Som øyer som stikker ut av den glatte overflaten av havet, drømmer drømmene vår søvn med usammenhengende episoder av bevissthet. Der disse tankeknottene vises i en sovende hjerne - har dette spørsmålet lenge plaget forskere og filosofer. I flere tiår har forskere assosiert drømmer med Rapid Eye Movement (REM), når den hvilende hjernen paradoksalt produserer høyfrekvente hjernebølger som er veldig like de som er født under våkenhet.
Og likevel ser vi drømmer ikke bare under REM. Flere bisarre studier har funnet tegn på å drømme under ikke-REM-søvn, når tregbølget aktivitet hersker i hjernen - det motsatte av en engstelig, aktiv, bevisst tilstand. Takket være forskning som ble publisert i Nature Neurosciece, ser vi ut til å ha begynt å famle etter et svar på et ondt dilemma.
Ved å nøye overvåke hjernebølgene til de sovende frivillige, identifiserte et team av forskere fra University of Wisconsin et lokalt "hot spot" i hjernen som aktiveres når vi sover, uavhengig av søvnfasen personen er i.
"Du kan faktisk identifisere signaturen til den sovende hjernen," sier studieforfatter Dr. Francesca Siclari.
Videre, ved hjelp av en algoritme utviklet på grunnlag av hennes observasjoner, var en gruppe forskere i stand til å forutsi nøyaktig når en person sover, med 90% nøyaktighet og mer …
… og her er det mest interessante …
… Å grovt analysere innholdet i drømmer.
"Vi fant ut at den sovende hjernen og den våkne hjernen kan være mye mer lik enn forestilt," sier Siclari.
Kampanjevideo:
Denne undersøkelsen åpner ikke bare døren til drømmemodellering for PTSD-terapi, men det kan hjelpe forskere med å finne en anelse om bevissthetens mysterium.
"Betydningen av denne artikkelen er forbløffende," sier Dr. Mark Blagrov fra Swansea University i Wales, som ikke var involvert i studien.
Søvnanatomi
I løpet av en hel nattesyklus går vi gjennom forskjellige stadier preget av særegne hjernemønstre. Forskere bruker ofte EEG for å nøyaktig fange hvert trinn i søvn, noe som innebærer å plassere 256 elektroder på en persons hodeskalle og deretter spore antall og størrelse på hjernebølger ved forskjellige frekvenser.
Når vi slumrer, viser hjernen vår lavfrekvent aktivitet som beveger seg over hele overflaten. Disse bølgene signaliserer at nevroner er i en "stille tilstand" og ikke klarer å kommunisere mellom områder av hjernen - derfor er lavfrekvent aktivitet ofte forbundet med tap av bevissthet.
Disse langsomme svingningene i ikke-REM-søvn oversettes til slutt til høyfrekvent aktivitet, som signaliserer overgangen til rask øyebevegelse. Denne søvnfasen er ofte forbundet med livlige drømmer - og denne forbindelsen er så dypt forankret i søvnforskning at tilfeller av drømmeløs RHD eller ikke-REM-søvn ofte har blitt ignorert som underligheter.
Det viser seg at disse rare hendelsene antydet for oss at vår nåværende forståelse av nevrobiologien til søvn er ufullstendig.
Drømmefangere
For å revurdere disse paradoksale resultatene, overvåket Siclari og hennes team hjerneaktiviteten til 32 frivillige ved hjelp av EEG og vekket dem over natten med tilfeldige intervaller. Forskerne spurte deretter de søvnige deltakerne om de drømte om noe, og i så fall hva de drømte. Totalt skjedde dette 200 ganger per natt.
Men i stedet for å se et globalt skifte i aktivitet knyttet til søvn, ble forskere overrasket over å finne et område av hjernen på baksiden av hodet som dynamisk skiftet aktiviteten sin basert på nye drømmer.
