Сны можно расшифровывать по активности мозга
Наши сновидения перестали быть тайной, абсолютно недоступной для других. Японские учёные из Международного института телекоммуникационных исследований и Научно-технологического института Нара сумели расшифровать сон с помощью обычных нейробиологических методов, таких как фМРТ и ЭЭГ.
Исследователи пригласили трёх молодых людей поспать в аппарате фМРТ – и, пока те спали, снимали ещё и электроволновую активность их мозга с помощью ЭЭГ. Когда по ЭЭГ было видно, что спящий что-то видит, его будили и просили рассказать, что ему снилось. Необходимо подчеркнуть, что речь идёт не о полноценном сне, а о его преддверии, периоде, когда мы только-только засыпаем и перед глазами начинает что-то мелькать. По словам Юкиясу Камитани, руководившего экспериментом, исследователи выбрали для анализа предсонное состояние просто из соображений экономии времени, чтобы не ждать полноценного быстрофазного сна. Всего каждому участнику приходилось «почти засыпать» как минимум 200 раз.
На втором этапе работы исследователи учили компьютер превращать данные о мозговой активности в визуальные элементы. Чтобы понять, какие визуальные ощущения какой активности соответствуют, тем же самым добровольцам показывали видео из сотен картинок, собранных по нескольким онлайн-базам. Машина-декодер тренировалась различать индивидуальные узоры активности мозга, свойственные конкретному человеку и возникающие в ответ на конкретные образы. Затем в компьютер загружали данные об активности мозга в момент погружения в сон, и на выходе получали сведения о том, что человек в этот момент видел.
Особенность работы в том, что её авторы впервые применили эту известную процедуру расшифровки мозговой активности к сновидениям. В статье, опубликованной в журнале Science, они пишут, что им удавалось опознавать по данным фМРТ тип объекта, который человек видел во сне, – например, машину, дерево или что-то ещё. При этом сами учёные подчёркивают, что технология расшифровки сновидений ещё очень несовершенна. Так, мы можем сказать, что человеку снится машина, но подробностей не увидим. Даже если кому-то снится, что он едет за городом на джипе, мы всё равно сможем определить в его сновидении только автомобиль.
В общем, цвета, действия, эмоции остаются пока за пределами расшифровки; кроме того, распознать сновидение можно лишь спустя короткий промежуток времени после того, как оно произошло. Промежуток этот весьма невелик – всего 15 секунд, то есть то, что снилось, например, 20 секунд назад, уже не разобрать. И, наконец, программу-расшифровщик нужно натаскивать на каждого человека отдельно. Это значит, что даже один и тот же объект разным людям снится по-разному, и снящийся автомобиль у разных испытуемых сопровождается разными рисунками активности мозга.
Всё это, однако, чисто технические трудности, которые, без сомнения, будут преодолены. Главное – удалось показать, что этот способ дешифровки мозговой активности в принципе подходит и к такой загадочной, свободно-ассоциативной области, как сон. Возможно, через расшифровку снов нейробиологи смогут подобраться и к самым сокровенным тайнам нашей психики.
Link
Наши сновидения перестали быть тайной, абсолютно недоступной для других. Японские учёные из Международного института телекоммуникационных исследований и Научно-технологического института Нара сумели расшифровать сон с помощью обычных нейробиологических методов, таких как фМРТ и ЭЭГ.
Исследователи пригласили трёх молодых людей поспать в аппарате фМРТ – и, пока те спали, снимали ещё и электроволновую активность их мозга с помощью ЭЭГ. Когда по ЭЭГ было видно, что спящий что-то видит, его будили и просили рассказать, что ему снилось. Необходимо подчеркнуть, что речь идёт не о полноценном сне, а о его преддверии, периоде, когда мы только-только засыпаем и перед глазами начинает что-то мелькать. По словам Юкиясу Камитани, руководившего экспериментом, исследователи выбрали для анализа предсонное состояние просто из соображений экономии времени, чтобы не ждать полноценного быстрофазного сна. Всего каждому участнику приходилось «почти засыпать» как минимум 200 раз.
На втором этапе работы исследователи учили компьютер превращать данные о мозговой активности в визуальные элементы. Чтобы понять, какие визуальные ощущения какой активности соответствуют, тем же самым добровольцам показывали видео из сотен картинок, собранных по нескольким онлайн-базам. Машина-декодер тренировалась различать индивидуальные узоры активности мозга, свойственные конкретному человеку и возникающие в ответ на конкретные образы. Затем в компьютер загружали данные об активности мозга в момент погружения в сон, и на выходе получали сведения о том, что человек в этот момент видел.
