Сега за пръв път учени откриха, че той може да бъде засечен по модели на невронна активност, дълги само милисекунди (1000 пъти по-кратки от секундата), разкривайки нов начин за изследване и разбиране на основните модели на мозъчни вълни, които управляват съзнанието. Те показаха също, че малки региони от мозъка могат за момент да „проблясват“ в будно състояние, докато останалата част от мозъка остава заспала, и обратно – от будуване към сън.

Тези открития бяха описани при ново изследване, проведено в сътрудничество между лабораториите на асистента по биология Кийт Хенгън във Вашингтонския университет в Сейнт Луис и заслужилия професор по биомолекулярно инженерство Дейвид Хауслер в Калифорнийския университет в Санта Крус. Негови автори са докторантите Дейвид Паркс и Айдан Шнайдер.

В продължение на четири години те обучили невронна мрежа да изследва закономерностите в огромно количество данни за мозъчните вълни, разкривайки модели, случващи се на изключително високи честоти, които никога не са описвани до днес и поставят под съмнение фундаменталните, отдавна възприети представи за неврологичната основа на съня и будуването.

„С мощни инструменти и нови компютърни методи можем да спечелим много от поставянето под въпрос на нашите най-фундаментални допускания и преразглеждането на въпроса „какво е състояние?“ – казва Хенгън. – Сън или будуване е едничката най-голяма детерминанта на вашето поведение и всичко останало идва оттам. Така че ако не разбираме какво са сънят и будуването в действителност, изглежда сякаш сме изпуснали същественото.“

„Беше изненадващо за нас като учени да открием, че различни части от нашия мозък всъщност правят кратки дремки, когато останалата част от мозъка е будна, въпреки че много хора може вече да са подозирали това при своя брачен партньор“, шегува се Хауслер.

Разбиране на съня

Невроучените изследват мозъка чрез записи на електрическите сигнали на мозъчната активност, известни като електрофизиологични данни, наблюдавайки волтажните вълни, докато се изкачват и спускат с различна скорост. Примесени в тези вълни са моделите на рязък скок и спад в активността на отделните неврони.

Изследователите работили с данни за мишки в лабораторията на Хенгън в Сейнт Луис. Оставените да се движат свободно животни били снабдени с много леки приспособления за глава, които записвали мозъчната активност от десет различни региона на мозъка в течение на месеци, проследявайки волтажа от малки групи неврони с точност до микросекунди.

Това довело до натрупване на петабайти данни (които са един милион пъти по-големи от гигабайтите). Тази сурова информация била подадена на изкуствена невронна мрежа, която може да открива силно комплексни модели, за да се разграничат данните за съня от тези за будуването и да се намерят модели, които човешкото наблюдение може да пропуска.

Знаейки, че сънят традиционно се дефинира от бавни вълни, Паркс започнал да подава все по-малки фрагменти от данни на невронната мрежа и да иска от нея да предскаже дали мозъкът е буден, или заспал.

...

Цялата статия може да прочетете във в. Лечител

Превод от английски
Лина ПОПОВА