ничего особенного не происходит. Вероятно, изменения в сонных медленных частотах на выходе из медленного сна как раз помогают хорошо проснуться, хотя как именно помогают и что при этом вообще происходит в мозге, исследователям ещё предстоит выяснить.