Особенность работы в том, что её авторы впервые применили эту известную процедуру расшифровки мозговой активности к сновидениям. В статье, опубликованной в журнале Science, они пишут, что им удавалось опознавать по данным фМРТ тип объекта, который человек видел во сне, – например, машину, дерево или что-то ещё. При этом сами учёные подчёркивают, что технология расшифровки сновидений ещё очень несовершенна. Так, мы можем сказать, что человеку снится машина, но подробностей не увидим. Даже если кому-то снится, что он едет за городом на джипе, мы всё равно сможем определить в его сновидении только автомобиль.
В общем, цвета, действия, эмоции остаются пока за пределами расшифровки; кроме того, распознать сновидение можно лишь спустя короткий промежуток времени после того, как оно произошло. Промежуток этот весьма невелик – всего 15 секунд, то есть то, что снилось, например, 20 секунд назад, уже не разобрать. И, наконец, программу-расшифровщик нужно натаскивать на каждого человека отдельно. Это значит, что даже один и тот же объект разным людям снится по-разному, и снящийся автомобиль у разных испытуемых сопровождается разными рисунками активности мозга.
Всё это, однако, чисто технические трудности, которые, без сомнения, будут преодолены. Главное – удалось показать, что этот способ дешифровки мозговой активности в принципе подходит и к такой загадочной, свободно-ассоциативной области, как сон. Возможно, через расшифровку снов нейробиологи смогут подобраться и к самым сокровенным тайнам нашей психики.
Link
Нейрофизиолог Ольга Сварник о рассказывает о значении сна, улучшении памяти и нейронах мозга
Видео
Несколько гипотез о том, почему люди видят сны
Раз и два
Нейропсихологи нашли объяснение способности помнить сны
Читать
Когда мы научимся интерпретировать сны?
Читать
Как мозг слышит во сне
Читать
Связь дофамина с засыпанием/просыпанием
Читать
Ещё один весьма любопытный взгляд на функцию сна:
Видео
Читать: 1, 2, 3, 4
Сон важен для механизмов памяти и формирования ассоциативных связей
Читать
Сон улучшает электроизоляцию нервов
Читать
Недостаток сна уничтожает клетки мозга
Читать
Очень занятная история о том, как люди спали раньше:
Читать
Ну и самое главное – в процессе сна из мозга выводятся токсины:
Читать: 1, 2
Видео
Видео
Несколько гипотез о том, почему люди видят сны
Раз и два
Нейропсихологи нашли объяснение способности помнить сны
Читать
Когда мы научимся интерпретировать сны?
Читать
Как мозг слышит во сне
Читать
Связь дофамина с засыпанием/просыпанием
Читать
Ещё один весьма любопытный взгляд на функцию сна:
Видео
Читать: 1, 2, 3, 4
Сон важен для механизмов памяти и формирования ассоциативных связей
Читать
Сон улучшает электроизоляцию нервов
Читать
Недостаток сна уничтожает клетки мозга
Читать
Очень занятная история о том, как люди спали раньше:
Читать
Ну и самое главное – в процессе сна из мозга выводятся токсины:
Читать: 1, 2
Видео
Андреа Рок – Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим [2015]
Увлекательное исследование того, что происходит с мозгом, пока мы спим.
Психологи и философы бились над загадками сновидений многие годы. Благодаря развитию науки и новым технологиям к ним присоединились нейробиологи: с помощью нейровизуализации и других инноваций мы можем узнать больше о том, что происходит с мозгом, когда мы спим. Журналист Андреа Рок рассказывает историю исследований и посещает научные лаборатории, в которых изучают сон, чтобы получить ответы на самые интересные вопросы:
• Почему мы помним только часть наших снов?
• Почему сны обычно сопровождаются сильными эмоциями?
• Могут ли на самом деле сны помогать решать проблемы и находить креативные решения?
• Верны ли теории толкования сновидений, разработанные Юнгом и Фрейдом?
• Можно ли влиять на содержание снов?
• Удовлетворяет ли сон какие-либо биологические потребности человека?
Увлекательное исследование того, что происходит с мозгом, пока мы спим.