Drømmer var assosiert med en reduksjon i lavfrekvente bølger i den "varme sonen" og med en økning i høyfrekvente bølger, som gjenspeiler høye hastigheter på nevrale aktiveringer og hjerneaktivitet. Det var en slags oppvåkning, uavhengig av søvnstadium eller generell hjerneaktivitet.
"Alt tyder på at det er nødvendig med svært begrenset, veldefinert hjerneaktivering for å generere bevisst erfaring," sier Siclari. "Inntil nå trodde vi at store områder av hjernen måtte aktiveres for å generere bevisste opplevelser."
Det er fornuftig at den varme sonen kobles til handlingen under søvn. Tidligere arbeid har vist at stimulering av disse områdene i hjernen med en elektrode kan skape en følelse av å være "i en parallell verden." Denne varme sonen inneholder også områder som integrerer sensorisk informasjon for å bygge en virtuell modell av verden rundt oss. Denne typen simulering legger grunnlaget for mange av våre imaginære verdener, og denne varme sonen er godt egnet for dette, sier forfatterne.
Hvis en aktiv varm sone faktisk er en "søvn-signatur", bør dens aktivitet kunne fortelle om en person sover i et gitt øyeblikk. Forfatterne opprettet en algoritme basert på resultatene og testet nøyaktigheten på en bestemt gruppe mennesker.
"Vi vekket dem når algoritmen fortalte oss at de sov, 84 ganger totalt," skriver forskerne.
Totalt viste denne algoritmen 90 prosent nøyaktighet i å analysere tilstedeværelsen av søvn - selv i tilfeller der deltakerne ikke husket innholdet i drømmene sine, men var sikre på at de sov.
Leser drømmer
Siden den varme sonen inneholder områder som behandler visuell informasjon, lurte forskerne på om det var mulig å få tilgang til innholdet i fagens drømmer ved hjelp av EEG-avlesninger.
Drømmer kan være ekstremt håndgripelige, med utfoldende hendelser, eller helt abstrakte, som fri fantasi, sier forskere. Ansikter, steder, bevegelser og tale er alle kjente komponenter i drømmer som behandles av lett identifiserbare områder i den varme sonen, så forskerne bestemte seg for å fokusere på disse aspektene.
Bemerkelsesverdig viste de frivillige som fortalte om det de sa i drømmene sine, aktiviteter i hjerneområdene som var ansvarlige for tale; og de som drømte om mennesker viste aktivitet i ansiktsgjenkjenningssentre.
"Dette antyder at drømmer bruker alle de samme hjerneområdene som bevisste opplevelser under våkne for bestemt innhold," sier Siclari og bemerker at tidligere undersøkelser bare kunne vise dette i "skumringssonen", overgangen mellom søvn. og våkenhet.
Til slutt er forskere interessert i hva som skjer når vi sover, men husker ikke de spesifikke detaljene. Det viste seg at denne rare tilstanden har en egen EEG-signatur: å huske søvndetaljer var assosiert med et utbrudd av høyfrekvent aktivitet i hjernens fremre regioner.
Interessante spørsmål dukker opp, er for eksempel hjernens frontlober som er ansvarlige for klar drømmer, en spesiell tilstand når folk forstår at de sover og kan endre søvninnholdet.
Å vekke livet
Forskere kan ennå ikke forklare hva som aktiverer den varme sonen under søvn, men svarene kan fortelle oss om søvn har et biologisk formål, for eksempel å bearbeide minner til store begreper i verden.
Kartlegging av aktiviteten til den sovende hjernen kan også føre til måter å direkte manipulere drømmene våre ved hjelp av ikke-invasive prosedyrer som transkraniell stimulering. Søvninduksjon kan hjelpe mennesker med søvnløshet, og å forstyrre forstyrret søvn kan hjelpe PTSD-pasienter med å få bedre søvn.
Dr. Giulo Tononi, hovedforfatter av studien, mener at implikasjonene av denne studien går langt utover søvn.
“Vi klarte å sammenligne hvordan den sovende hjernen oppfører seg mot den våkne. Denne forskningen kan være en verdifull modell for studiet av bevissthet, sier han.
ILYA KHEL
