Ruchy oczu podczas snu REM: spojrzenia w świecie snów
Według nowych badań przeprowadzonych przez naukowców z UC San Francisco, kiedy nasze oczy poruszają się podczas snu REM, patrzymy na przedmioty znajdujące się w świecie marzeń sennych stworzonym przez nasz mózg. Odkrycia te rzucają światło nie tylko na to, jak śnimy, ale także na to, jak działa nasza wyobraźnia.
Sen REM – nazwany tak ze względu na związane z nim szybkie ruchy gałek ocznych – jest znany od lat 50. ubiegłego wieku jako faza snu, w której pojawiają się marzenia senne. Ale cel ruchów oczu pozostawał kwestią wielu tajemnic i dyskusji.
„Pokazaliśmy, że te ruchy oczu nie są przypadkowe. Są one skoordynowane z tym, co dzieje się w wirtualnym świecie snów myszy” – powiedział dr Massimo Scanziani, starszy autor badania, które ukazało się w wydaniu Science z 25 sierpnia 2022 roku.
„Ta praca daje nam wgląd w trwające procesy poznawcze w śpiącym mózgu i jednocześnie rozwiązuje zagadkę, która wywołała ciekawość naukowców przez dziesięciolecia”, powiedział.
Powiązanie ruchu gałek ocznych z kierunkiem snu
W drugiej połowie XX wieku, niektórzy eksperci wysunęli hipotezę, że te ruchy REM mogą podążać za scenami w świecie snów, ale nie było zbyt wielu sposobów, aby to sprawdzić, a eksperymenty, które można było przeprowadzić (odnotowując kierunek oczu śniącego, a następnie budząc go, aby zapytać, gdzie patrzył we śnie) dostarczyły sprzecznych wyników. Wielu badaczy odrzuciło ruchy REM jako przypadkowe działania, być może mające na celu utrzymanie powiek w stanie nawilżenia.
Dzięki znacznie bardziej zaawansowanej technologii, Scanziani wraz z doktorem Yutą Senzai z UCSF byli w stanie przyjrzeć się komórkom „kierunku głowy” w mózgach myszy, które również doświadczają snu REM. Komórki te działają jak kompas, a ich aktywność pokazuje badaczom, w którym kierunku mysz postrzega siebie jako zmierzającą.
Zespół jednocześnie nagrywał dane z tych komórek o kierunkach ruchu myszy, monitorując jednocześnie jej ruchy oczu. Porównując je, odkryli, że kierunek ruchów oczu i wewnętrznego kompasu myszy były dokładnie dopasowane podczas snu REM, tak samo jak wtedy, gdy mysz jest obudzona i się porusza.
Idealnie harmonijny fałszywy świat
Scanziani interesuje się „mózgiem generatywnym”, czyli zdolnością do wymyślania obiektów i scenariuszy.
„Jedną z naszych mocnych stron jako ludzi jest ta zdolność do łączenia naszych doświadczeń w świecie rzeczywistym z innymi rzeczami, które nie istnieją w chwili obecnej i mogą nigdy nie zaistnieć” – powiedział. „Ta generatywna zdolność naszego mózgu jest podstawą naszej kreatywności”.
Trudno jest jednak badać ten rodzaj funkcji mózgu; wymaga to zaglądania do mózgu, gdy rozwija on nowe doświadczenia i pomysły przy braku danych sensorycznych. Śnienie zapewnia właśnie taką możliwość.
Scanziani zauważył, że we śnie można łączyć rzeczy znane z niemożliwymi. Opisał powtarzający się sen, który miał jako młody nurek, w którym był w stanie oddychać pod wodą. Niezmiennie, budził się, by stwierdzić, że to nieprawda. „Ale we śnie wierzysz, że to jest prawdziwe, ponieważ nie ma wejść sensorycznych, aby przywrócić cię do rzeczywistości”, powiedział Scanziani. „To doskonale harmonijny fałszywy świat”.
Zespół Scanzianiego odkrył, że te same części mózgu — a jest ich wiele — koordynują się zarówno podczas snu, jak i czuwania, uwiarygodniając ideę, że sny są sposobem na zintegrowanie informacji zebranych w ciągu dnia.
Jak te regiony mózgu współpracują ze sobą, aby wytworzyć tę zdolność generatywną, jest tajemnicą, którą Scanziani planuje nadal próbować rozwikłać.
„Ważne jest, aby zrozumieć, jak mózg aktualizuje się w oparciu o nagromadzone doświadczenia” – powiedział. „Zrozumienie mechanizmów, które pozwalają nam koordynować tak wiele odrębnych części mózgu podczas snu, da nam wgląd w to, jak te doświadczenia stają się częścią naszych indywidualnych modeli tego, czym jest świat i jak działa”.
Praca ta była wspierana przez granty NIH U19NS107613 i R01EY025668
Źródło: University of California – San Francisco. Robin Marks