Психологи и философы бились над загадками сновидений многие годы. Благодаря развитию науки и новым технологиям к ним присоединились нейробиологи: с помощью нейровизуализации и других инноваций мы можем узнать больше о том, что происходит с мозгом, когда мы спим. Журналист Андреа Рок рассказывает историю исследований и посещает научные лаборатории, в которых изучают сон, чтобы получить ответы на самые интересные вопросы:
• Почему мы помним только часть наших снов?
• Почему сны обычно сопровождаются сильными эмоциями?
• Могут ли на самом деле сны помогать решать проблемы и находить креативные решения?
• Верны ли теории толкования сновидений, разработанные Юнгом и Фрейдом?
• Можно ли влиять на содержание снов?
• Удовлетворяет ли сон какие-либо биологические потребности человека?
Дэвид Рэндалл – Наука сна. Экскурсия в самую загадочную сферу жизни человека [2014]
Забудьте о чёрных дырах и океанских безднах – есть научные загадки гораздо ближе к вашему дому. Каждый вечер мы пытаемся уснуть, но никто точно не знает, почему именно мы это делаем. Чем опасно лишение сна? Спят ли женщины и мужчины по-разному? Почему детей так сложно уложить спать и стоит ли спать с ребёнком в одной постели? Был ли прав Фрейд со своей теорией толкования сновидений? На эти и другие вопросы в своём исследовании отвечает журналист Дэвид Рэндалл, который не интересовался сном до тех пор, пока не стал сомнамбулой – и однажды ночью врезался в стену во время очередной ночной "прогулки". Эта книга – самое полное и актуальное исследование сна - явления, которое занимает треть нашей жизни и о котором мы практически ничего не знаем.
Забудьте о чёрных дырах и океанских безднах – есть научные загадки гораздо ближе к вашему дому. Каждый вечер мы пытаемся уснуть, но никто точно не знает, почему именно мы это делаем. Чем опасно лишение сна? Спят ли женщины и мужчины по-разному? Почему детей так сложно уложить спать и стоит ли спать с ребёнком в одной постели? Был ли прав Фрейд со своей теорией толкования сновидений? На эти и другие вопросы в своём исследовании отвечает журналист Дэвид Рэндалл, который не интересовался сном до тех пор, пока не стал сомнамбулой – и однажды ночью врезался в стену во время очередной ночной "прогулки". Эта книга – самое полное и актуальное исследование сна - явления, которое занимает треть нашей жизни и о котором мы практически ничего не знаем.
Гари Маркус – Несовершенный человек [2011]
Человек привык считать себя венцом творения: свои сильные стороны – нормой, а слабости – отклонением. Подход автора принципиально другой: мы изначально несовершенны; наш мозг, как и тело, в ходе эволюции формировался достаточно случайно, из "подручных материалов" природы и являет собой, так называемый клудж – нелепое, неуклюжее, но удивительно эффективное решение проблемы. Понятие клуджа проливает свет на важные стороны нашей жизни и объясняет множество проблем, с которыми мы сталкиваемся. Выводы автора оптимистичны: имея должное понимание соотношения сил и слабостей человеческого ума, мы получаем возможность помочь не только себе, но и обществу.
Человек привык считать себя венцом творения: свои сильные стороны – нормой, а слабости – отклонением. Подход автора принципиально другой: мы изначально несовершенны; наш мозг, как и тело, в ходе эволюции формировался достаточно случайно, из "подручных материалов" природы и являет собой, так называемый клудж – нелепое, неуклюжее, но удивительно эффективное решение проблемы. Понятие клуджа проливает свет на важные стороны нашей жизни и объясняет множество проблем, с которыми мы сталкиваемся. Выводы автора оптимистичны: имея должное понимание соотношения сил и слабостей человеческого ума, мы получаем возможность помочь не только себе, но и обществу.
Интранаркозное пробуждение
О том, как анестезия проливает свет на некоторые стороны сознания. Очень сложные случаи, когда пациенты пробуждаются во время операции, чувствуют боль, но не могут пошевелиться и издать звук. По-видимому, сознание не бинарно (есть/нет), а континуально.
Link
О том, как анестезия проливает свет на некоторые стороны сознания. Очень сложные случаи, когда пациенты пробуждаются во время операции, чувствуют боль, но не могут пошевелиться и издать звук. По-видимому, сознание не бинарно (есть/нет), а континуально.
