Когато сънуваме, нещо мистериозно се случва в мозъците ни – преживяваме нещо подобно на будуване, но също така и много различно от това да сме будни, и учените все още се опитват да открият точно какво се случва в това междинно състояние.

Сега е открита друга следа. Ново проучване установи, че една важна характеристика на съзнанието – способността да осъзнаваме звуците или да ги идентифицираме – всъщност се изключва, докато спим, и може да ни помогне да разберем как мозъците ни сънуват.

Картографирането на мозъците на живи хора, докато са будни и докато спят, не е лесно – малко от нас биха искали електроди да бъдат имплантирани в черепите им по време на ежедневните дейности, но тук екипът се възползва от медицинските изследвания, проведени върху пациенти с епилепсия .

"Успяхме да използваме специална медицинска процедура, при която електроди бяха имплантирани в мозъците на пациенти с епилепсия, за да наблюдават активността в различни части на мозъка им с цел диагностика и лечение", казва неврологът Ювал Нир от университета в Тел Авив в Израел.

"Пациентите доброволно помогнаха да изследваме реакцията на мозъка към слухова стимулация при будуване съпоставено със сън.“

Електродите позволили на изследователите да видят разликите в реакцията на мозъчната кора, когато пациентите са в различни етапи на сън в сравнение с тези, когато са будни – чак до отделните неврони.

За целите на изследването изследователите възпроизвеждат различни звуци през високоговорители до леглата на доброволците. Данните за над 700 неврона (около 50 на пациент) са събрани в продължение на осем години.

Докато реакцията на мозъка към звука остава до голяма степен включена по време на сън, има повишаване на нивото на алфа-бета вълните - вълни, свързани с вниманието и очакването. Изглежда, че входящите звуци се анализират, но не се предават на съзнанието.

Това противоречи на предишното мислене, че по време на сън сигналите, свързани със звука, бързо се разпадат в мозъка. Всъщност те остават по-силни и по-богати, отколкото си мислеха учените, просто има една съществена разлика в начина, по който се обработват, докато дремем.

"Силата на реакцията на мозъка по време на сън беше подобна на реакцията, наблюдавана по време на будуване, във всичко, с изключение на една специфична характеристика, където беше регистрирана драматична разлика - нивото на активност на алфа-бета вълните", казва първият автор, неврологът Хана Хаят, от университета в Тел Авив, цитиран от Science Alert.

Тези алфа-бета вълни (10-30Hz) се контролират от обратната връзка от по-високи нива в мозъка. Тази обратна връзка (включително дали звуците са нови или не) помага на умовете ни да разберат кои звуци са важни и трябва да бъдат слушани.

Подобно изместване нагоре в моделите на алфа-бета вълните е наблюдавано преди това при пациенти под анестезия, но не е наблюдавано при спящи хора. Изследователите го описват като един от начините за схващане на "очарователната енигма" как съзнателният мозък се различава от безсъзнателния мозък.

Това също дава на учените количествен и надежден метод за измерване дали някой наистина е в безсъзнание или не по време на хирургически операции, при хора в кома, при проверка за признаци на деменция и т.н.

"Нашите констатации имат широки последици извън този конкретен експеримент", казва Нир. "В бъдещи изследвания възнамеряваме да проучим допълнително механизмите, отговорни за тази разлика."

Изследването е публикувано в Nature Neuroscience.