NatCom: новая база данных включает записи активности мозга и описания сновидений

Международная группа ученых собрала и открыла крупнейший в истории архив записей работы мозга во время сна и последующих рассказов участников о своих сновидениях. Первые результаты анализа этой базы подтвердили: сознательные переживания во сне возникают не только в фазе быстрого сна (REM), но и в глубоких фазах, когда мозг внезапно демонстрирует "просыпающиеся" паттерны активности.

Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).

В архив вошли более 2600 эпизодов пробуждений у 505 добровольцев. К каждому пробуждению прилагаются данные электроэнцефалографии (ЭЭГ), иногда — магнитной энцефалографии, а также отчет участника о том, видел ли он сон. Исследователи разработали единую систему классификации: если человек помнил содержание сна — это "опыт", если он ощущал, что что-то снилось, но не мог вспомнить детали — "опыт без воспоминаний", если не было никаких впечатлений — "отсутствие опыта". Благодаря этому разные исследования наконец стали сопоставимы.

Первичный анализ подтвердил давно обсуждаемый, но редко проверяемый в крупных выборках факт: REM-фаза остается самым "богатым" на сновидения этапом сна. Чем глубже сон, тем реже участники сообщали о сновидениях, но даже в самой глубокой фазе N3 они иногда возникали.

С помощью алгоритма, который оценивает вероятностное распределение состояний мозга, ученые обнаружили, что перед пробуждениями с отчетом о сне мозг чаще переходил в промежуточное "полубодрствующее" состояние: активность начинала напоминать бодрствование. Это говорит о существовании гибридных режимов работы мозга.

Команда также попыталась предсказать наличие сна по ЭЭГ-сигналу за 30 секунд до пробуждения.

Алгоритмы машинного обучения смогли отличить "опыт" от "отсутствия опыта" лучше случайного угадывания. Особенно хорошо предсказания работали в REM-сне, что подтверждает существование объективных маркеров сновидений в электрической активности мозга. В перспективе такие методы могут позволить фиксировать моменты возникновения сновидений в реальном времени, не тревожа спящего.

Создатели архива подчеркивают, что нынешний анализ — только демонстрация возможностей ресурса. Более глубокие исследования потребуют еще больших массивов данных. База будет пополняться новыми работами, а значит, впервые появится шанс приблизиться к количественной науке о сновидениях и понять, как именно мозг создает внутренний мир сна — и что это может рассказать о природе сознания.