Link
Волевой контроль кортикальных осцилляций и синхронии
Обезьянок подключили к интерфейсу мозг-компьютер, причем усиление активности нейронов в определённом частотном диапазоне и в конкретных участках моторной коры приводило к нужному перемещению курсора и получению вознаграждения. Приматы научились надёжно генерировать осцилляторные гамма-волны, что сопровождалось резким увеличением синхронности спайков. Эксперимент показал, что индивид может напрямую управлять специфическими паттернами, связанными с синхронностью возбуждений нейронов.
(↓pdf)
Обезьянок подключили к интерфейсу мозг-компьютер, причем усиление активности нейронов в определённом частотном диапазоне и в конкретных участках моторной коры приводило к нужному перемещению курсора и получению вознаграждения. Приматы научились надёжно генерировать осцилляторные гамма-волны, что сопровождалось резким увеличением синхронности спайков. Эксперимент показал, что индивид может напрямую управлять специфическими паттернами, связанными с синхронностью возбуждений нейронов.
(↓pdf)
Потребляемая пища влияет на экспрессию генов
В крови и тканях человека присутствуют молекулы растительных микро-РНК. Если регулярно есть рис, то с большой вероятностью мелкие РНК риса пройдут через желудочно-кишечный тракт и обоснуются в тканях органов. Что особенно радует, они способны связываться с одним из экзонов гена рецептора ЛНП и тем самым регулировать количество соответствующего белка в организме. Проверяли как in vitro, так и in vivo. Статья заканчивается заявлением, что влияние функциональных РНК одного царства (растения) на организмы другого (животные, млекопитающие) может оставить свой след в эволюции человеческой популяции. Сильно смущало, что исследования сделаны в Китае, выводы предложены смелые; оставалось подождать развития событий.
В декабре 2012 PLoS ONE публикует статью американской лаборатории, где анализировали образцы плазмы разных людей. Основной результат: наш организм кишит молекулами РНК всевозможных бактерий, архей, грибов (живущих в биоценозе с человеком), а также молекулами РНК, полученными из внешней среды, в частности, через употребление пищи. Установлено, что у американцев преобладают РНК пшеницы, а у китайцев – РНК риса (что логично). Помимо этого обнаружены РНК соевых бобов, томатов, винограда и даже насекомых (мух, комаров, пчёл). Далее учёные решили проверить, способен ли этот «мусор» воздействовать на работу генов организма-хозяина. У них вышло, что да, способен: it is clear that the expression profiles of a number of genes in the cells were affected by some of the exogenous RNA sequences (очевидно, что профили экспрессии ряда генов в клетках оказались затронуты некоторыми из экзогенных последовательностей РНК). Авторы высказывают мысль, что такие микро-РНК служат средством коммуникации между различными популяциями внутри организма, в частности между органами человека и его микробиомом.
Link
В крови и тканях человека присутствуют молекулы растительных микро-РНК. Если регулярно есть рис, то с большой вероятностью мелкие РНК риса пройдут через желудочно-кишечный тракт и обоснуются в тканях органов. Что особенно радует, они способны связываться с одним из экзонов гена рецептора ЛНП и тем самым регулировать количество соответствующего белка в организме. Проверяли как in vitro, так и in vivo. Статья заканчивается заявлением, что влияние функциональных РНК одного царства (растения) на организмы другого (животные, млекопитающие) может оставить свой след в эволюции человеческой популяции. Сильно смущало, что исследования сделаны в Китае, выводы предложены смелые; оставалось подождать развития событий.
В декабре 2012 PLoS ONE публикует статью американской лаборатории, где анализировали образцы плазмы разных людей. Основной результат: наш организм кишит молекулами РНК всевозможных бактерий, архей, грибов (живущих в биоценозе с человеком), а также молекулами РНК, полученными из внешней среды, в частности, через употребление пищи. Установлено, что у американцев преобладают РНК пшеницы, а у китайцев – РНК риса (что логично). Помимо этого обнаружены РНК соевых бобов, томатов, винограда и даже насекомых (мух, комаров, пчёл). Далее учёные решили проверить, способен ли этот «мусор» воздействовать на работу генов организма-хозяина. У них вышло, что да, способен: it is clear that the expression profiles of a number of genes in the cells were affected by some of the exogenous RNA sequences (очевидно, что профили экспрессии ряда генов в клетках оказались затронуты некоторыми из экзогенных последовательностей РНК). Авторы высказывают мысль, что такие микро-РНК служат средством коммуникации между различными популяциями внутри организма, в частности между органами человека и его микробиомом.
Link
Иммунные клетки мозга влияют на поведение самцов
В последнее время учёные всё чаще убеждаются в том, что роль вспомогательных глиальных клеток в нервной системе не ограничивается питанием и поддержкой нейронов. Не так давно было показано, что клетки глии напрямую вмешиваются в работу нейронов, регулируя проведение импульсов. А исследователи из Мэрилендского университета (США) обнаружили ещё одну функцию глиальных клеток: оказывается, они помогают сформироваться участку мозга, отвечающему за половое поведение самцов.
В мозгу есть зона, где различия между полами особенно хорошо видны, – это так называемая преоптическая область. Во время эмбриогенеза эта зона испытывает сильное влияние со стороны половых гормонов. В мозгу у самцов преоптическая область больше, и клетки в ней более чёткие, оформленные (чем у самок): считается, это происходит из-за действия эстрадиола и простагландина Е2, которые особенно сильно влияют на развитие мозга самцов. Кроме того, учёные полагают, что именно такие различия в строении преоптической области определяют различия в половом поведении.
Исследователи обнаружили ещё одно различие: у молодых самцов мышей в преоптической зоне содержится вдвое больше клеток микроглии. И это опять-таки связано с уровнем гормонов: если самке в первые дни жизни дать избыток эстрадиола и простагландина Е2, то у неё число микроглиальных клеток в упомянутой зоне станет таким же, как у самцов. И впоследствии это скажется на поведении: самки мышей с бóльшим числом клеток микроглии будут вести себя более «мужественно», вплоть до попыток спариться с другими самками. Если же эти клетки отключить, самцовые черты в поведении самок исчезают.
Микроглия считается подразделением иммунной системы, её клетки курсируют в мозгу, уничтожая патогены и подъедая клеточный и молекулярный мусор. То, что они будут влиять ещё и на поведение, для исследователей стало сюрпризом. Предположительно, клетки микроглии усиливают действие половых гормонов: они не только чувствительны к простагландину Е2, но и сами могут его синтезировать, тем самым влияя на формирование мозга. Однако коллеги авторов работы предостерегают от поспешных причинно-следственных выводов: не исключено, что избыток микроглиальных клеток на самом деле есть лишь следствие какого-то другого фактора, который помогает сформироваться мужскому половому поведению.
Link
В последнее время учёные всё чаще убеждаются в том, что роль вспомогательных глиальных клеток в нервной системе не ограничивается питанием и поддержкой нейронов. Не так давно было показано, что клетки глии напрямую вмешиваются в работу нейронов, регулируя проведение импульсов. А исследователи из Мэрилендского университета (США) обнаружили ещё одну функцию глиальных клеток: оказывается, они помогают сформироваться участку мозга, отвечающему за половое поведение самцов.
В мозгу есть зона, где различия между полами особенно хорошо видны, – это так называемая преоптическая область. Во время эмбриогенеза эта зона испытывает сильное влияние со стороны половых гормонов. В мозгу у самцов преоптическая область больше, и клетки в ней более чёткие, оформленные (чем у самок): считается, это происходит из-за действия эстрадиола и простагландина Е2, которые особенно сильно влияют на развитие мозга самцов. Кроме того, учёные полагают, что именно такие различия в строении преоптической области определяют различия в половом поведении.
Исследователи обнаружили ещё одно различие: у молодых самцов мышей в преоптической зоне содержится вдвое больше клеток микроглии. И это опять-таки связано с уровнем гормонов: если самке в первые дни жизни дать избыток эстрадиола и простагландина Е2, то у неё число микроглиальных клеток в упомянутой зоне станет таким же, как у самцов. И впоследствии это скажется на поведении: самки мышей с бóльшим числом клеток микроглии будут вести себя более «мужественно», вплоть до попыток спариться с другими самками. Если же эти клетки отключить, самцовые черты в поведении самок исчезают.
Микроглия считается подразделением иммунной системы, её клетки курсируют в мозгу, уничтожая патогены и подъедая клеточный и молекулярный мусор. То, что они будут влиять ещё и на поведение, для исследователей стало сюрпризом. Предположительно, клетки микроглии усиливают действие половых гормонов: они не только чувствительны к простагландину Е2, но и сами могут его синтезировать, тем самым влияя на формирование мозга. Однако коллеги авторов работы предостерегают от поспешных причинно-следственных выводов: не исключено, что избыток микроглиальных клеток на самом деле есть лишь следствие какого-то другого фактора, который помогает сформироваться мужскому половому поведению.
Link